Реакции Скачать
презентацию
<<  Органическая химия Окислительно-восстановительные реакции  >>
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Фото из презентации «Биологическое окисление» к уроку химии на тему «Реакции»

Автор: . Чтобы познакомиться с фотографией в полном размере, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все фотографии на уроке химии, скачайте бесплатно презентацию «Биологическое окисление» со всеми фотографиями в zip-архиве размером 458 КБ.

Скачать презентацию

Биологическое окисление

содержание презентации «Биологическое окисление»
Сл Текст Эф Сл Текст Эф
1Биологическое окисление 1.0 33соответствующих концентрациях: 10-3. (АТФ4-);0
2Содержание: История развития учения о биологическом0 10-3.(АДФ3-); 10-3.(Фн2-): 10-7.(Н+,) . Т. о. всякая
окислении (БО) 2. Современные представления о БО 3. работа в клетке сопровождается образованием H+, которые
Митохондрия. Строение, функции, сравнительная хар-ка захватываются буферами. 1 причина макроэргичности: т.
мембран Мх 4. ЦТК, история открытия, реакции, ферменты, к. концентрация АТФ, АДФ и Фн одинакова (по 10-3 моль),
коферменты, субстраты. Биологическая роль ЦТК. а концентрация Н+ = 10-7 моль.
3История развития учения о биологическом окислении.0 34Три источника образования АТФ. Окислительное0
Еще древние философы отмечали взаимо-связь между фосфорилирование – механизм образования АТФ,
процессами жизнедеятельно-сти и дыханием. Они также использующий для этого энергию градиента
провели параллель между дыханием и горением. Платон электрохимического потенциала, возникающего на
утверждал, что воздух нужен для охлаждения внутреннего внутренней мембране митохондрий. Субстратное
жара сгорающего вещества. Аристотель считал, что воздух фосфорилирование – механизм синтеза АТФ, использующий
нужен для поддержания внутреннего горения. энергию макроэргических соединений, образующихся в
4В XVIII вв широкое признание получила теория0 процессе метаболизма (1,3- дифосфоглицериновая кислота,
горючего начала – флогистона (phlogistos – горючий), сукцинил-КоА и т.д.). Синтез АТФ с использованием
созданная Шталем. Все горючие вещества состоят из макроэргов, выполняющих своеобразную роль молекул –
флогистона, выделяемого при горении и золы. Несмотря на депо макроэргических связей (креатинфосфат).
ошибочность эта теория обобщила «…множество реакций 35Сумму всех адениловых нуклеотидов в клетке (АТФ,АДФ0
(окисления), и это было очень важным шагом в науке» и АМФ) называют адениловой системой. Процессы гидролиза
Д.И. Менделеев опровергнута работами Ломоносова и и синтеза АТФ происходят с высокой скоростью, поскольку
Лавуазье, открывшими закон сохранения вещества. общий фонд АТФ очень мал и для поддержания процессов
5В XVIII веке с развитием физики газов, и появлением0 жизнедеятельности в клетке его хватает только на
новых научных подходов и методов, стали проводить опыты несколько секунд.
по сжиганию веществ в замкнутом пространстве. 36согласно закону соотношения действующих масс0
6В середине XVIII века было установлено: 1) при0 равновесие сдвинуто вправо. 2 причина: в структуре АТФ
дыхании, как и при горении выделяется тепло, но в имеется 3 фосфата и 2 ангидридные связи, за счет этого
незначительных количествах; 2) конечные продукты обоих на хвосте молекулы АТФ создается конформационная
процессов CO2 и H2O Однако трудно было объяснить напряженность, возникает сила электростатического
противоречие: - процесс горения идет в воздушной среде отталкивания и АТФ отдает молекулу фосфата. И при этом
с высокой t?, дыхание - в среде с пониженной t? В 1751 она переходит в более выгодное состояние АДФ + Фн,
году Ломоносов подробно изучал процессы горения и которое более устойчиво, это 3-я причина
окисления. макроэргичности. В клетках АТФ присутствует в виде
7В 1774 году Лавуазье доказал сходство процессов0 магниевой соли. Существует точка зрения, что уровень
горения и дыхания, т. к. образуются идентичные Mg2+ отражает уровень АТФ.
