اکسیداسیون بیولوژیکی. واکنش ردوکس: نمونه هایی

بدون انرژی می تواند یک موجود زنده تنها وجود ندارد. پس از همه، هر واکنش شیمیایی، هر گونه فرایند نیاز به حضور آن است. هر شخص به راحتی می توانید آن را درک و احساس آن. اگر تمام روز به خوردن مواد غذایی، و سپس توسط شب، و شاید زودتر، افزایش علائم خستگی آغاز خواهد شد، نقاط ضعف، قوت تا حد زیادی کاهش می یابد.

پس چگونه موجودات راه های مختلف به تولید انرژی اقتباس؟ از کجا آمده و چه فرآیندهای در همان زمان در داخل قفس رخ می دهد؟ سعی کنید به درک این مقاله است.

اخذ موجودات انرژی

هر کدام راه هیچ انرژی مصرف می شود، اساس همیشه دروغ OVR (واکنش ردوکس). نمونه های مختلف می باشد. معادله فتوسنتز است، که از گیاهان سبز و برخی از باکتری انجام - آن را نیز OVR. به طور طبیعی، این روند خواهد مختلف بسته به چه نوع از یک موجود زنده به معنای باشد.

بنابراین، تمام حیوانات - آن هتروتروف. به عنوان مثال چنین ارگانیسم ها که قادر به تنهایی به شکل درون خود آماده برای ترکیبات آلی بیشتر و انتشار رخ خود انرژی شیمیایی است.

گیاهان، از سوی دیگر، در حال تولید قوی ترین ماده آلی در سیاره ما. آنها انجام یک فرآیند پیچیده و مهم به نام فتوسنتز است که شکل گیری قند خون از آب، دی اکسید کربن تحت تاثیر مواد خاص - کلروفیل است. یک محصول اکسیژن، که منبع زندگی برای همه موجودات زنده هوازی است.

واکنش ردوکس، نمونه هایی از آن ها در روند نشان داده شده:

• 6CO ₂ + 6H ₂ O = کلروفیل = C ₆ H ₁₀ O ₆ + 6O _2؛

یا

• دی اکسید کربن + اکسید هیدروژن تحت تاثیر رنگدانه کلروفیل (واکنش آنزیم) + = اکسیژن مولکولی مونوساکارید رایگان.

همچنین، همچنین نمایندگان زیست توده از این سیاره که قادر به استفاده از انرژی شیمیایی ترکیبات معدنی وجود دارد. آنها به نام شیمیپرورد. این خدمات عبارتند از انواع بسیاری از باکتریها است. به عنوان مثال، میکروارگانیسم ها هیدروژن، اکسید کننده یک مولکول سوبسترا در خاک است. این فرایند با توجه به فرمول رخ می دهد: 2H ₂ 0 ₂ = 2H ₂ 0.

تاریخ توسعه دانش در مورد اکسیداسیون بیولوژیکی

این فرایند این است که اساس انرژی، آن است که شناخته شده است. این اکسیداسیون بیولوژیکی. بیوشیمی به عنوان یک مطالعه دقیق از جزئیات و مکانیزم از مراحل عمل است که معماهای تقریبا رفته است. با این حال، نبود.

اولین اشاره از این واقعیت است که در موجودات زنده تحولات و دگرگونیهای پیچیده، که از طبیعت از واکنش های شیمیایی هستند، تقریبا در قرن هجدهم وجود دارد. در این زمان بود، Antuan Lavuaze، شیمیدان معروف فرانسوی، توجه خود را به روشی مشابه به اکسیداسیون بیولوژیکی و احتراق تبدیل شده است. او به دنبال مسیر نمونه در هنگام تنفس اکسیژن جذب می شود و به این نتیجه رسیدند که در درون بدن فرایندهای اکسیداسیون رخ می دهد، اما کندتر از خارج در طول احتراق مواد مختلف. این است که، اکسید کننده - مولکول های اکسیژن - با ترکیبات آلی واکنش نشان داد، و به ویژه، با هیدروژن و کربن از آنها، و تبدیل کامل، همراه با تجزیه ترکیبات است.

حال، اگر چه این فرض است که در اصل کاملا واقعی است، از آن باقی مانده پنهان بسیاری از چیزها. به عنوان مثال:

• فرآیندهای زمان مشابه هستند، و شرایط جریان باید یکسان است، اما اکسیداسیون ادامه در دمای پایین بدن،
• عمل توسط انتشار مقدار زیادی از انرژی گرمایی و شکل گیری شعله همراه می گیرد.
• در موجودات زنده کمتر از 75-80٪ از آب، اما آن جلوگیری نمی کند "سوختن" مواد مغذی در آنها است.

