Біологічне окислення
Часто можна чути про калорійність того чи іншого продукту. Це означає, що він здатний дати при окислюванні певну кількість необхідної для організму енергії. Зазвичай під окисленням розуміють з’єднання з киснем. Саме так і окислюється ряд молекул в організмі під впливом ферментів – оксигеназ.
Однак при біологічному окислюванні від органічної молекули під дією відповідного ферменту отщепляются 2 атома водню. У ряді випадків при цьому між ферментами і окисленої молекулою утворюється нестійка, багата енергією (макроергічні) зв’язок. Вона використовується для утворення макроергічної сполуки – АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти) – “кінцевої мети” більшості процесів біологічного окислення. А 2 відняли атома водню виявляються в результаті реакції пов’язаними з коферментом (див. Ферменти) НАД (никотинамидадениндинуклеотида) або з НАДФ (НАДФ).
Подальша доля водню може бути різною. При анаеробних (безкисневих) окислюванні він переноситься на деякі органічні молекули; так утворюються етиловий спирт, молочна кислота, гліцерин і ряд інших речовин. При аеробному окислюванні водень через ланцюг переносників передається на кисень з утворенням води. Основна частина ланцюга перенесення водню розташована в мембранах мітохондрій. При цьому перенесенні з АДФ (аденозіндіфосфорной кислоти) і неорганічного фосфату утворюється АТФ.
Аеробне окислення набагато ефективніше анаеробного. При анаеробному окисленні глюкози утворюються лише 2 молекули АТФ на 1 молекулу глюкози (див. Гліколіз). При аеробному ж окислюванні глюкоза “спалюється” до вуглекислого газу і води (СО2 і Н2О) з утворенням 36 молекул АТФ (див. Дихання). Отже, еволюційно більш молоде аеробне окислення глюкози в 18 разів енергетично більш вигідно, ніж анаеробне. Це одна з причин, що зумовили широке поширення і бурхливу еволюцію аеробних організмів (див. Аероби).





Related posts:
- Біологічне окислення глюкози як основа гетеротрофного харчування Гетеротрофи використовують готові органічні речовини, синтезовані фототрофами або отримані від інших гетеротрофів. Для вивільнення енергії використовуються процеси біологічного окислення в анаеробних і аеробних умовах. Процес протікає в декілька ступенів за участю комплексу ферментів і переносників електронів. Приблизно 50% енергії запасається у вигляді АТФ, інша частина перетворюється в теплоту. Окислення глюкози – найбільш важливий, основний процес. […]...
- Кисневе окислення, або дихання Полягає в повному розщеплюванні піровиноградної кислоти, відбувається в мітохондріях і при обов’язковій присутності кисню. Піровиноградна кислота транспортується в мітохондрії (будову і функції мітохондрій-лекція № 7). Тут відбувається дегидрирование (відщеплення водню) і декарбоксилювання (відщеплення вуглекислого газу) ПВК з утворенням двухуглеродний ацетильной групи, яка вступає в цикл реакцій, що одержали назву реакцій циклу Кребса. Йде подальше окислення, […]...
- Забезпечення клітин енергією за рахунок окислення органічних речовин Біологічне окислення і горіння. Живі організми, нездатні використовувати світлову енергію, повинні отримувати її за рахунок окислення органічних сполук, що надходять ззовні з їжею. Чому при окислюванні органічних речовин вивільняється енергія? Частина електронів у складі молекул органічних сполук знаходиться на високих енергетичних рівнях. Енергія вивільняється при переміщенні електронів з орбіт високої енергії на низькі енергетичні рівні […]...
- Окислення глюкози Шлях прямого окислення глюкози, або пентозофосфатний шлях, (окислюється перший вуглецевий атом глюкози) грає дещо іншу роль. Він використовується для синтезу нуклеотидів – субстратів синтезу нуклеїнових кислот. Глюкуроновокіслий шлях – це шлях окислення шостого вуглецевого атома в молекулі глюкози. Утворені при цьому рівні кислоти використовуються клітинами для синтезу молекул позаклітинного матриксу (глікозаміногліканів) або беруть участь в […]...
