Biological oxidation. Redox mga reaksiyon: Ehemplo

Kon wala ang enerhiya mahimo dili ania sa usa ka buhi nga binuhat. Human sa tanan, ang tanan nga mga kemikal nga reaksyon, sa bisan unsa nga proseso nagkinahanglan sa iyang presensya. Bisan kinsa nga tawo nga dali rang makasabot niini ug mobati niini. Kon ang bug-os nga adlaw sa pagkaon sa kalan-on, unya sa gabii, ug tingali sa sayo pa, dugang sa kakapoy sintomas magsugod, kahuyang, kalig-on sa hilabihan gayud sa pagkunhod sa.

Nan, sa unsang paagi nga lain-laing mga organismo nga pahiangay, pabagay ngadto sa produksyon sa enerhiya? Diin kini gikan ug unsa ang proseso mahitabo sa samang higayon sa sulod sa halwa? Sulayi sa pagsabut niini nga artikulo.

Angkon og enerhiya nga mga organismo

Bisan asa nga dalan walay enerhiya nga mangaut-ut, ang basehan sa kanunay mohigda OVR (redox mga reaksiyon). Mga panig-ingnan mao ang mga lain-laing mga. talaid sa photosynthesis, nga gidala gikan sa lunhaw nga tanom ug pipila ka mga bakterya - kini mao usab ang OVR. Natural lang, sa proseso sa kabubut-on ang lain-laing mga depende sa unsa nga matang sa usa ka buhi nga binuhat ang gipasabot.

Busa, ang tanan nga mga mga hayop - kini heterotrophs. Pananglitan sa maong mga organismo nga dili makahimo nga mag-inusara sa dagway sa sulod sa iyang kaugalingon nga andam na alang sa dugang sa organic compounds ug sa ilang mga kanalkanal pagpagawas sa kusog sa kemikal nga mga bugkos.

Tanom, sa laing bahin, mao ang labing gamhanan nga producer sa organic nga butang sa atong planeta. dad-on sila sa usa ka komplikado ug importante nga proseso nga gitawag ug photosynthesis, nga mao ang pagtukod sa glucose gikan sa tubig, carbon dioxide ubos sa impluwensya sa espesyal nga mga butang - chlorophyll. Usa ka pinaagi sa-mga produkto mao ang oksiheno, nga mao ang tinubdan sa kinabuhi alang sa tanang aerobic buhi nga mga binuhat.

Redox mga reaksiyon, panig-ingnan sa nga ilustrar niini nga proseso:

• 6CO ₂ + 6H ₂ Oh = chlorophyll = P ₆ H ₁₀ Oh ₆ + 6o _2;

o

• carbon dioxide + hydrogen oxide ubos sa impluwensya sa mga tina chlorophyll (enzyme nga reaksyon) + = monosaccharide free molekula sa oxygen.

Usab, adunay mga representante sa biomass sa planeta nga makahimo sa paggamit sa kusog sa kemikal bugkos sa organikong compounds usab. Sila gitawag chemotroph. Kini naglakip sa daghan nga mga matang sa bakterya. Pananglitan, microorganisms mga hydrogen, oxidizing sa usa ka substrate molekula sa yuta. Ang proseso mahitabo sumala sa pormula: 2H ₂ 0 = ₂ 2H ₂ 0.

Ang kasaysayan sa pagpalambo sa kahibalo mahitungod sa biological nga oxidation

Ang proseso nga mao ang sukaranan sa enerhiya, kini nailhan karon. Kini nga biological nga oxidation. Biokemistriya ingon sa usa ka detalyado nga pagtuon sa mga detalye ug mga mekanismo sa mga lakang aksyon nga mangitngit nga mga pulong hapit na. Apan, kini mao ang dili kanunay.

Ang unang paghisgot sa sa kamatuoran nga sa sulod sa buhi nga binuhat gitambalan complex kausaban, nga pinaagi sa kinaiyahan sa kemikal nga mga reaksiyon, may mga mapintas gayud sa XVIII nga siglo. Kini mao ang sa niini nga panahon, Antoine Lavoisier, ang bantog nga Pranses chemist, miliso sa iyang pagtagad ngadto sa paagi nga susama sa biological nga oxidation ug pagkasunog. Siya misunod sulundon nga dalan sa dihang pagginhawa oksiheno masuhop ug nakahinapos nga mahitabo sa sulod sa lawas sa oxidation proseso, apan mas hinay kay sa gawas sa panahon sa pagkasunog sa lain-laing mga butang. Nga mao, ang oxidizer - oksiheno mga molekula - ang reaksiyon sa organic compounds, ug ilabina, uban sa hydrogen ug carbon gikan kanila, ug bug-os nga pagkakabig, giubanan sa kadugta sa mga compounds.