برای پاسخ به همه این پرسش ها و برای درک آنچه واقعا اکسیداسیون بیولوژیکی است، مورد نیاز بیش از یک سال است.

تئوری های مختلف است که دلالت بر اهمیت روند اکسیژن و هیدروژن است. شایع ترین و موفق ترین بود:

• نظریه باخ، به نام پراکسید؛
• نظریه Palladin، بر اساس چنین مفهوم به عنوان "کروموژنز".

بعدها بسیاری از دانشمندان در روسیه و کشورهای دیگر جهان، که به تدریج و تغییرات را به این سوال که چه اکسیداسیون بیولوژیکی است. بیوشیمی امروز، به دلیل از کار خود، می تواند شما را در مورد هر یک از فرآیند واکنش است. در میان اسامی معروف ترین در این زمینه به شرح زیر است:

• میچل؛
• SV سورین؛
• واربورگ؛
• VA Belitser؛
• Lehninger؛
• VP Skulachev؛
• کربس؛
• سبز؛
• V. A. Engelgardt؛
• Kaylin و دیگران است.

انواع اکسیداسیون بیولوژیکی

دو نوع اساسی می توان از روند که می گیرد در شرایط مختلف مشخص شده است. بنابراین، شایع ترین در بسیاری از گونه از میکروارگانیسم ها و راه قارچ برای تبدیل غذای نتیجه - در بی هوازی. این اکسیداسیون بیولوژیکی است، که بدون اکسیژن و بدون دخالت خود را در هر شکل انجام شده است. زیرزمینی، پوسیدگی substrata، لای، رس، مرداب ها و حتی در فضا: این شرایط در مکان های که در آن هیچ دسترسی به هوا وجود دارد ایجاد شده است.

این نوع از اکسیداسیون نام دیگری - گلیکولیز. این نیز یکی از مراحل یک فرایند پیچیده تر و زمان بر است، اما انرژی غنی - تبدیل تنفس هوازی یا بافت. این نوع دوم از این فرآیند است. این در تمام زندگی هوازی موجودات هتروتروف، که استفاده از اکسیژن برای تنفس رخ می دهد.

بنابراین، این نوع از اکسیداسیون بیولوژیکی.

1. گلیکولیز، مسیر بی هوازی. آن حضور اکسیژن نیاز ندارد و با اشکال مختلف از تخمیر به پایان می رسد.
2. تنفس بافت (فسفوریلاسیون اکسیداتیو)، و یا نوع هوازی. از آن نیاز به حضور اجباری اکسیژن مولکولی.

بازیگران

ما در حال حاضر در نظر خود به طور مستقیم ویژگی های است که شامل اکسیداسیون بیولوژیکی. تعریف ترکیبات اساسی و اختصارات خود را، که ادامه خواهد داد تا استفاده کنید.

1. استیل کوآنزیم A (استیل- CoA) - تراکم اسید اگزالیک و اسید استیک، کوآنزیم است که در مرحله اول از چرخه اسید tricarboxylic تشکیل شده است.
2. چرخه کربس (چرخه اسید سیتریک، اسید tricarboxylic) - تعدادی از متوالی تحولات ردوکس پیچیده ای که شامل آزاد سازی انرژی، کاهش هیدروژن، تشکیل مهم محصولات با وزن مولکولی پایین. این کاتالیز لینک اصلی و آنابولیسم است.
3. NAD و NAD * H - آنزیم دهیدروژناز، آدنین دی نوکلئوتید نیکوتین است. فرمول دوم - یک مولکول با هیدروژن متصل. NADP - فسفات nikotinamidadenindinukletid.
4. FAD و FAD * H - فلاوین آدنین دی نوکلئوتید - دهیدروژناز کوآنزیم.
5. ATP - آدنوزین تری فسفات.
6. PVK - پیرویک اسید و یا پیروات.
7. سوکسینات و یا اسید succinic، H ₃ PO ₄ - اسید فسفریک.
8. GTP - تری فسفات گوانوزین، یک کلاس از نوکلئوتید پورین.
9. ETC - زنجیره انتقال الکترون.
10. آنزیم روند: پراکسیداز، اکسیژناز، سیتوکروم اکسیداز، فلاوین دهیدروژناز، کوآنزیم های مختلف و دیگر ترکیبات.

