Оттексіз тыныс алу процестері. Анаэробты тыныс алудыңрекшелігі. Анаэробты жағдайда электрондар тасымалдануы.
Жоспар I. Кіріспе II. Негізгі бөлім. тыныс алу процесі;. тыныс алуды ң гликолиздік жолы;. гликолизді ң қызметтері;. анаэробты сатысы;. электрон тасымалдаушы тізбек;. ашу процесі және оны ң түрлері ІІІ. Қорытынды. Сұра қ - жауап; ІV. Қолданылған әдебиеттер
Кіріспе Тыныс алу деп өсімдікті ң тірі ұлпаларында органикалы қ затты ң бос оттегіні ң қатысуымен ыдырап, С02 және Н20 бөлініп шығуыны ң және бұл процесте өсімдік тіршілігі үшін керекті белгілі қуат босауын айтады. Дем алу барлы қ тірі организмдерге тән өте маңызды қызмет. Тіптен сонау XVII ғасырды ң бастапқы жылдарыны ң өзінде-а қ Крук атты зерттеуші адам денесін сипаттай келіп: «дем алу процесінсіз тіршілік болмайды», деп жазды. Бұл пікір төменгі сатыдағы жануарлар мен өсімдіктер әлеміне бұдан әлдеқайда кейінірек қолданыла бастады.
Тыныс алуды ң тарихы Көрнекті неміс оқымыстысы Ю.Либих өсімдікте тыныс алу процесіні ң бар екендігіне сенбеген. Ол өсімдік бөліп шығаратын С02-ні ө сімдік сі ң іріп, біра қ фотосинтез процесінде күндіз жаратып үлгере алмаған С02 деп ойла ғ ан. Өсімдікті ң тыныс алуы жөніндегі ілімні ң дамуына, оны ң химизмін анықтауға, әсіресе, орыс ғалымдары И.П.Бородин, А.Н. Бах, В.И. Палладин, С.П. Костычев және т.б. зерттеулері зор әсер етті. Өсімдікті ң тыныс алуы жөнінде бірінші толы қ мағлүмат берген академик И.П. Бородинні ң зерттеулері болатын. Өсімдікті ң тыныс алу процесіне К.А.Тимирязев те кезінде көп көңіл бөлген. Ол Либихты ң өсімдікте тыныс алу процесі болмайды деген көзқарасын қатты сынады. Тыныс алу кезінде глюкозаны ң химиялы қ айналысыны ң жинақты формуласы мынандай: С 6 Н 12 0 6 + 60 2 = 6С0 2 + 6Н 2 0 + 674 ккал
Тыныс алуды ң гликолиздік жолы Бұл процесс 2 сатыдан тұрады: анаэробты және аэробты. Екі фаза әртүрлі компаненттерде жүреді. Анаэробты фаза гликолиз цитоплазма, хлоропласт, аэробты митохондрияда жүреді.
Анаэробты сатысы Гликолиз барлы қ тірі клеткаларда жүреді. Гликолиз барысында гексоза 2молекула пирожүзім қышқылына айналады: Осы тотығу реакцичсы бірнеше сатылар арқылы анаэробты жүреді.
Гликолиз Гликолиз глюкозаны ң анаэробты ыдырауы, ол энергия бөліну процесімен сипатталады, соңғы өнім пирожүзім қышқылы. Ағылшын биохимигі А.Гарден және К.А.Тимириязевті ң шәкірті Л.А. Иванов 1905ж.спирттік ашу процесінде бейорганикалы қ фосфат байланысып, ол органикалы қ күйіне айналады деп ұйғарған. Гликолиз 3сатыдан тұрады: 1. Дайынды қ сатысы гексозаны ң фосфорлануы, оны ң 2 фосфотриозаға ыдырауы. 2. Біріншілік субстратты қ фосфорлану, ол 3фосфоглицерин альдегидтен басталады және 3-фосфоглицеринмен аяқталады. 3. Екінші субстратты қ фосфорлану 3 фосфоглицеринқышқылы молекулааралы қ тотығуынан бір фосфатты береді, АТФтүзіледі.
І. Дайынды қ сатысы Гексозаны ң фосфорлануы, оны ң 2фосфотриозаға ыдырауы. Гексокиназа, Mg 2+ 1. Глюкоза + АТФ глюкозо-6-фосфат + АДФ Сосын глюкозо 6-фосфат изомерленіп фруктоза 6 фосфатқа айналады 3. АТФ-ты ң көмегімен фруктоза тағы фосфорланады. Фосфор фруктозаны ң 1-ші көміртек атомымен байланысады, бұл процесс фосфофруктокиназа ферментімен катализденеді.