Apan, bisan tuod kini nga pangagpas mao ang esensya na tinuod, kini nagpabilin mailhi sa daghang mga butang. Kay sa panig-ingnan:

• panahon proseso susama, ug sa mga kahimtang sa dagan kinahanglan nga susama, apan ang oxidation magagula sa usa ka ubos nga temperatura sa lawas;
• aksyon ang giubanan sa pagpagawas dakong kantidad sa kainit enerhiya ug sa siga sa kalayo formation mahitabo;
• sa buhi nga mga binuhat dili ubos pa kay sa 75-80% sa tubig, apan kini dili sa pagpugong sa "nagdilaab nga" sustansiya diha kanila.

Aron sa pagtubag sa tanan niini nga mga pangutana ug sa pagsabut kon unsa gayud ang biological nga oxidation, gikinahanglan labaw pa kay sa usa ka tuig.

Adunay lain-laing mga mga teoriya nga gipasabut sa kamahinungdanon sa proseso sa oxygen ug hydrogen. Ang labing komon nga ug ang labing malampuson nga mga:

• ni Bach teoriya, nga gitawag peroxide;
• ni Palladin teoriya, base sa maong usa ka konsepto nga "chromogens".

Sa ulahi dihay daghan nga mga siyentipiko sa Russia ug sa ubang mga nasud sa kalibutan, nga anam-anam nga paghimo sa pagdugang ug mga kausaban sa mga pangutana sa unsa ang biological nga oxidation. Biokemistriya sa karon, tungod sa ilang mga buhat, makasulti kaninyo mahitungod sa matag usa sa mga proseso nga reaksyon. Lakip sa mga labing inila nga mga ngalan sa niini nga kapatagan mao ang mga mosunod:

• Mitchell;
• SV Severin;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• Green;
• V. A. Engelgardt;
• Kaylin ug sa uban.

Matang sa biological nga oxidation

Duha ka nag-unang mga matang mahimong kalainan sa proseso nga pagkuha sa dapit ubos sa lain-laing mga kahimtang. Busa, ang labing komon nga diha sa daghang mga matang sa mga microorganisms ug fungi paagi sa kinabig sa mga resulta sa pagkaon - sa anaerobic. Kini nga biological nga oxidation, nga gidala sa gawas nga walay oxygen ug walay iyang kalambigitan sa bisan unsang porma. Ang ingon nga mga kahimtang gilalang diha sa mga dapit diin didto mao walay hangin nga access: underground, dunot nga substrata, binanlas, clays, katunggan ug bisan sa kawanangan.

Kini nga matang sa oxidation adunay lain nga ngalan - glycolysis. Kini mao usab ang usa sa mga lakang sa usa ka mas komplikado ug panahon-nga nagaut-ut, apan abtik dato nga proseso - pagkabig sa aerobic o tissue respiration. Kini mao ang ikaduha nga matang sa mga proseso. Kini mahitabo sa sa tanan nga aerobic buhi nga binuhat-heterotrophs, nga paggamit sa oksiheno alang sa respiration.

Busa, kini nga mga matang sa mga biological nga oxidation.

1. Glycolysis, ang anaerobic dalan. Kini wala magkinahanglan sa atubangan sa oksiheno ug natapos uban sa lain-laing mga matang sa fermentation.
2. Tissue respiration (oxidative phosphorylation), o aerobic sakop sa henero nga. Kini nagkinahanglan sa mga obligasyon atubangan sa molekula oksiheno.

aktor

Kita karon isip sa ilang kaugalingon sa direkta adunay nga naglangkob sa biological nga oxidation. Nagpaila sa nag-unang mga compounds ug sa ilang mga minubo, nga sa ulahi nga gigamit.

1. Acetyl coenzyme A (acetyl-COA) - pagpiit sa oxalic acid ug acetic acid, coenzyme, nga nag-umol sa unang lakang sa tricarboxylic acid cycle.
2. Krebs siklo (citric acid cycle, tricarboxylic acid) - sa usa ka gidaghanon sa mga sunod-sunod nga komplikado redox kausaban nga naglambigit sa pagpagawas sa enerhiya, hydrogen reduction, ang pagporma sa importante nga ubos molekula produkto gibug-aton. Kini mao ang nag-unang link sa pagpadali sa ug anabolism.
3. Nad ug nad * H - dehydrogenase enzyme, nicotinamide adenine dinucleotide nagatindog. Ang ikaduha nga pormula - sa usa ka molekula sa usa ka gilakip sa hydrogen. NADP - nikotinamidadenindinukletid phosphate.
4. FAD ug FAD * H - flavin adenine dinucleotide - coenzyme dehydrogenase.
5. ATP - adenosine triphosphate.
6. PVK - pyruvic acid o pyruvate.
7. Succinate o succinic acid, H ₃ PO ₄ - phosphoric acid.
8. GTP - guanosine triphosphate, usa ka klase sa purine nucleotides.
9. ETC - ang electron transport kadena.
10. Enzyme nga proseso: peroxidase, oxygenase, cytochrome oxidase, flavin dehydrogenase, nagkalain-laing mga coenzymes ug uban pang mga compounds.

