Биология и экология

Дыхание как совокупность последовательных окислительно-восстановительных процессов

В процессе дыхания участвует сложная цепь окислительно-восстановительных превращений углеводов и жиров. Под окислением какого-либо соединения понимают процесс потери им электрона (протона), под восстановлением — их присоединения, протекающие по одному из следующих путей.

Непосредственное присоединение к веществу кислорода, например, в процессе образования воды:

2Н2 + O2 → 2Н2О.

Нередко процесс отдачи электрона может происходить без участия кислорода:

Одновалентная медь служит донором электрона и окисляется до Сu2+. В обратной реакции Сu2+ — акцептор электронов восстанавливается до Сu .

Перенос электронов во многих окислительно-восстановительных реакциях сопровождается одновременным переносом протонов, как при окислении янтарной кислоты в фумаровую:

Для непрерывного протекания этой реакции необходимо наличие в системе акцептора водорода.

Способность вещества к окислению сильно возрастает, если оно предварительно гидратируется:

В живых системах окисление одного соединения всегда сопряжено с восстановлением другого. Любая окислительно-восстановительная система может функционировать как окислитель или как восстановитель в зависимости от соотношения величины ее собственного потенциала и потенциала системы, с которой она взаимодействует. Максимальную величину потенциала в клетке имеет кислород, благодаря чему он служит универсальным окислителем.