продукты. Лавуазье назвал дыхание медленным горением, 37Субстраты БО. Субстратом БО является любое0
позднее на этой основе было установлен процесс вещество, способное поставлять электроны и протоны,
окисление глюкозы в организме: C6H12O6 + 6O2 ------> энергия которых трансформируется в полезную
6CO2 + 6H2O + Q. конвертируемую форму. Субстраты БО: метаболиты
8В начале XIX века стали известны катализаторы, с0 восстанавливающие НАД+ ФАД+, служащие предшественниками
помощью которых осуществлялись процессы окисления. Это субстратов, зависящие от дегидрогеназ Гл, АК.
были металлы, обладающие «внутренней силой». В середине 38БО - это совокупность биохимических реакций,0
XIX века австрийский ученый Шейнбайн, открывший озон, приводящих к образованию полезной конвертируемой
предположил, что в организме образуется озон и он энергии за счет деградации компонентов пищи.
используется в реакциях окисления. Принципиальной особенностью БО или тканевого дыхания
9После работ Лавуазье в науке господствовало мнение0 является то, что оно протекает постепенно, через
о тождестве горения и медленного окисления питательных многочисленные промежуточные стадии, т. е. происходит
веществ в организме. Вместе с тем было ясно, что БО многократная передача протонов и электронов от донора к
протекает в необычных условиях: - при пониженной акцептору.
температуре; - без пламени; - и в водной фазе (75% - 39Схема энергетического обмена. Основные компоненты0
80% ткани). пищи - белки, липиды и углеводы проходят 3 этапа
10В XIX веке появилось понятие о ферментах и причину0 энергетического обмена.
своеобразного течения реакций БО попытались объяснить с 40Метаболизм. Компоненты пищи Белки, углеводы,0
позиции «активации» кислорода в клетках организма. липиды. Переваривание. Жирные кислоты. Аминокислоты.
Первая теория систематизировавшая знания о БО сделана Глюкоза. Гликолиз ? окисление Окисление пирувата
одновременно русским ученым А.Н. Бахом и немецким К. Катаболизм аминокислот. Пируват. Acetyl-CoA. Цтк. 2CO2.
Энглером. ЦТК. электроннотранспортная цепь. Окислительное
11Согласно этой теории, «активация» молеку-лярного0 фосфорилирование. NADH + H+. NAD+. H2O. O2. ADP + Pi.
кислорода происходит в результате разрыва связи и ATP.
присоединения к ферментам оксигеназам (А) : A + O2 ? 411.ЖКТ - происходит деполимеризация сложных0
AО2 AО2 + SH2 ? S + A +Н2О2 Образованный Н2О2 соединений: крахмал и гликоген ? Глюкоза олиго и
расщепляется каталазой Н2О2 + Н2О2 ? 2 Н2О + O2 или дисахариды ? моносахариды белки (пептидов) ?
перокидазой SН2 + Н2О2 ? S + 2Н2О 2GSH + H2O2 ? 2H2O. Аминокислоты Липиды ? глицерин и СЖК 2.С момента
123 «уязвимых» положения теории Баха: В тканях не0 поступления мономеров в клетку начинается цитозольный
было обнаружено высокой: активности оксидазы, этап: происходит дальнейший распад мономеров и
концентрации H2O2. 3. активности ферментов, разлагающих унификация субстратов, превращение их в Пируват,
H2O2 (каталазы и пероксидазы). СН3-SKoA.
13Эта теория как и все остальные основывались на0 423. Митохондриальный этап – это унификация0
неправильном представлении об ОВР. Окислительный субстратов. Процесс продолжается в митохондриальном
процесс рассматривался как процесс взаимодействия матриксе, где субстраты подвергаются окислению путем
любого вещества с кислородом. То есть кислород - это вовлечения в цикл Кребса, который снимает с них
окислитель. электроны и Н+ и трансформирует их энергию в
14К концу XIX века с развитием физики ядра и0 конвертируемую форму АТФ.