Ang tanan niini nga compounds direktang nalambigit sa proseso sa oxidation nga mahitabo diha sa mga tisyu (mga selula) sa buhi nga mga organismo.

Ang yugto sa biological nga oxidation: Table

Kini mao ang sa tanan nga mga proseso nga uban sa biological nga oxidation nga naglambigit sa oksiheno. Natural, sila dili hingpit nga gihulagway, apan lamang sa kinaiyahan, ingon sa usa ka detalyado nga paghulagway kinahanglan sa usa ka bug-os nga kapitulo sa basahon. Ang tanan nga mga biochemical proseso sa buhing mga organismo mao ang hilabihan multi-faceted ug komplikado.

Redox proseso reaksyon

Redox mga reaksiyon, panig-ingnan sa nga gihulagway substrate oxidation proseso nga gihulagway sa ibabaw mao ang mosunod.

1. Glycolysis: monosaccharide (glucose) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ Oh ₂ + 2H + NADH.
2. Oxidation sa pyruvate: enzyme = STC + carbon dioxide + acetaldehyde. Unya ang sunod nga yugto: acetaldehyde + coenzyme usa ka = acetyl-COA.
3. Usa ka dinaghan nga mga sagunson kausaban sa citric acid diha sa Krebs siklo.

Kini nga mga redox mga reaksiyon nga gipakita sa ibabaw, nagpakita sa diwa sa mga proseso lamang sa kinatibuk-ang mga termino. Kini mao nga nailhang nga ang mga compounds sa pangutana may kalabutan sa usa ka macromolecular o sa usa ka dako nga carbon kalabera, mao nga sa naghulagway sa tanan nga sa bug-os nga pormula mao lang dili mahimo.

Ang enerhiya output sa tissue pagginhawa

Sumala sa ibabaw nga paghulagway kini mao ang tin-aw nga sa pagkalkulo sa kinatibuk-ang output sa tanan nga mga kusog sa oxidation mao ang sayon.

1. Duha ka molekula sa ATP naghatag glycolysis.
2. Oxidation sa pyruvate 12 ATP molekula.
3. 22 molekula nga asoy alang sa tricarboxylic acid cycle.

Subtotal: kinatibuk-aerobic biological nga oxidation sa dalan naghatag sa enerhiya sa abot nga sama sa 36 mga molekula sa ATP. Ang bili sa biological nga oxidation mao ang klaro. Kini mao ang kini nga enerhiya nga gigamit sa buhi nga mga organismo nga mabuhi ug sa function, ingon man sa mainit nga sa iyang lawas, kalihukan ug uban pang mga gikinahanglan nga mga butang.

Substrate anaerobic oxidation

Ang ikaduha nga matang sa biological nga oxidation - sa anaerobic. Nga mao ang usa nga gidala sa gawas sa tanan, apan nga pag-undang sa pipila ka matang sa mga microorganisms. Kini glycolysis, ug kini mao ang dinhi nga ang mga kalainan sa mga tin-aw nga makita sa umaabot nga pagkakabig sa mga butang sa taliwala sa mga aerobic ug sa anaerobic.

Ang yugto sa biological nga oxidation sa niini nga paagi mao ang pipila.

1. Glycolysis, ie oxidation sa glucose molekula sa pyruvate.
2. Fermentation, paingon sa pagbag-o sa ATP.

Fermentation mahimong sa lain-laing mga matang, depende sa organismo, ang pagpatuman sa.

lactic fermentation

Gidala sa gawas sa lactic acid bakterya ug sa pipila ka mga fungi. diwa mao ang pagpasig-uli sa PVC sa lactic acid. Kini nga proseso gigamit sa industriya sa pagmugna:

• dairy mga produkto;
• pickled mga utanon ug mga prutas;
• silage sa mga hayop.

Kini nga matang sa fermentation mao ang usa sa mga labing gigamit sa mga panginahanglan sa tawo.

palahubog fermentation

Nailhan sa mga tawo gikan sa labing karaang mga panahon. Ang diwa sa proseso mao ang sa kinabig STC ngadto sa duha ka molekula sa ethanol ug duha ka carbon dioxide. Pinaagi niini nga produkto exit, kini nga matang sa fermentation nga gigamit sa mga abot:

• tinapay;
• vino;
• beer;
• confectionery ug uban pang mga butang.

Dad-a sa iyang uhong patubo ug bakterya nga microorganisms.

butyric acid fermentation

Igo na hapit sa piho nga mga matang sa fermentation. Gidala bakterya sa henero Clostridium. diwa sa naglangkob sa pagkakabig sa pyruvate ngadto sa butyric acid, naghatag baho sa pagkaon ug rancid pagtilaw.

Busa biooxidation reaksyon na sa niini nga dalan, ang halos gigamit sa industriya. Apan, kini nga mga bakterya mao ang sa kaugalingon-seeded pagkaon ug kadaot, dag-um sa ilang mga kalidad.