形成科学

生物学的酸化。 酸化還元反応の例:

エネルギーがなければ、単一の生き物が存在することはできません。 結局のところ、すべての化学反応、任意のプロセスは、その存在を必要とします。 何人も、簡単にそれを理解し、それを感じることができます。 一日は、夕方までに、食べ物を食べ、そしておそらくそれ以前にする場合は、大幅に削減疲労症状が始まり、弱さ、強さを増加させました。

どのように、そして、道異なる生物はエネルギーの生産に適応してきましたか? それはどこから来て、どのようなプロセスは、ケージの中に同時に発生するのでしょうか? この記事を理解するようにしてください。

エネルギー生物を取得

どちらの方法で何もエネルギーが消費されないされ、基礎は常にOVR(酸化還元反応)をうそ。 例としては異なっています。 緑の植物や一部の細菌から搬出された光合成の方程式、 - それはまた、OVRです。 当然のことながら、プロセスが意味する生き物の種類によって異なります。

だから、すべての動物 - それは従属栄養。 自体の中、有機化合物のための準備ができて形成し、それらの切断は、化学結合のエネルギーを放出するために単独で対応していない、すなわち、そのような生物。

植物は、他の一方で、地球上の有機物の最も強力なプロデューサーです。 クロロフィル - 彼らは特別な物質の影響を受けて水からのグルコース、二酸化炭素の形成である光合成と呼ばれる複雑かつ重要なプロセスを、実行します。 副産物は、すべての好気性生物のための生命の源である酸素、です。

酸化還元反応、プロセスに示されている例:

  • 6CO 2 + 6H 2 O =クロロフィル= C 6 H 10 O 6 + 6O 2。

若しくは

  • 二酸化炭素+ 水素酸化 顔料クロロフィル(酵素反応)+ =単糖自由分子酸素の影響下。

また、無機化合物の化学結合のエネルギーを使用することができます惑星のバイオマスの代表もあります。 これらは、化学合成生物と呼ばれています。 これらは、細菌の多くの種類があります。 例えば、微生物は、土壌中の基質分子を酸化し、水素です。 2H 2 0 2 = 2H 2 0:プロセスは、式に従って起こります。

生物学的酸化についての知識の開発の歴史

エネルギーの基礎となるプロセスは、それが今日知られています。 この生物学的酸化。 ほとんどなくなって謎のアクションステップの詳細とメカニズムの詳細な研究として生化学。 しかし、それは常にありませんでした。

化学反応の性質によるものであり、複雑な変換を、受けた生物の中に、18世紀におおよそがあったという事実の最初の言及。 それは、この時点でいた、Antuan Lavuaze、有名なフランスの化学者は、生物学的酸化と燃焼と同様に彼の注意を回しました。 彼は、吸収された酸素を呼吸するときの典型的な経路を追跡し、酸化プロセスの本体内で発生するが、異なる物質の燃焼中に外部よりも遅いと結論付けました。 酸素分子 - - すなわち、酸化剤である有機化合物と反応させ、特に、水素及び炭素それらから、そして完全な変換を用いて、化合物の分解を伴います。

この仮定は、本質的にはかなりリアルですが、しかし、それは多くのことを曖昧に残りました。 例えば:

  • 時間プロセスは同様であり、流れの条件が同一でなければならないが、低体温で酸化が進行します。
  • アクションは、熱エネルギーと火炎形成のリリース途方もない量を伴って行われます。
  • 人間に水の少なくない75〜80%以上を生きている、しかし、それは彼らに「燃える」の栄養素を防ぐことはできません。

すべてのこれらの質問に答えるために、実際に生物学的酸化であるかを理解するために、一年以上必要。

酸素と水素のプロセスの重要性を暗示異なる理論があります。 最も一般的で最も成功しました。

  • 過酸化物と呼ばれるバッハの理論、。
  • 「クロモゲン」などのコンセプトに基づいてPalladinの理論、。

その後、徐々に生物学的酸化であるかの問いに追加や変更を行い、ロシアおよび世界の他の国の多くの科学者が、ありました。 なぜなら彼らの仕事の今日の生化学は、反応プロセスのそれぞれをご紹介することができます。 この分野で最も有名な名前の中に、以下の通りであります:

  • ミッチェル;
  • SVセヴェリン;
  • ウォーバーグ;
  • VA Belitser;
  • Lehninger;
  • VP Skulachev;
  • クレブス;
  • グリーン;
  • V. A. Engelgardt。
  • Kaylinなど。

生物学的酸化の種類

2つの基本タイプが異なる条件下で行う工程を区別することができます。 嫌気 - このように、微生物や菌類の道の多くの種の中で最も一般的なのは、結果の食べ物を変換します。 酸素なしといかなる形で彼の介入なしに行われる。この生物学的酸化、。 地下、減衰基層、シルト、粘土、湿地やさえ空間に:そのような条件は何の空気アクセスがない場所で作成されます。

解糖 - 酸化のこのタイプは、別の名前を持っています。 好気性または組織呼吸を変換する - それはまた、ステップ、より複雑で時間がかかるが、精力的に豊かなプロセスの一つです。 これは、プロセスの第二のタイプです。 これは、呼吸のための酸素を使用するすべての好気性生物-従属で発生します。

このように、生物学的酸化のこれらのタイプ。

  1. 解糖、嫌気性経路。 これは、酸素の存在を必要とし、発酵の異なる形で終わっていません。
  2. 組織呼吸(酸化的リン酸化)、または好気性タイプ。 これは、酸素分子の義務存在を必要とします。

俳優

私たちは今、自身が直接、それは生物学的酸化が含まれています考えます。 使い続けるであろう、塩基性化合物およびそれらの略語を定義します。

  1. アセチル補酵素A(アセチルCoA) - トリカルボン酸サイクルの最初の工程で形成されるシュウ酸及び酢酸の縮合、補酵素、。
  2. クレブス回路(クエン酸回路、トリカルボン酸) - エネルギーの放出を伴う連続的な複合酸化還元変換の数、水素還元、重要な低分子量生成物を形成します。 これは、メインリンク触媒し、同化作用です。
  3. NADおよびNAD * H - 脱水素酵素、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドが立っています。 第二式 - 結合した水素を有する分子。 NADP - nikotinamidadenindinukletidリン酸。
  4. FADおよびFAD *のH - フラビンアデニンジヌクレオチド - コエンザイムデヒドロゲナーゼ。
  5. ATP - アデノシン三リン酸。
  6. PVK - ピルビン酸またはピルビン酸。
  7. コハク酸またはコハク酸、H 3 PO 4 -リン酸。
  8. GTP - グアノシン三リン酸、プリンヌクレオチドのクラス。
  9. ETC - 電子輸送チェーン。
  10. パーオキシダーゼ、オキシゲナーゼ、チトクロームオキシダーゼ、フラビンデヒドロゲナーゼ、各種補酵素及び他の化合物:方法酵素。

すべてのこれらの化合物は、直接生体の組織(細胞)で起こる酸化の過程に関与しています。

生物学的酸化の段階:表

段階 プロセスと値
解糖 プロセスの本質は、プロセスの前に無酸素消化単糖類にある細胞の呼吸をし、ATPの二つの分子に等しいエネルギーの解放、を伴っています。 ピルビン酸も生成されます。 これは、任意の生体の従属栄養のための最初のステップです。 ミトコンドリアのクリステ及び酸化による組織酸素用の基板に供給されるSTCの形成における値。 嫌気的解糖では、様々なタイプの発酵プロセスの後に起こります。
ピルビン酸の酸化 このプロセスは、アセチル-CoAをするために、解糖の間に形成されたSTCを変換することです。 これは、特殊な酵素複合体ピルビン酸デヒドロゲナーゼの助けを借りて行われます。 結果-に入るセチル-CoAの分子、 クレブス回路。 同じプロセスは、NAD NADHを復元するために行われます。 クリスタミトコンドリア - ローカライズを置きます。
ベータ脂肪酸の崩壊 このプロセスは、前のクリスティミトコンドリアと並行して行われます。 その本質は、アセチルCoAとクエン酸サイクルでそれを置くために脂肪酸のすべてをリサイクルすることです。 また、NADHを回復しています。
クレブス回路