- Аеробне та анаеробне окислення глюкози У присутності кисню (в аеробних умовах) більшість клітин тварин отримують енергію за рахунок повного руйнування поживних речовин (ліпідів, амінокислот і вуглеводів), тобто за рахунок окислювальних процесів. За відсутності кисню (анаеробні умови) клітина може синтезувати АТФ (АТР) тільки за рахунок гліколітичного руйнування глюкози. Хоча таке руйнування глюкози, яке закінчується утворенням лактату, дає незначну енергію для синтезу […]...
- Окислення аміаку Аміак або нітрид водню – активне з’єднання, яке набирає реакції з простими і складними речовинами. У присутності кисню відбувається окислення аміаку. Залежно від умов протікання реакції аміак може окислюватися до оксиду або азоту. Ступінь окислення Ступінь окислювання аміаку залежить від ступеня окислення елементів, що входять до його складу. На зовнішньому енергетичному рівні азоту знаходиться п’ять […]...
- Окислення органічних речовин Основний реакцією, що дозволяє вивільняти енергію, що використовується для життєдіяльності, є окислення органічних речовин, що надходять з їжею. В основі реакції окислення лежить передача електронів з однієї молекули на іншу, яка при цьому відновлюється. Існує кілька механізмів окислення. Найбільш часто використовується в клітці дегидрирование – відщеплення двох електронів разом з протонами. Окислювальні процеси в клітці […]...
- Класифікація хімічних реакцій за зміни ступеня окислення елементів За зміною ступеня окислення елементів хімічні реакції ділять на окислювально-відновні реакції, і реакції, що йдуть без зміни ступенів окислення хімічних елементів. Окислювально-відновні реакції (ОВР) – це реакції, в ході яких ступеня окислення речовин змінюються. При цьому відбувається обмін електронами. У неорганічній хімії до таких реакцій відносяться, як правило, реакції розкладання, заміщення, з’єднання, і все реакції, […]...
- Як харчуються організми-гетеротрофи Під час харчування гетеротрофов відбуваються суцільні процеси дисиміляції (руйнування (розщеплення речовин)) і виділення енергії. У травному тракті ферменти розщеплюють високомолекулярні органічні сполуки до низькомолекулярних (наприклад, білки до амінокислот, з яких вже можна щось побудувати в організмі). В процесі розщеплення активно бере участь вода. При цьому процесі виділяється тепло: Білки + H₂O (вода) → амінокислоти + […]...
- Різниця між ступенем окислення і валентність Дуже важливо розуміти принципову різницю між цими поняттями. Ступінь окислення – це умовний електричний заряд, яким володіє ядро атома, в той час як валентність – це кількість зв’язків, які може встановити ядро елемента. Розглянемо докладніше, що таке ступінь окислення. Відповідно до сучасної теорії про будову атома, ядро елемента складається з позитивно заряджених протонів і нейтронів […]...
- АТФ як клітинне паливо Не завжди клітці потрібна енергія в той самий час, коли ця енергія витягується з їжі, і в тому місці, де вона витягується. Надлишок енергії накопичується у вигляді палива, яке є для використання в будь-який момент. Це паливо – аденозінт ріфосфат (скорочено АТФ). За своєю хімічною структурою АТФ являє собою аденозин, з’єднаний з трьома фосфатними групами. […]...
- Валентності та ступені окислення Валентність – це число хімічних зв’язків, утворених атомом з іншими атомами в молекулі. Це позитивне ціле число. Поняття “валентність” вживають тільки до ко-валентним молекулярним з’єднанням. Для позначення валентності зазвичай використовують римські цифри, які ставлять у формулі над символом хімічного елемента. Ступінь окислення – це умовний заряд атомів хімічного елемента в з’єднанні, обчислений на основі припущення, […]...
- Ступінь окислення Коли атоми взаємодіють і утворюють хімічний зв’язок, електрони між ними в більшості випадків розподіляються нерівномірно, оскільки властивості атомів розрізняються. Більш електронегативний атом сильніше притягує до себе електронну щільність. Атом, який притягнув до себе електронну щільність, набуває частковий негативний заряд δ-, його “партнер” – частковий позитивний заряд δ +. Якщо різниця електронегативності атомів, що утворюють зв’язок, […]...
