Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Биология ПО.doc
Скачиваний:
15
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
4.28 Mб
Скачать

Энергетический обмен: гликолиз, клеточное дыхание.

Для жизни клетки, роста, синтеза органических веществ необходима энергия, ее клетки получают при расщеплении органических веществ.

Энергетический обмен (диссимиляция) - совокупность реакций ферментативного расщепления органических соединений (белков, жиров, углеводов) с образованием богатых энергией молекул АТФ. При этом сложные органические вещества превращаются в простые органические и неорганические. Этот процесс включает три этапа.

Первый этап - подготовительный - протекает в цитоплазме клеток растений, в желудочно-кишечном тракте животных в процессе пищеварения, когда сложные органические соединения (полимеры) расщепляются под действием ферментов на простые органические (мономеры): жиры на глицерин и жирные кислоты, полисахариды на моносахариды, белки на аминокислоты. Этот процесс сопровождается выделением небольшого количества энергии, которая рассеивается в виде тепла.

Второй этап - бескислородный (анаэробный) - идет в цитоплазме клеток. На этом этапе мономеры, образовавшиеся на подготовительном этапе, расщепляются без участия кислорода с выделением энергии. Примером является гликолиз – многоступенчатое бескислородное расщепление глюкозы. Молекула глюкозы расщепляется до двух молекул пировиноградной кислоты.

При этом от каждой молекулы глюкозы отщепляется четыре атома водорода, которые восстанавливают НАД (переносчик водородных атомов) до НАД . Н2. На этом этапе выделяется 200 кДж энергии, из которых 40% накапливается в 2 молекулах АТФ (80 кДж), а 60% (120 кДж) рассеивается в виде тепла.

С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 + 2НАД+2С3Н4О3 + 2АТФ + 2НАД.Н2 + 2Н2О+200кДж

У анаэробных организмов этот этап является конечным. Он относительно неэффективен, так как продукты расщепления содержат в себе еще большое количество энергии.

Третий этап - кислородный (аэробный, дыхание) - проходит на кристах митохондрий. Представляет собой ряд последовательно идущих реакций, каждая из которых катализируется определенным ферментом. Для протекания этого этапа необходим кислород. Пировиноградная кислота подвергается дальнейшему расщеплению до углекислого газа.

Одновременно происходит восстановление переносчиков водородных атомов НАД и ФАД до НАД . Н2 и ФАД . Н2 и образуется 2 молекулы АТФ.

3Н4О3  + 6Н2О + 8НАД+ + 2ФАД+ 6СО2 + 8НАД . Н2 + 2ФАД . Н2 + 2АТФ

Атомы водорода вступают в цепь реакций, называемых электротранспортная цепь, в которой в результате переноса Н+ через внутреннюю мембрану митохондрий выделяется большое количество энергии, которая используется для синтеза 34 молекул АТФ. Для этого процесса необходим кислород, который выполняет функцию акцептора электронов, отщепившихся от протонов водорода Н+.

В сумме на кислородном этапе выделяется около 2600 кДж энергии, часть её запасаетсяв 36 молекулах АТФ.

Таким образом, вместе бескислородный и кислородный этапы приводят к накоплению в виде 38 молекул АТФ 1520 кДж энергии.

С6Н12О6  + 6О2 + 38АДФ + 38Н3РО4  6СО2 + 38АТФ + 44Н2О + 2800 кДж

Синтезированная в митохондриях АТФ по каналам эндоплазматической сети поступает в рибосомы и другие органоиды. Там АТФ превращается в АДФ и отдает накопленную энергию на синтез белков, жиров и углеводов.