Oksidasi biologis. reaksi redoks: Contoh

Tanpa energi tidak bisa eksis hidup makhluk tunggal. Setelah semua, setiap reaksi kimia, proses apapun membutuhkan kehadirannya. Setiap orang dapat dengan mudah memahami dan merasakannya. Jika sepanjang hari untuk makan makanan, kemudian oleh malam, dan mungkin sebelumnya, peningkatan gejala kelelahan mulai, kelemahan, kekuatan sangat berkurang.

Bagaimana, kemudian, organisme cara yang berbeda telah beradaptasi dengan produksi energi? Mana asalnya dan proses apa yang terjadi pada saat yang sama di dalam kandang? Cobalah untuk memahami artikel ini.

Mendapatkan organisme energi

Apapun cara tidak ada energi yang dikonsumsi, dasar selalu berbohong OVR (reaksi redoks). Contohnya adalah berbeda. persamaan fotosintesis, yang dilakukan tumbuhan hijau dan beberapa bakteri - juga OVR tersebut. Tentu, proses akan berbeda tergantung pada jenis makhluk hidup yang dimaksud.

Jadi, semua binatang - itu heterotrof. Yaitu organisme seperti yang tidak mampu sendirian untuk membentuk dalam dirinya sendiri siap senyawa organik lebih lanjut dan rilis belahan dada mereka energi ikatan kimia.

Tanaman, di sisi lain, adalah produsen yang paling kuat dari bahan organik di planet kita. Mereka melaksanakan proses yang kompleks dan penting yang disebut fotosintesis, yang merupakan pembentukan glukosa dari air, karbon dioksida di bawah pengaruh zat khusus - klorofil. Sebuah produk adalah oksigen, yang merupakan sumber kehidupan bagi semua makhluk hidup aerobik.

reaksi redoks, contoh yang diilustrasikan dalam proses:

• 6CO ₂ + 6H ₂ O = klorofil = C ₆ H ₁₀ O ₆ + 6O _2;

atau

• karbon dioksida + hidrogen oksida di bawah pengaruh pigmen klorofil (reaksi enzim) + = molekul oksigen monosakarida gratis.

Juga, ada juga perwakilan dari biomassa dari planet yang mampu menggunakan energi dari ikatan kimia senyawa anorganik. Mereka disebut chemotroph. Ini termasuk berbagai jenis bakteri. Sebagai contoh, mikroorganisme adalah hidrogen, oksidasi molekul substrat dalam tanah. Proses terjadi dengan rumus: 2H ₂ 0 ₂ = 2H ₂ 0.

Sejarah perkembangan pengetahuan tentang oksidasi biologi

Proses yang adalah dasar dari energi, yang dikenal saat ini. oksidasi biologis ini. Biokimia sebagai studi rinci tentang rincian dan mekanisme langkah-langkah tindakan yang teka-teki hampir hilang. Namun, itu tidak selalu.

Penyebutan pertama dari fakta bahwa dalam makhluk hidup mengalami transformasi yang kompleks, yang oleh alam reaksi kimia, ada kira-kira pada abad XVIII. Ia saat ini, Antuan Lavuaze, kimiawan Perancis yang terkenal, mengalihkan perhatian dengan cara yang mirip dengan oksidasi biologis dan pembakaran. Dia mengikuti jalan teladan ketika menghirup oksigen diserap dan menyimpulkan bahwa terjadi dalam tubuh proses oksidasi, tetapi lebih lambat dari luar selama pembakaran zat yang berbeda. Artinya, pengoksidasi - molekul oksigen - direaksikan dengan senyawa organik, dan terutama, dengan hidrogen dan karbon dari mereka, dan konversi lengkap, disertai dengan dekomposisi senyawa.

Namun, meskipun asumsi ini pada dasarnya cukup nyata, itu tetap mengaburkan banyak hal. Sebagai contoh:

• proses waktu yang sama, dan kondisi aliran harus identik, tetapi oksidasi berlangsung pada suhu tubuh rendah;
• Tindakan disertai dengan jumlah besar pelepasan energi panas dan pembentukan api berlangsung;
• di makhluk hidup tidak kurang dari 75-80% dari air, tetapi tidak mencegah "membakar" nutrisi di dalamnya.