4. Фруктоза -1,6-дифосфат лабильдік фуранозды қ түрі, фосфат түрлері симметриялы орналасқан. Сонымен дайынды қ сатысында гексоза 2рет фосфорланып, активтенеді және фуранозды қ түрге айналып, 3-фосфоглицеринальдегидке және фосфодиоксиацетонға ыдырайды. ІІ. Бірінші субстратты қ фосфорлану. 3-ФГА-дан гликолизді ң 2-сатысы басталып, 3-фосфоглицерин қышқылымен аяқталады. Альдегидті ң қышқылға дейін тотығуы энергия бөлінумен байланысты. Әрбірфосфотриозаға бір молекула АТФсинтезделеді. Фосфоглицерин альдегидті ң дегидрогеназа ферменті 3-ФГА-мен фермент субстратты қ кешен түзеді, онда субстрат тотығады және электрондар мен протондар NAD + -қа тасымалданады. Жоғарғы энергиялы қ фосфорлы топ фосфоглицераткиназаны ң көмегімен АДФ-қа тасымалданады, АТФ-түзіледі.
Фосфатты ң жоғарғы энергиялы ковалеттік байланысы тотығатын субстратта түзілген себебінен бұл процесс субстратты қ фосфорлану д.а. Сонымен, гликолизді ң 2-сатысында АТФ-пен тотықсызданған НАДН түзіледі. ІІІ. Соңғы сатысы екінші субстратты қ фосфорлану. 3-фосфоглицерин қышқылы фосфоглицератмутаза көмегімен 2-фосфоглицерин қышқылынан суды ң молекуласыны ң алынуын катализдейді. Бұл реакцияда фосфоэнолпируват түзіледі.
Анаэробты жа дайда электрондар ғ тасымалдануы 1НАДН тотыққанда митохондриядағы электрон тасымалдау тізбегінде О 2 бар жағдайда 3 молекула АТФ түзіледі. 1NADH 3АТФ 3АТФх 2триоза = 6АТФ 1-сатысы. АТФ түзілмейді, тек пайдаланады. 2-сатысы. 1-глюкоза фосфорлануы) = 2АТФ 4АТФ 2АТФ (гликолизді ң бірінші сатысында гексозаны ң 3-сатысы. 2триоза 2НАДН (1НАДН 3АТФ)=6АТФ 2АТФ+6АТФ = 8АТФ = 80кКалл.
Гликолизді ң қызметтері: 1. тыныс алуды ң субстраттарын және Кребс циклын байланыстырады; 2. глюкозаны ң 1молекуласы тотыққанда клеткаға 2молекула АТФ және 2молекула НАДН жеткізіледі. 3. Клеткаға керекті интермедиаттарды синтездейді 4. хлоропласттарда гликолизді ң реакциялары АТФ-ті ң синтезіне, НАДФН-тан тәуелсіз, тікелей жолын береді; гликолиз арқылы хлоропласттарды қор ретінде жинақталған крахмал триозаларға айналады, олар хлоропласттардан клеткаға таралады.
Ашу процесі және оны ң түрлері Микроорганизімдерді ң табиғатта азотсыз органикалы қ заттарды өзгеріске ұшыратуыны ң үлкен маңызы бар. Мысалы, көмірқышқыл газы органикалы қ заттардан бөліну нәтижесінде атмосфераға қайтып оралады. Осы процесте бактерияларды ң атқаратын рөлі зор. Көмірқышқыл газыны ң атмосфераға қайтып оралатын жолыны ң бірі -ашу процесі. Ашу деп мироорганизімдерді ң әсерінен көмірсу, май, белок және басқа даорганикалы қ заттарды ң түрлі биохимиялы қ өзгерістерге ұшырауын айтады. Тек ұлы Пастерды ң зерттеулеріні ң нәтижесінде ғана /1860/ ашу процесіні ң табиғаты дұрыс анықталды. Пастер спиртті ашу ды ң оттегі жо қ кезінде ашытқыш саңырауқұлақтарда тыныс алу органына жүретін процесс екнддігін анықтады. Ал, оттегі бар ауада бұл микроорганизімдер кәдімгідей тыныс Спиртті алады. ашу. Қантты ң спиртті ашу нәтижесінде этил спирты мен СО 2 болады.