- Фотосинтез і дихання Фотосинтез (фотоавтотрофи) – це синтез органічних сполук з неорганічними сполуками за рахунок енергії світла. Сумарне рівняння фотосинтезу: 6СО2 + 6Н2О – С6Н12О6 + 6О2. Фотосинтез протікає за участю фотосинтезуючих пігментів, які володіють унікальною властивістю перетворення енергії сонячного світла в енергію хімічного зв’язку у вигляді АТФ (аденозинтрифосфату). У процесі фотосинтезу, крім моносахаридів (глюкоза та ін.), синтезуються […]...
- Вуглеводи: властивості та характеристика Який склад і будову мають молекули вуглеводів? Молекули вуглеводів складаються з атомів вуглецю, водню і кисню, причому співвідношення водню і кисню в них 2: 1, як у молекулі води. Саме з цієї причини ці речовини отримали свою назву “вуглеводи”. Які вуглеводи називаються моно-, ди-і полісахариди? Моносахариди – це вуглеводи, до складу яких входить від трьох […]...
- Мальтоза Будова і знаходження в природі. Ще один дисахарид складу С12Н22О11 – мальтоза. Той факт, що при гідролізі мальтози утворюється тільки глюкоза, дозволяє припустити, що її молекула складається з двох однакових моносахаридних ланок. Залишки глюкози зв’язані за рахунок гликозидного гідроксилу однієї молекули і гідроксильної групи при С (4) інший. Учитель запитує, чи є мальтоза відновлює углеводом? […]...
- Хімічні властивості фруктози Фруктоза входить у все реакції багатоатомних спиртів: утворює сахарата з нерозчинними у воді гидроксидами, прості і складні ефіри. Однак наявність в молекулі замість альдегідної групи кетонів фрагмента ускладнює реакції окислення фруктози. Наприклад, глюкоза окислюється бромної водою до глюконової кислоти, а фруктоза до подібного перетворенню не спроможна. Ця реакція дозволяє відрізнити альдози від кетоз. Як і […]...
- Особливості процесу перенесення водню і циклу Кребса Треба відзначити, що в циклі Кребса використовується 6 молекул води, а утворюється (при взаємодії водню з киснем) 12 молекул. Вода є побічний продукт катаболізму; це знайшло своє відображення в наведеному раніше сумарному рівнянні реакції розщеплення глюкози. З наведених тут даних випливає, що зупинити процес аеробного дихання можна декількома способами. Цілком очевидно, що аеробне дихання припиниться […]...
- Що таке молекула? Ми знаємо, що всі тіла складаються з найдрібніших частинок, які називаються атомами. Але якщо сказати точніше, то всі тіла складаються не просто з атомів, а з груп атомів. Такі з’єднання атомів і називаються молекулами. Але у молекул є ще й інше дуже важлива якість. Кожна молекула зберігає в собі всі властивості тієї речовини, частиною якого […]...
- Структура води і льоду Біполярний будова молекул води сприяє утворенню водневих зв’язків (див. С. 14). При цьому кожна молекула проявляє властивості як донора, так і акцептора водню. Тому у води в рідкому стані багато молекули пов’язані між собою водневими “містками” (зв’язками) (1). причому утворюються асоціати перебувають у динамічній рівновазі. Часто утворюються тетраедричних структури, так звані “кластери” води (2). При […]...
- Хімічні властивості карбонових кислот – коротко Загальні властивості, характерні для класу кислот (як органічних, так і неорганічних), обумовлені наявністю в молекулах гідроксильної групи, що містить сильно полярну зв’язок між атомами водню і кисню. Ці властивості вам добре відомі. Розглянемо їх ще раз на прикладі розчинних у воді органічних кислот. 1. Дисоціація з утворенням катіонів водню та аніонів кислотного залишку: Більш точно […]...
- Цикл Кребса Цикл Кребса, інакше званий циклом лимонної кислоти, найважливіший метаболічний цикл у аеробних організмів. Цикл Кребса – це цикл послідовного окисного перетворення ди – і трикарбонових кислот, що забезпечує повне окислення продуктів метаболізму в клітинах жирів, білків і вуглеводів до СО2 і Н2О. При обміні всіх основних речовин в клітині утворюється активізована оцтова кислота або активний […]...