Untuk menjawab semua pertanyaan ini dan untuk memahami apa yang sebenarnya adalah oksidasi biologis, dibutuhkan lebih dari satu tahun.

Ada teori yang berbeda yang tersirat pentingnya proses oksigen dan hidrogen. Yang paling umum dan paling sukses adalah:

• Teori Bach, yang disebut peroksida;
• Teori Palladin ini, didasarkan pada konsep seperti "chromogens".

Kemudian ada banyak ilmuwan di Rusia dan negara-negara lain di dunia, yang secara bertahap membuat penambahan dan perubahan pada pertanyaan tentang apa yang oksidasi biologis. Biokimia hari ini, karena pekerjaan mereka, dapat memberitahu Anda tentang masing-masing proses reaksi. Di antara nama yang paling terkenal di bidang ini adalah sebagai berikut:

• Mitchell;
• SV Severin;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• hijau;
• V. A. Engelgardt;
• Kaylin dan lain-lain.

Jenis oksidasi biologi

Dua tipe dasar dapat dibedakan dari proses yang berlangsung dalam kondisi yang berbeda. Dengan demikian, yang paling umum di banyak spesies mikroorganisme dan jamur cara untuk mengubah makanan yang dihasilkan - anaerobik. oksidasi ini biologis, yang dilakukan tanpa oksigen dan tanpa keterlibatannya dalam bentuk apapun. Kondisi seperti dibuat di tempat-tempat di mana tidak ada akses udara: bawah tanah, membusuk substrat, silts, tanah liat, rawa-rawa dan bahkan di ruang angkasa.

Jenis oksidasi memiliki nama lain - glikolisis. Hal ini juga salah satu langkah proses yang lebih rumit dan memakan waktu, tapi penuh semangat kaya - mengubah aerobik atau jaringan respirasi. Ini adalah jenis kedua dari proses. Hal ini terjadi di semua makhluk hidup-heterotrophs aerobik, yang menggunakan oksigen untuk respirasi.

Dengan demikian, jenis oksidasi biologis.

1. Glikolisis, jalur anaerob. Tidak memerlukan kehadiran oksigen dan berakhir dengan berbagai bentuk fermentasi.
2. Tissue respirasi (fosforilasi oksidatif), atau jenis aerobik. Hal ini membutuhkan kehadiran wajib molekul oksigen.

aktor

Kita sekarang menganggap mereka langsung fitur yang berisi oksidasi biologis. Tentukan senyawa dasar dan singkatan mereka, yang akan terus digunakan.

1. Asetil koenzim A (asetil-CoA) - kondensasi asam oksalat dan asam asetat, koenzim, yang dibentuk pada langkah pertama dari siklus asam trikarboksilat.
2. Siklus Krebs (siklus asam sitrat, asam sitrat) - sejumlah transformasi redoks kompleks berturut-turut yang melibatkan pelepasan energi, pengurangan hidrogen, pembentukan produk berat molekul rendah yang penting. Ini adalah link mengkatalisis utama dan anabolisme.
3. NAD dan NAD * H - enzim dehydrogenase, nicotinamide adenin dinukleotida berdiri. Kedua rumus - molekul dengan hidrogen yang terikat. NADP - nikotinamidadenindinukletid fosfat.
4. FAD dan FAD * H - flavin adenin dinukleotida - koenzim dehidrogenase.
5. ATP - adenosin trifosfat.
6. PVK - asam piruvat atau piruvat.
7. Suksinat atau asam suksinat, H ₃ PO ₄ - asam fosfat.
8. GTP - trifosfat guanosin, kelas nukleotida purin.
9. ETC - rantai transpor elektron.
10. Enzim proses: peroksidase, oxygenase, sitokrom oksidase, flavin dehidrogenase, berbagai koenzim dan senyawa lainnya.