Спирт өнеркәсіптік өндірісі Спирттік ашу ашыт қ ы са ң ырау құ ла қ тарды ң к ө мегімен қ антты заттарды спиртке ж ә не к ө мір қ ыш қ ыл газына айналуы. Негізінен спирттік ашу процесіне сахаромицет тобына жататын ашыт қ ы са ң ырау құ ла қ тар қ атынасады. М ұ нда этил спирті мен к ө мір қ ыш қ ыл газынан бас қ а да қ осымша заттар т ү зіледі. Олар ғ а: сірке альдегиді, глицерин, сірке ж ә не янтарь қ ыш қ ылдары, т.б. жатады. Спирттік ашу процесіні ң т ұ рмыста ү лкен ма ң ызы бар, ө йткені оны ң н ә тижесінде тама қ ө ндірісі, адам ғ а керекті ә р т ү рлі ара қ шарап ішімдіктері даярланады. Ж ү зім шырынынан шарап, коньяк жасалады, қ амыс қ антынан ром, ара қ ; крахмал ғ а бай д ә ндерден (арпа, ж ү гері, бидай) сыра, квас, виски; к ү ріш пен тарыдан сакэ деген шарап, боза, к ө же ж ә не та ғ ы бас қ аларды даярлайды.
Этил спиртін алу технологиясы Су, а-амилаза Екіншілік бу Өткір бу Қоспа Шикізат Илемді дайындау Езілу Езілген масса дайындау және жылыту Ашытқы таза дақылы Қанттандыратын заттар Суыту Егілетін ашытқыларды дайындау Суыту Қанттандырыл ған сусло Қанттандыру Туынды ашытқыларды дайындау Ашу Жетілген ашытқы
Май қышқылды ашу Май қышқ ылды ашу анаэробты жағдайда майқышқылды бактерияларды ң қатысуымен қантты ң май қышқылы, СО2 мен Н2 дейін ыдырауымен жүретін күрделі биохимиялы қ процесс. май қышқылы Жанама өнім ретінде бутил спирті, ацетон, этил спирті, сірке қышқылы түзіледі.
Май қышқылды ашу процесіні ң маңызы Күрделі органикалы қ заттарды ң ыдырауы; Табиғаттағы көміртегі айналымына қатысады; Топырақты ң түзілуі; Ауыл шаруашылығы малдары жемдерін бұзады; Май қышқылдарыны ң эфирлері парфюмерия мен фармацевтикада қолданылады; Ацетон мен бутанол өндірісінде
Май қышқылды ашу процесіні ң реакциялары Май қышқылды ашу процесіні ң субстраты негізінен көмірсулар. Май қышқылды бактериялар көмірсуларды, спирттер мен қышқылдарды, жоғары молекулалы көмірсулар крахмал, гликоген, декстриндерді ыдыратуға қабілетті. полисахаридтер глюкозаға изомерленетін моносахаридтерге ыдырайды; глюкоза пируватқа дейін гликолитикалы қ ыдырауға ұшырайды; пируватты ң декарбоксильденуі ацетил-соа түзілуіне әкеледі, бір мезгілде тотықсызданған ферредоксиннің түзілуі жүзеге асады. Реакцияны пируват ферредоксиноксидоредуктаза катализдейді. Тотықсызданған ферредоксиннен Н2-ні ң бөлініп шығуын гидрогеназа катализдейді.
Клостридия гидрогеназаларыны ң негізгі қызметі катаболитикалы қ реакцияларда түзілетін тотықсызданушы эквиваленттерден (электрондар) құтылу, олар Н+ -ке тасымалданып, клеткадан молекулярлы сутегі түрінде жойылады. C. pasteurianum гидрогеназалары жақсы зерттелген. Фермент бір суббірліктен тұрады, молекулалы қ салмағы 60 000 Да. Молекуласында Fe4 S4 типтегі үш орталығы бар. Клостридия гидрогеназаларыны ң электрон доноры (акцепторы) ретінде ферредоксин қызмет атқарады. Клетка бұзылғанда гидрогеназалы қ белсенділік еритін фракцияларында: периплазматикалы қ кеңістік пен цитоплазмада байқалады.