- Структури окислення Присутність карбонату перешкоджає цьому ефекту лише частково, так як сульфати CaSO4 і MgSO4, що виникають при утворенні смитсонита, вилуговуються, оголюючи все нові поверхні сфалериту. Таке різне поведінка мінералів важливо для характерних явищ, що розрізняються в складних рудах майже в межах кожного міліметра. Ми не можемо зупинятися на розгляді всіх структур окислення, що змінюються для кожного […]...
- Обмін речовин і енергії в клітині. Енергетичний обмін Загальна характеристика обміну речовин і енергії. Обмін речовин і енергії, або метаболізм (від грец. Metabole – зміна), – процес, який лежить в основі всіх явищ життя. Всі відомі науці живі організми являють собою відкриті системи, постійно обмінюються речовиною і енергією з навколишнім середовищем. Енергія потрібна для біосинтезу складних органічних речовин, властивих кожній клітині (амінокислоти, цукру, […]...
- Органічні кислоти До складу молекул органічних кислот входить карбоксильна група (- СООН-). Кислотами їх називають тому, що в процесі електролітичної дисоціації від їх молекул відщеплюється іон водню. Як правило, органічні кислоти є слабкими кислотами, т. Е. Погано дисоціюють у воді. У загальному вигляді формула органічної кислоти виглядає як R – COOH, де R – радикал (якась органічна […]...
- Типи хімічних реакцій – хімія Реакції, в результаті яких атоми або молекули приєднуються за кратними зв’язками, носять назву реакцій приєднання. Так, молекули води легко приєднуються до карбонільної групи альдегідів, наприклад до етаналь (оцтового альдегіду) (1). Таке приєднання молекул води (гідратація) зустрічається в обміні речовин досить часто; в якості прикладів можна навести цитратний цикл (див. с. 138) і біосинтез жирних кислот […]...
- Цикл Кребса і акцептори водню У цей цикл входить близько 10 послідовних реакцій, в результаті яких отщепляются все атоми водню, спочатку належали глюкози, і виділяється енергія, укладена в розриваються зв’язки. Ферменти, які здійснюють гліколіз, знаходяться в цитоплазмі, але для “включення” в цикл Кребса пировиноградная кислота повинна проникнути в мітохондрії, де протікають гликолитические реакції, які не встигли завершитися в цитоплазмі. Складна […]...
- Альдегіди – конспект Розглянемо альдегіди на прикладі формальдегіду (його ще називають мурашиним альдегідом), який утворюється в результаті окислення метанолу або ацетальдегіду (його називають оцтовою кислотою), він утворюється в результаті реакції окислення азоту. Всі молекули альдегіду мають групу, пов’язану з вуглеводневим радикалом. Формальдегід становить виняток: альдегидная група в його молекулі пов’язана з атомом водню. “Забобон є впевненість, на знанні […]...
- Поверхневий натяг мембрани Ми вже знаємо, що добре розчинні у ліпідах молекули швидко проникають у клітину. У зв’язку з цим можна припускати, що деякі види ліпідів входять до складу плазматичної мембрани. Побічно це припущення можна перевірити, вимірюючи величину поверхневого натягу клітини. Вивчення властивостей розчинів вказує на існування у них особливого поверхневого шару. На фіг. 25 схематично представлений поверхневий […]...
- Неорганічні речовини в природі Вода – найпоширеніша речовина в живих істотах. У багатоклітинних організмах вода становить до 80% маси. У людини вміст води в різних органах коливається від 10% (у клітинах емалі зубів) до 85% (в клітинах головного мозку). Молекула води полярна (диполь). Центри її позитивного (у атомів водню) і негативного (у кисню) зарядів рознесені. Атом кисню молекули води […]...
- Пероксид водню Пероксид (перекис) водню H2O2 відкритий в 1818 р Л. Ж. Тенаром при впливі розбавлених кислот на BaO2 і отримав назву “окисленої води”. Фізичні властивості Безбарвна в’язка рідина, яку можна переганяти без розкладання при зниженому тиску. Легко змішується з водою. Температура плавлення -0,8 ° C, температура кипіння 152,8 ° С. Чистий пероксид водню надзвичайно нестійкий і […]...