Semua senyawa ini terlibat langsung dalam proses oksidasi yang terjadi dalam jaringan (sel) dari organisme hidup.

Tahap oksidasi biologis: Table

Ini semua adalah proses yang menyertai oksidasi biologis yang melibatkan oksigen. Tentu, mereka tidak sepenuhnya dijelaskan, tetapi hanya di alam, seperti untuk penjelasan rinci perlu satu bab dari buku ini. Semua proses biokimia dari organisme hidup sangat multi-faceted dan kompleks.

proses reaksi redoks

reaksi redoks, contoh yang diilustrasikan proses oksidasi substrat yang dijelaskan di atas adalah sebagai berikut.

1. Glikolisis: monosakarida (glukosa) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ O ₂ + 2H + NADH.
2. Oksidasi piruvat: enzim = STC + karbon dioksida + asetaldehida. Maka berikut langkah: asetaldehida + koenzim A = asetil-CoA.
3. Sebuah pluralitas transformasi berurutan asam sitrat dalam siklus Krebs.

Reaksi redoks ini dicontohkan di atas, mencerminkan esensi dari proses hanya secara umum. Hal ini diketahui bahwa senyawa tersebut berhubungan dengan makromolekul atau memiliki kerangka karbon yang besar, sehingga untuk menggambarkan semua rumus lengkap hanya tidak mungkin.

Output energi dari respirasi jaringan

Menurut uraian di atas jelaslah bahwa untuk menghitung total output dari semua energi oksidasi mudah.

1. Dua molekul ATP memberikan glikolisis.
2. Oksidasi piruvat 12 molekul ATP.
3. 22 akun molekul untuk siklus asam trikarboksilat.

Subtotal: Jumlah aerobik biologis oksidasi dengan cara memberikan hasil energi sama dengan 36 molekul ATP. Arti biooxidation jelas. Energi inilah yang digunakan oleh organisme hidup dan fungsi hidup, serta untuk menghangatkan tubuhnya, gerakan dan hal-hal lain yang diperlukan.

oksidasi anaerobik substrat

Tipe kedua oksidasi biologi - anaerobik. Itu adalah salah satu yang dilakukan sama sekali, tapi yang berhenti beberapa jenis mikroorganisme. Ini glikolisis, dan di sini bahwa perbedaan yang jelas terlihat dalam konversi masa depan zat antara aerobik dan anaerobik.

Biologis oksidasi langkah ini banyak.

1. Glikolisis, yaitu oksidasi molekul glukosa menjadi piruvat.
2. Fermentasi, yang menyebabkan regenerasi ATP.

Fermentasi dapat dari jenis yang berbeda, tergantung pada organisme, pelaksanaannya.

fermentasi laktat

Dilakukan oleh bakteri asam laktat dan beberapa jamur. Esensinya adalah untuk mengembalikan PVC menjadi asam laktat. Proses ini digunakan dalam industri untuk menghasilkan:

• produk susu;
• sayuran acar dan buah-buahan;
• silase untuk hewan.

Jenis fermentasi adalah salah satu yang paling digunakan dalam kebutuhan manusia.

fermentasi alkohol

orang yang dikenal dari zaman yang paling kuno. Inti dari proses ini adalah untuk mengkonversi STC menjadi dua molekul etanol dan dua karbon dioksida. Melalui keluar produk ini, jenis fermentasi yang digunakan untuk menghasilkan:

• roti;
• anggur;
• bir;
• kembang gula dan hal-hal lain.

Melaksanakan ragi jamur dan mikroorganisme bakteri.

fermentasi asam butirat

Cukuplah jenis sempit spesifik fermentasi. bakteri dilakukan dari genus Clostridium. Esensinya terdiri dalam konversi piruvat menjadi asam butirat, memberikan bau makanan dan rasa tengik.

Oleh karena itu reaksi biooxidation akan di jalan ini, praktis digunakan dalam industri. Namun, bakteri ini adalah makanan self-unggulan dan membahayakan, menurunkan kualitas mereka.