накопления знаний о структуре вещества, было 43Схема образования субстратов биологического0
установлено, что не все процессы окисления требуют для окисления. БЕЛКИ УГЛЕВОДЫ ЛИПИДЫ Энергия | | | I АК Гл
своей реализации наличие кислорода. Кроме этого теория ЖК: Гн 0.5% Окисление субстратов на уровне ЖКТ дает
Баха основывалась на том, что в организме имеется клетке всего 0.5% энергии |.
большое количество ароматических соединений, на самом 44Цитоплазматический этап: переход Аминокислот в ЩУК0
же деле их очень мало. ?(СН3-СО-SКоА). Жирных кислот в СН3-СО-SКоА Глюкозы в-?
15Согласно современных представлений ОВР - это0 3ФГА-? ПВК -? АцКоА На этом пути образуется 2,5 %
процесс перемещения электронов и протонов от донора энергии.
(восстановителя) - это процесс окисления - к акцептору 45Митохондриальный этап: Цикл Кребса | Цитрат NAD0
(окислителю) - Количественной мерой ОВР является NAD.H2 1/2O2 ------? Н2О АДФ + Фн АТФ работа На этом
величина ОВП. В начале точки отсчета стандартного этапе образуется 97% энергии.
потенциала взят ОВП водорода. 460
16В 1912 году была сформулирована теория В.И.0 470
Палладина - Г. Виланда, согласно которой в организме 48Особенности химической структуры мембран МХ.0
есть промежуточные вещества, способные акцептировать Признак. Внутренняя. Наружная. 1. Форма. Складчатая.
электроны и протоны от субстрата с последующей Гладкая. 2. Плотность. 1,2. 1,1. 3. Фл/б. 0.27/0,73.
передачей электронов и протонов на кислород, по этой 0,82/18. 4. Проницае-мость. Высокоселек-тивная.
теории весь процесс БО можно разбить на 2 этапа: Низкоселек-тивная. Содержание. 5. Кардиолипин. Высокое.
171)анаэробный - передача электронов и протонов с0 Низкое. 6. Холестерин. Низкое. Высокое. 7. Ферменты.
субстрата на промежуточное вещество: SH2 +R ? S + RH2 СДГ, комп. ДЦ. МАО,ф.с.ЖК.
2)аэробный - передача электронов и протонов с 49Цикл Кребса. Цикл трикарбоновых кислот или цикл0
промежуточного вещества на кислород: SH2 +R ? S + RH2. Кребса был открыт Гансом Кребсом в 1937г. Ученый
18В.И. Палладин, исследуя растительные пигменты,0 использовал измельченные мышцы голубя, добавляя в них
способных к изменению цвета, в зависимости от О-В трикарбоновые кислоты и изучая скорость дыхания,
состояния окисления предположил, что существует установил, какие именно кислоты активируют процесс
несколько промежуточных переносчиков, позволяющих дыхания. Цикл Кребса протекает в митохондриях (МХ),
организму поэтапно освобождать химическую энергию и относительно автономных органеллах, способных окислять
кислород выступает в качестве конечного акцептора вещества и регенерировать АТФ.
электронов и протонов. 50Общая схема ЦТК.0
19В последующем установили, что роль промежуточных0 510
переносчиков (хромогенов) выполняют коферменты 520
оксидоредуктаз - NAD; NADP; FAD; FMN. В дальнейшем 53Освобождающаяся при окислении ацетил-КоА энергия,0
развитие учения о БО, шло по пути изучения хромогенов. расходуется на образование макроэргических связей АТФ.
В 1925 году были открыты гистогематины (цитохромы). В Из 4 пар атомов водорода, 3 пары переносятся через НАД
1932 году академик В.А. Энгельгардт показал, что и одна пара через ФАД. На каждую пару атомов водорода в
процесс окисления идет с образованием АТФ системе БО образуется 3АТФ (1НАДН2 = 1АТФ).
