5.3. Энергетика дыхательной цепи
В дыхательной цепи имеются 3 участка, в которых перенос электронов сопровождается высвобождением свободной энергии (рис. 21):
Рис. 21. Дыхательная цепь
Эта энергия достаточна для параллельного синтеза на каждом участке макроэрга АТФ из АДФ и Н3РО4:
Таким образом, перенос 2-х атомов водорода по дыхательной цепи сопровождается параллельным синтезом 3-х молекул АТФ. Это следует учитывать при расчете энергетики обменных процессов.
В макроэргических связях АТФ заключается большое количество энергии. При расщеплении этих связей энергия высвобождается и идет на процессы обмена веществ в организме, перенос питательных веществ, сокращение мышц.
Реакция окислительного фосфорилирования протекает в митохондриях - мельчайших частицах клеток, где на внутренних мембранах сосредоточены окислительно-восстановительные ферменты (рис. 22-23).
Рис. 22 . Электронная фотография Рис. 23. Строение митохондрии
митохондрии
Образование углекислого газа при окислении
Образование углекислого газа в тканях может идти:
1. декарбоксилированием (отнятием СО2 от карбоксильной группы:
-СООН субстрата) в анаэробных (бескислородных) условиях при помощи фермента класса лиаз – декарбоксилазы;
2. окислительным декарбоксилированием в аэробных условиях при участии ряда оксидоредуктаз: декарбоксилазы с коферментом тиаминпирофосфатом (ТПФ), липоевой кислотой (ЛК), кофермента А (коэнзима А, HS-CoA) (см. п.6.1.4.) (рис. 24).
Рис. 24. Образование углекислого газа в тканях
Вопросы для самоконтроля
Чем отличается биологическое окисление от тканевого дыхания?
Какой витамин входит в состав анаэробных пиридинзависимых дегидрогеназ?
Какой витамин входит в состав флавиновых ферментов?
Назовите этапы дыхательной цепи.
Сколько молекул АТФ вырабатывается при перебросе 2-х атомов водорода по дыхательной цепи?
ВЫВОДЫ
Биологическое окисление – ряд окислительно-восстановительных реакций, протекающих в живых организмах под действием ферментов - оксидоредуктаз.
Тканевое дыхание происходит через ряд реакций, называемых дыхательной цепью при помощи пиридинзависимых, флавиновых ферментов, коэнзима Q и цитохромов.
В результате переноса двух атомов водорода по дыхательной цепи параллельно синтезируется 3 молекулы АТФ – главного макроэрга клеток.
Образование углекислого газа идет простым или окислительным декарбоксилированием.
Углеводы и их обмен
Цель
Знать биологическую роль, строение важнейших углеводов: моно-, олиго- и полисахаридов
Знать процессы переваривания углеводов и превращений их в тканях животных
Знать химизм процессов брожения углеводов
Задачи
Ознакомиться с классификацией углеводов
Изучить структуру важнейших углеводов: глюкозы, фруктозы, сахарозы, лактозы, крахмала, гликогена и выяснить их биологическую роль
Понять, как идет переваривание крахмала, сахарозы, лактозы и клетчатки в организме человека и животных. Установить роль ферментов в этом процессе
Установить пути синтеза и распада гликогена в печени. Охарактеризовать гормоны, регулирующие эти процессы
Изучить процессы анаэробного (гликолиза и гликогенолиза) и аэробного (окислительное декарбоксилирование и ЦТК) превращений углеводов в тканях. Определить количество АТФ, синтезируемое в этих процессах
Изучить процессы сбраживания углеводов микроорганизмами: спиртовое, молочнокислое и маслянокислое брожение