Ацетил-КоА-ны ң екі молекуласыны ң конденсация реакциясы басталады. Түзілген ацетоацетил-коа тотықсызданып, бета-оксибутирил-коа түзіледі. Бета-оксибутирил-КоА дан су молекуласы бөлініп шығып, қос көміртекті байланысы бар қосылыс түзіледі. Кротонил-КоA бутирил-коa-ға тотықсызданады. Бутирил-КоА-дан кофермент А-ны ң ацетатқа тасымалдануы нәтижесінде май қышқылы түзіледі.
Май қышқылыны ң түзілу реакциялары Ф1 - пируват: ферредоксиноксидоредуктаза; Ф2 - ацетил-коa- трансфераза (тиолаза); Ф3 - бета-оксибутирил-коa-дегидрогеназа; Ф4 - кротоназа; Ф5. бутирил-коa-дегидрогеназа; Ф6 - КоA-трансфераза; Ф7 - фосфотрансацетилаза; Ф8 - ацетаткиназа; Ф9 - гидрогеназа; Фдок - тотыққан, Фд*Н2 тотықсызданған ферредоксин; Фн - неорганикалы қ фосфат.
Крахмалды ң анаэробты ашуы Крахмалды ң анаэробты ыдырауыны ң химизмі 2 фазадан тұрады: 1) Микробтарды ң экзоферменттері әсерінен крахмалды ң α- глюкозаға дейін гидролизі: (С6Н10О5) n + nн2о = n С12Н22О11 + n Н2О nс6н12о6 мальтоза 2) α-глюкозаны ң майқышқылды ашуы: С6Н12О6 = СН3СН2СН2СООН + СН3СООН +СО2 +Н2. май қышқылы сірке қышқылы
Қорытынды Қорыта айтқанда тыныс алу деп өсімдікті ң тірі ұлпаларында органикалы қ затты ң бос оттегіні ң қатысуымен ыдырап, С02 және Н20 бөлініп шығуыны ң және бұл процесте өсімдік тіршілігі үшін керекті белгілі қуат босауын айтады. Тыныс алу процесі 2 сатыдан тұрады: анаэробты және аэробты. ү Анаэробты сатысында гликолиз процесі ж реді. Гликолиз барысында гексоза 2молекула пирожүзім қышқылына айналады. Гликолиз глюкозаны ң анаэробты ыдырауы, ол энергия бөліну процесімен сипатталады, соңғы өнім пирожүзім қышқылы. 1НАДН тотыққанда митохондриядағы электрон тасымалдау тізбегінде О 2 бар жағдайда 3 молекула АТФ түзіледі. Ашу процесіде микроорганизімдерді ң табиғатта азотсыз органикалы қ заттарды өзгеріске ұшыратуыны ң үлкен маңызы бар. Мысалы, көмірқышқыл газы органикалы қ заттардан бөліну нәтижесінде атмосфераға қайтып оралады. Осы процесте бактерияларды ң атқаратын рөлі зор. Ашу процесіні ң бірнеше түрлері анаэробты жағдайда жүреді.
Сұра қ - жауап 1) Өсімдікті біраз уақыт анаэробты жағдайға қойса, онда тыныс алуды ң алғашқы фазасы өтеді ме, көп аралы қ өнімдер пайда болады ма? Егер осындай өсімдікті аэробты жағдайға қойса тыныс алу қарқындалығы күшейеді ме? 2) Барлы қ өсімдіктер оттегі жо қ жағдайда да көмірқышқыл газын бөліп шығарады ма? 3) Ашу процесіні ң алғашқы фазаларында пайда болған аралы қ өнім тыныс алу процесіне жақсы әсер етеді ме? 4) Тыныс алуды ң анаэробты сатысын сипаттаңыз.
Қолданылған әдебиеттер Атабаева С.Ж. Өсімдіктер физиологиясы, Алматы. http://medbiol.ru/medbiol/microbiol/000793c7.htm http://knowledge.allbest.ru/biology/3c0a65625b3ad68b5d43b8842131 6d37_0.html http://biofile.ru/bio/21637.html http://revolution.allbest.ru/manufacture/00245725_0.html Қ. Х. Әлмағанбетов, «Микроорганизмдер биотехнологиясы», Астана-2008; Глейзер, Александр Н Микроағзалар биотехнологиясы ; Бейсембаева Р. Ұ. Медициналы қ және ветеринариялы қ биотехнология Алматы, 2010 http://89.218.153.154:280/cdo/2007-2008/osimfiz/data/lectures/25.htm http://89.218.153.154:280/cdo/2007-2008/osimfiz/data/lectures/23.htm