(окислительное фосфорилирование). 54Следовательно, всего 9АТФ; одна пара атомов0
20В 1945 году Ленинджер и Кенеди впервые показали,0 попадает в систему БО через ФАД, - в результате
что процесс окисления веществ, цикл Кребса локализован образуется 2АТФ. Кроме этого в ходе сукцинаткиокиназной
в митохондриях. Современные представления о БО реакции образуется 1ГТФ = 1АТФ. Поэтому в целом, в ходе
базируются на сущности трактовки ОВП, а также на общих цикла Кребса образуется 12АТФ.
законах термодинамики: 1 закон - закон сохранения 55ЦТК - универсальный компонент БО, который0
энергии: энергия никуда не исчезает, а только переходит образуется на принципе унификации, что имеет огромное
из одной формы в другую, т. е. сохраняется. 2 закон - значение, потому что организм не может точно дозировать
все тела и химические процессы стремятся к минимуму потребность в каждом субстрате. Унификация позволяет
энергии, к состоянию покоя и беспорядка, т. е. к уравновешивать и оптимизировать соотношение основных
энтропии. субстратов, т. е. если имеется избыток углеводов, то
21С термодинамической точки зрения – живой организм -0 часть их перекачивается в липиды, если избыток белка,
антиэнтропийная машина, открытая система, которая то тоже - в липиды и углеводы.
обменивается с окружающей средой веществом и энергией. 561.Энергетическая функция. ЦТК - конечный этап БО, в0
Основа ее жизнедеятельности - обмен веществ метаболизм. котором окисляются унифицированные соединения
220 различного происхождения.
23Современные представления о БО. Обмен веществ и0 572. Пластическая функция. Поскольку ЦТК «питается»0
энергии - закономерный порядок превращения вещества и субстратами различного происхождения, то он может быть
энергии в живых организмах, направленный на их источником углеродных скелетов для различных веществ.
сохранение и самовоспроизведение. Обмен веществ и обмен ЩУК ? Цитрат ? синтез ЖК, т. е. избыток углеводов
энергии тесно связаны и представляют собой депонируется в виде нейтрального жира. Сукцинил КоА ?
диалектическое единство. синтез ГЛУ, АРГ, ПРО, ГИС. a-кетоглутарат ? синтез гема
24Ассимиляция включает огромное количество химических0 (Hb, цитохромы, каталаза, пероксидаза). ГНГ
превращений, приводящих к использованию органических и (образование Гл из неуглеводных компонентов.
неорганических веществ, поступающих из внешней среды 580
для построения специфических для данного организма 593. Регуляторная. Перекачка субстратов из одного в0
белков, НК, липидов, углеводов. Процесс ассимиляции другой.
обеспечивает рост, развитие, обновление организма и 60“Krebs’ Bicycle”. Ацетил-КоА. NH3, CO2. Аспартат.0
накопление запасов, используемых в качестве источника Цикл Кребса. Щук. Цикл синтеза мочевины. Фумарат.
энергии. Мочевина.
25Диссимиляция - противоположная ассимиляции сторона0 61Регуляция ЦТК. ЦТК связан с предшествующими0
обмена веществ: разрушение органических соединений с стадиями энергетического обмена (гликолиз, окисление ЖК
превращением их в простые вещества (в основном H2O, и АК), поэтому механизмы регуляции этих процессов будут
CO2, NH3). Промежуточный обмен - превращение веществ в справедливы и для ЦТК: 1) ретроингибирование; 2) путем
организме с момента поступления их в клетки до изменения концентрации субстрата на входе ЦТК; 3)
образования конечных продуктов. Попав внутрь клетки, аллостерическаярегуляция (с помощью НАД, НАДН2, АТФ);
питательные вещества метаболизируются - претерпевают 4) ионная (pH, [Ca++]).
ряд химических изменений, катализируемых ферментами. 62Так как цикл Кребса начинается со стадии ЩУК +0
26Анаболизм - образование и обновле-ние структурных0 ацетил КоА, то эти метаболиты и управляют
элементов клеток и тканей. Эти реакции преимущественно интенсивностью ЦТК. Первым регуляторным фактором
восстановительные, и протекают с затратой свободной является концентрация ЩУК, которая в основном
энергии. Катаболизм - процессы расщепления сложных образуется из ПВК, ацетил КоА в принципе тоже: +CO2 или
молекул, как поступивших с пищей, так и входящих в -CO2 ЩУК <----- ПВК ------> ацетил КоА +ГТФ.