- Як складаються рівняння хімічних реакцій? Для опису протікають хімічних реакцій складаються рівняння хімічних реакцій. У них зліва від знака рівності (або стрілки →) записуються формули реагентів (речовин, що вступають в реакцію), а праворуч – продукти реакції (речовини, які вийшли після хімічної реакції). Оскільки йдеться про зрівняння, то кількість атомів в лівій частині рівняння повинно бути рівним тому, що є в […]...
- Мейоз і його біологічне значення Скільки дочірніх клітин і з яким набором хромосом утворюється з однієї диплоїдної клітини в результаті: а) мітозу; б) мейозу? Під час мітозу утворюються 2 дочірні клітини з диплоїдним набором хромосом. У результаті мейозу утворюються 4 гаплоїдні клітини. Що являє собою кон’югація хромосом? У яку фазу мейозу відбувається кросинговер? Яке значення має цей процес? Кон’югація – […]...
- Ряди похідних вуглеводнів Подібно до того, як можна уявити собі утворення залишку метану (радикала метилу) шляхом відібрання водню від молекули метану, можна отримати різні залишки (звані також радикалами або групами), віднімаючи від будь молекули відомого будови ті чи інші атоми. Отже, радикали – це групи атомів, що знаходяться між собою в безпосередній або посередньою зв’язку, причому один або […]...
- Схеми і рівняння реакцій Хімічні реакції зазвичай описують за допомогою рівнянь. Хімічним рівнянням називають умовну запис хімічної реакції за допомогою хімічних знаків і формул. У лівій частині рівняння реакції записують формули речовин, які вступають в реакцію (реагентів), а в правій – формули кінцевих продуктів реакції (рис. 130). Розглянемо реакцію утворення води з кисню і водню. Хімічна формула газоподібного кисню […]...
- Осмос Осмосом називають особливий тип дифузії води через напівпроникну мембрану. Пояснимо, що це таке, на прикладі. Припустимо, що 5% – ний розчин сахарози (звичайного цукру) налили в мішечок, зроблений з матеріалу, проникного для води, але непроникного для молекул сахарози (таким матеріалом може бути тонка коллодієва плівка або сечовий міхур свині). Потім мішечок з розчином щільно обв’язали […]...
- Мітоз, його фази, біологічне значення Стадії мітозу. Процес мітозу прийнято поділяти на чотири основні фази: Профаза; Метафаза; Анафаза; Телофаза. Так як він безперервний, зміна фаз здійснюється плавно – одна непомітно переходить в іншу. Профаза На цьому етапі відзначається наступне: Ядерна оболонка руйнується; Починає формуватися веретено поділу, що складається з численних мікротрубочок; Хромосоми, спіралізуючись, коротшають і збільшуються в діаметрі, стають видимими […]...
- Структура полісахаридів Полісахариди, побудовані з моносахаридних ланок одного типу, називаються гомоглікани, а побудовані з різних моносахаридних ланок – гетероглікани. Обидва полімеру можуть бути лінійними або розгалуженими. Як приклад розгалуженого гомоглікана тут представлений фрагмент молекули глікогену. Схожу будову має амилопектин, розгалужений компонент рослинного крохмалю (див. С. 48). Обидва полімеру побудовані в основному з залишків глюкози, пов’язаних в положенні […]...
- Значення фотосинтезу для організму Якщо все рівняння фотосинтезу скласти і виключити компоненти, що використовуються в цьому процесі, але в кінцевому підсумку повернуті до своєї первісної форми, то вийде дуже спрощене загальне рівняння фотосинтезу. 6СО2 + 6Н2О + Світлова енергія = С6Н12О6 + 6О2. Крім того, деяка частина світлової енергії залишається у вигляді АТФ, який не був використаний на освіту […]...
- Ступені дисоціації кислот Електролітична дисоціація – це процес розпаду речовини (що є електролітом) зазвичай у воді на іони, які можуть вільно рухатися. Кислоти у водних розчинах здатні диссоциировать на позитивно заряджені іони водню (H +) і негативно заряджені кислотні залишки (наприклад, Cl-, SO42-, NO3-). Перші називають катіонами, другі – аніонами. Кислий смак розчинів усіх кислот обумовлений саме іонами […]...