これはさらなる変換を受けるクエン酸、アセチル-CoAの変換で始まります。 生物学的酸化を含んで最も重要なステップの一つ。 この酸は受けます。

  • 脱水素;
  • 脱炭酸;
  • 再生。

各プロセスは、数回行われます。 結果:GTP、二酸化炭素、還元型のNADHおよびFADH 2。 したがって自由にミトコンドリアマトリックス粒子中に位置する生体酸化は、酵素。

酸化的リン酸化

これは、真核生物の化合物の変換における最後のステップです。 したがってATPへのADPの変換があります。 このために必要なエネルギーは、前の段階で形成されたNADHおよびFADH 2の分子の酸化の間に取られます。 ETCの連続遷移と減少エネルギーポテンシャルによってエネルギーが豊富なATP通信の終了時に発生します。

これらは酸素が関与する生物学的酸化を伴うすべてのプロセスです。 当然のことながら、彼らは完全に記載されていないが、唯一の自然の中で、詳細な説明のためとして、書籍の章全体を必要としています。 生物のすべての生化学的プロセスは、非常に多面的かつ複雑です。

酸化還元反応プロセス

次のように上記基板の酸化プロセスを図示している例は、酸化還元反応は、です。

  1. 解糖:単糖(グルコース)+ 2NAD + = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + + O 2 + 2H + NADH。
  2. ピルビン酸の酸化:酵素= STC +二酸化炭素+アセトアルデヒド。 次に、以下のステップ:アセトアルデヒド+コエンザイムA =アセチル-CoA。
  3. クレブス回路におけるクエン酸の逐次変換する複数の。

上記に例示し、これらの酸化還元反応は、唯一の一般的な用語でプロセスの本質を反映しています。 当該化合物がので、すべての完全な式は単に不可能である描写する、高分子または大きな炭素骨格を有することに関連することが知られています。

組織呼吸のエネルギー出力

上記の説明によれば、酸化のエネルギーのすべての合計出力が容易で計算することが明らかです。

  1. ATPの2つの分子が解糖を与えます。
  2. ピルビン酸12 ATP分子の酸化。
  3. トリカルボン酸サイクルのための22の分子アカウント。

小計:方法による総好気性生物学的酸化は、ATPの36個の分子に等しいエネルギー収率を与えます。 生物酸化明白意味。 それは、生きると機能だけでなく、彼の身体、運動やその他の必要なものを温めるために生きている生物によって使用されるこのエネルギーです。

基板嫌気性酸化

生物学的酸化の第二のタイプ - 嫌気。 それはすべてで行われるものであるが、微生物の特定の種類を停止します。 これは、解糖、およびそれが違いを明確に好気性と嫌気性の間の物質の将来の変換で見られていることをここにあります。

数多くのこのようの生物学的酸化工程。

  1. 解糖、ピルビン酸へのグルコース分子のすなわち酸化。
  2. 発酵、ATPの再生につながります。

発酵は、その実装は、生物に応じて、異なるタイプのものとすることができます。

乳酸発酵

乳酸菌及びいくつかの真菌によって行います。 本質は、乳酸にPVCを復元することです。 このプロセスは、生成する業界で使用されます。

  • 乳製品;
  • 酢漬けの野菜や果物。
  • 動物のためのサイレージ。

発酵のこのタイプは、ほとんどの人間のニーズに使用されるの一つです。

アルコール発酵

最も古代から知られている人。 プロセスの本質は、エタノールの二つの分子二二酸化炭素にSTCを変換することです。 この製品出口を通じて、発酵のこのタイプは、生成するために使用されます。

  • パン;
  • ワイン;
  • ビール;
  • 菓子や他のもの。

彼のキノコ酵母や細菌の微生物を行っています。

酪酸発酵

発酵の狭く特定のタイプを十分。 クロストリジウム属の細菌を実施。 本質は、食品の臭いや悪臭味を与える、酪酸へのピルビン酸への変換で構成されています。

この道に行くため、生体酸化反応は、事実上の業界で使用されています。 しかし、これらの細菌は、その品質を低下させ、セルフシード食品や害です。

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