состав клетки до простых компонентов. Эти реакции 63ПВК же образуется из углеводов (Гл), поэтому при0
обычно окислительные, и протекают с выделением диабете или углеводном голодании наблюдается недостаток
свободной энергии. ПВК, а значит и ЩУК и ЦТК блокируются. Ацетил-КоА не
27В 1940-41 гг немецким биохимиком Фрицем Липманом0 является лимитирующим субстратом, т. к. в основном
была создана концепция АТФ-азного цикла: в процессе образуется при окислении ЖК. Но в то же время ЩУК -
фото- или хемосинтеза энергия депонируется в форме АТФ. конкурентный ингибитор сукцинатдегидрогеназы, поэтому
Синтез АТФ в организме происходит из АДФ: АДФ АТФ АТФ в при избытке ЩУК, ЦТК блокируется на 6 стадии (так
клетке расходуется на : ? электрическую работу ? называемое «щуковое торможение»). Это торможение можно
химическую работу тепловую работу механическую световую убрать ГЛУ, который переаминирует ЩУК в АСП.
работу. 64Второй регуляторный фактор - концентрация НАД и0
28Образуемая при фото или хемосинтезе АТФ реализуется0 НАДН2. В живых системах концентрация НАД + НАДН2 =
в виде осмотической работы, электрической, химической, const. Любые факторы, ведущие к увеличению НАД.Н2
тепловой, механической, световой,а также расходуется на (гипоксия, алкогольная интоксикация) и дефициту НАД+
биосинтезы и работу транспортных систем, на работу блокирует ЦТК. Следовательно увеличение концентрации
ионных насосов. НАД+ при активной работе ДЦ стимулирует ЦТК.
29Природа макроэргичности АТФ. Роль АТФ - хранилище0 65Так как АТФ является косвенно конечным продуктом0
биологической энергии. В 1 молекуле АТФ имеется 2 ЦТК, то ее избыток блокирует ЦТК, а значит АДФ
макроэргические связи. При их расщеплении стимулирует ЦТК. (АДФ рассматривается как
высвобождается 32 кДж энергии. аллостерический активатор изоцитратдегидрогеназы).
300 Стимулятором ЦТК является также кислород, потому что он
310 стимулирует распад АТФ. Нормальная концентрация Ca2+ в
32«Энергетическая валюта» клетки. «Центральное»0 клетке 10-7 моль.
расположение молекулы АТФ позволяет ей выполнять роль 66При увеличении концентрации кальция до 10-6 моль0
донора высокоэнергетического фосфата для соединений, активируются дегидрогеназные реакции: пируватДГ,
расположенных ниже в таблице, превращаясь при этом в изоцитратДГ, альфа-КГДГ, а значит и ЦТК. Цикл Кребса
АДФ, а АДФ - роль акцептора высокоэнергетического активируется при сердечной недостаточности. Это
фосфата у соединений, расположенных выше. Цикл АТФ/АДФ объясняется тем, что миокард не может самостоятельно
связывает, тем самым, процессы генерирующие «~Р» с лишиться избытка Ca2+ и эту функцию берут на себя
процессами, использующими «~Р». митохондрии, возрастает потребность в кислороде.
33АТФ присутствует в клетках в диссоциированной0 670
форме: АТФ4-------> АДФ3- + Фн2- + Н+, в 680
68 «Биологическое окисление» | Биологическое окисление 0
http://900igr.net/fotografii/khimija/Biologicheskoe-okislenie/Biologicheskoe-okislenie.html
cсылка на страницу
Урок

Химия

64 темы
Фото
Презентация: Биологическое окисление | Тема: Реакции | Урок: Химия | Вид: Фото
900igr.net > Презентации по химии > Реакции > Биологическое окисление