Химията на аеробно дишане - аеробна дишането на микроорганизми

Тип дихателните наречен аеробни дишане - процес на окисление на сложни органични съединения по-малко сложни за проста или минерално - С02 и Н2 0 (процес дисимилация) с едновременно освобождаване на свободна енергия. Изолиране на карбонова киселина в дишането поради усвояването на кислород и пълно окисление на хранителни вещества.

В момента процес на окисление се определя като отнемане на водород (дехидрогениране) и възстановяване - нейното закрепване. Същите условия се отнасят за реакции, свързани с електронен трансфер. При окисляване, загуба на електрони вещество, и намаляване - на свързване. Смята се, че прехвърлянето на водород и електронен трансфер - еквивалентни процеси. Способността на съединенията или елементи за получаване или получаване на електрони са причинени от потенциала на окисление-редукция.

Аеробни микроорганизми проведени окисление на белтъци, мазнини, въглехидрати и други сложни органични съединения, които правят растението и микробни остатъци на амоняк, вода и въглероден диоксид. Важна роля в превръщането на органична материя също принадлежи на гъбичките и Actinomycetes. Минерализиращи изложени, не само органични останки от растителен и животински произход, но и специфични органични вещества в почвата - неговата хумус.

Аеробни дишане - обратния процес на "нормална" фотосинтеза. Използвайки този процес всички висши растения и животни, както и повечето бактерии и протозои получават енергия за поддържане и изграждане на клетки. В резултат на завършен дихателните формата на СО2. Н2 О и клетъчни вещества, но процесът не може да мине през и в резултат на такова непълна дъх образувани органични вещества все още съдържат определено количество енергия, която след това може да се използва от други организми.

Аеробни бактерии са системата цитохром - пигментирани редокс ензими. Поради цитохроми аеробни бактерии могат като краен водороден акцептор да се използва кислород във въздуха. Цитохроми - жълт пигмент, на разположение във всички аеробни организми. Цитохроми подобен хемоглобин кръв съдържа желязо.

Организми получат енергия за образуване АТР използване само на окислително фосфорилиране на субстрата, при което кислород окислителя молекулното само може да действа. Най аеробни бактерии се прекратява при концентрация на кислород от 40-50% и по-висока. В атмосфера на чист кислород, не е в състояние да разработи всички прокариоти. Задължителни (строги) аероби (например някои видове Pseudomonas) не могат да оцелеят и пролиферират в отсъствие на молекулен кислород, тъй като той се използва като акцептор на електрони. ATP молекули са образувани от тях в окислителното фосфорилиране с участието на цитохром оксидаза, flavinzavisimyh оксидази и дехидрогенази flavinzavisimyh. Така, ако акцептор на електрони е кислород, разпределени относително големи количества енергия (до 12 молекули на АТР от 1 С6 Н12 О6).

В аеробна енергийния метаболизъм се провежда в три етапа: подготовка, безкислородни и кислород. В резултат, органични вещества се разграждат обикновените неорганични съединения. Микроорганизмите, които живеят в кислородна среда без и не се нуждаят от кислород - анаеробни бактерии, както и от липса на кислород по време на аеробна асимилация се осъществява на два етапа: подготвителни и безкислородни. В два етапа изпълнение на енергия, съхранявана обмен на енергия е много по-малко, отколкото в трифазен.

Нека разгледаме трите етапа на енергийния метаболизъм. Първият етап се нарича подготовка и разпад е големи органични молекули в опростена: полизахарид - до монозахариди, липиди - на глицерол и мастни киселини, протеин - на аминокиселини. Вътре в клетката, разграждането на органични вещества се среща в лизозоми под действието на редица ензими. По време на тези реакции Енергията, освободена е малък, така че не се съхранява под формата на АТФ и се разсейва като топлина. Образувани по време на подготвителната фаза на съединението (монозахариди, мастни киселини, аминокиселини и т.н.) могат да бъдат използвани в реакциите на клетка пластмаса метаболизъм, и за по-нататъшно отцепване за производство на енергия.

дишане кислород аеробни микроорганизми

Вторият етап на енергийния метаболизъм, наречен аноксична състои в ензимно разграждане на органичните вещества, които се получават по време на подготвителната фаза. Кислородът в реакцията на този етап не е ангажиран.

Тъй като повечето разположение източник на енергия в клетката е продукт на разпадането на полизахариди - глюкозата, на втория етап ще разгледаме примера е свободна от кислород храносмилането - гликолиза.

Гликолиза - многоетапен процес аноксична храносмилането глюкоза молекула, съдържаща 6 въглеродни атома, (С6 Н12 О6), до два от трите въглеродни молекула пирогроздена киселина, или PVK (С3 Н4 О3).

Реакционната гликолиза катализира от редица ензими, и те се проведе в цитоплазмата на клетките. По време на гликолиза в разцепването на 1 М глюкоза 200 кДж на енергия се освобождава, но 60% от нея се разсейва като топлина. Останалите 40% от енергията е достатъчно за синтез на две молекули на ADP две ATP молекули. Получената пирогроздена киселина в животински клетки и клетки на много гъбички и микроорганизми превръща в млечна киселина (С3 H6 О3):

В повечето растителни клетки и в клетки на някои гъбички (например дрожди) вместо алкохола настъпва brozhenie- гликолиза, глюкоза при анаеробни условия молекулата се превръщат в етанол и СО2.

Следователно, в аеробните организми след гликолиза (или алкохолна ферментация) трябва да бъде последния етап на енергийния метаболизъм - пълно отцепване на кислород, или клетъчното дишане. По време на тази трета фаза на органични вещества, образувани по време на втората фаза, когато аноксична храносмилането и съдържащи големи запаси от химическа енергия се окисляват до края продукти СО2 и Н2 О. Този процес, както и гликолиза, е многоетапен, но не се появява в цитоплазмата, и в митохондриите. В резултат на клетъчното дишане от разпад на две молекули млечнокисели синтезирани 36 ATP молекули:

В допълнение, трябва да се помни, че две молекули АТР се съхраняват в свободна от кислород по време на разделяне на всяка молекула на глюкоза.

Така общата енергия клетъчния метаболизъм в случай на повреда на глюкозата може да бъде представена както следва:

C6H12O6 + 6O2 + + 38ADF 38N3R04 | 6SO2 + + 44N2O 38ATF,

За енергийния метаболизъм, т. Е. За енергия под формата на АТР, повечето организми използва въглехидрати, но за тези цели могат да бъдат използвани и окисление на липиди и протеини. Въпреки това, мономерите на протеини, т.е.. Е. аминокиселини, също са необходими за синтеза на собствени протеинови структури на клетката. Ето защо, протеини, обикновено са "извънредно положение" резервни клетки и рядко консумират енергия.