همه این ترکیبات به طور مستقیم در فرایند اکسیداسیون که در بافت (سلول) موجودات زنده رخ می دهد است.

مرحله اکسیداسیون بیولوژیکی: جدول

این تمام فرآیندهای که همراه اکسیداسیون بیولوژیکی شامل اکسیژن است. به طور طبیعی، آنها به طور کامل شرح داده شده است، اما تنها در طبیعت، به عنوان یک شرح مفصل نیاز به یک فصل کامل از کتاب. تمام فرآیندهای بیوشیمیایی موجودات زنده بسیار چند وجهی و پیچیده است.

فرآیند واکنش ردوکس

واکنش ردوکس، نمونه هایی از که فرآیندهای اکسیداسیون مواد در بالا شرح داده نشان داده شده به شرح زیر است.

1. گلیکولیز: مونوساکارید (گلوکز) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ O ₂ + 2H + NADH.
2. اکسیداسیون از پیروات: آنزیم = STC + دی اکسید کربن + استالدئید. سپس زیر را گام: استالدئید + کوآنزیم A = استیل- CoA.
3. کثرت از تحولات پی در پی از اسید سیتریک در چرخه کربس.

این واکنش های اکسیداسیون و کاهش نمونه بالا، منعکس کننده ماهیت فرآیندهای فقط در شرایط عمومی. مشخص شده است که این ترکیبات در مورد ارتباط به یک ماکرومولکولی و یا داشتن یک اسکلت کربن بزرگ است، بنابراین برای به تصویر کشیدن تمام فرمول کامل نه تنها ممکن است است.

انرژی خروجی از تنفس بافت

با توجه به توضیحات فوق روشن است که برای محاسبه بازده کل همه از انرژی اکسیداسیون آسان است.

1. دو مولکول ATP گلیکولیز می دهد.
2. اکسیداسیون از پیروات 12 مولکول ATP.
3. 22 حساب مولکول برای چرخه اسید tricarboxylic.

جمع: کل اکسیداسیون بیولوژیکی هوازی با می دهد راه را عملکرد انرژی تا 36 مولکول ATP برابر است. معنی biooxidation آشکار است. این انرژی استفاده شده توسط موجودات برای زندگی و عملکرد زندگی می کنند، و همچنین برای گرم بدن، جنبش خود و دیگر چیزهای لازم است.

اکسیداسیون بی هوازی بسترهای

نوع دوم از اکسیداسیون بیولوژیکی است - بی هوازی. که یکی است که در تمام انجام شده است، اما متوقف می شود که انواع خاصی از میکروارگانیسم ها. این گلیکولیز، و در اینجا است که تفاوت ها به وضوح در تبدیل در آینده از مواد بین هوازی و بی هوازی است.

گام اکسیداسیون بیولوژیکی از این راه های متعدد است.

1. گلیکولیز، یعنی اکسیداسیون مولکول گلوکز به پیروات.
2. تخمیر، که منجر به بازسازی ATP است.

تخمیر می تواند از انواع مختلف باشد، بسته به ارگانیسم، اجرای آن است.

تخمیر لاکتیک

توسط باکتری های اسید لاکتیک و برخی از قارچ ها انجام شده است. جوهر است برای بازگرداندن پی وی سی به اسید لاکتیک است. این فرآیند در صنعت مورد استفاده برای تولید:

• محصولات لبنی؛
• ترشی سبزیجات، میوه؛
• علوفه برای حیوانات.

این نوع از تخمیر یکی از مهمترین نیازهای انسان در استفاده می شود.

تخمیر الکلی

مردم شناخته شده از دوران باستان است. جوهر از این فرآیند است برای تبدیل STC به دو مولکول اتانول و دو دی اکسید کربن. از طریق این محصول خروج، این نوع از تخمیر مورد استفاده برای تولید:

• نان؛
• شراب؛
• آبجو؛
• شیرینی و چیزهای دیگر.

انجام مخمر قارچ خود و میکروارگانیسم های باکتریایی است.

تخمیر اسید بوتیریک

کافی نوع دقت خاص تخمیر. باکتری انجام از جنس کلستریدیوم. جوهر عبارت است از تبدیل پیروات به اسید بوتیریک، موجب بو و طعم غذا فاسد.

بنابراین واکنش biooxidation رفتن در این مسیر، عملا در صنعت استفاده می شود. با این حال، این باکتری ها مواد غذایی خود زمستانه و آسیب، کاهش کیفیت آنها می باشد.