2. Дыхательная цепь.

Третьей, последней стадией является окисление пар атомов водорода с участием О₂ до Н₂О с одновременным фосфорилированием АДФ до АТФ. Этот процесс происходит на внутренней мембране митохондрий и сопровождается выделением большого количества энергии. Водород с помощью переносчиков поступает к трем большим ферментным комплексам дыхательной цепи, расположенным во внутренней мембране митохондрий. Рядом с ними находится фермент АТФ-синтетаза. У водорода отбираются электроны и передаются по дыхательной цепи на оксидазу, фермент, присоединяющий электроны к молекулам кислорода, находящимся на внутренней поверхности внутренней мембраны. Протоны ферментами дыхательной цепи закачиваются в межмембранное пространство митохондрий, в «протонный резервуар». Внутренняя мембрана непроницаема для ионов водорода и когда разность потенциалов на внешней и внутренней стороне внутренней мембраны достигает 200 мВ, протоны проходят через канал фермента АТФ-синтетазы и их энергия используется для синтеза АТФ. При полном разрушении молекулы глюкозы образовалось 12 пар атомов водорода, 10 пар на дыхательную цепь попадает с помощью НАД∙Н₂, 2 пары – с помощью ФАД∙Н₂. При использовании энергии 24Н⁺ и 24 е^¯ АТФ-синтетаза образует 34 АТФ. При этом происходит восстановление кислорода до воды и выделение большого количества энергии, большая часть которой запасается в форме АТФ.

24Н⁺ + 6О₂^¯  12Н₂О + 34АТФ + Qтепла

Суммарная формула энергетического обмена выглядит так:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂  6СО₂ + 6Н₂О + 38АТФ + Qтепла

Две молекулы АТФ дает гликолиз, две — цикл Кребса и 34 — дыхательная цепь. Таким образом, количество энергии, запасаемой в виде АТФ при кислородном окислении в 19 раз больше, чем при гликолизе.

Если внутренняя мембрана повреждена, то окисление НАДН₂ продолжается, но не работает АТФ-синтетаза и образования АТФ не происходит, вся энергия выделяется в форме тепла.

Типы питания живых организмов

Некоторые живые существа в зависимости от условий обитания способны и к автотрофному, и к гетеротрофному питанию. Орга­низмы со смешанным типом питания называются миксотрофами. Миксотрофы — организмы, которые могут как синтезировать орга­нические вещества из неорганических, так и питаться готовыми ор­ганическими соединениями (насекомоядные растения, представите­ли отдела эвгленовых водорослей и др.).

В таблице 4 представлен тип питания крупных систематических групп живых организмов.

Процесс потребления вещества и энергии называется питанием. Химические вещества необходимы для построения тела, энергия — для осуществления процессов жизнедеятельности.

Автотрофы (автотрофные организмы) — организмы, использую­щие в качестве источника углерода углекислый газ (растения и неко­торые бактерии). Иначе говоря, это организмы, способные создавать органические вещества из неорганических — углекислого газа, воды, минеральных солей.

В зависимости от источника энергии автотрофы делятся на фото-автотрофов и хемоавтотрофов. Фототрофы — организмы, исполь­зующие для биосинтеза световую энергию (растения, Цианобакте­рии). Хемотрофы — организмы, использующие для биосинтеза энергию химических реакций окисления неорганических соедине­ний (хемотрофные бактерии: водородные, нитрифицирующие, же­лезобактерии, серобактерии и др.).

Гетеротрофы (гетеротрофные организмы) — организмы, исполь­зующие в качестве источника углерода органические соединения (животные, грибы и большинство бактерий).

По способу получения пищи Гетеротрофы делятся на фаготрофов (голозоев) и осмотрофов. Фаготрофы (голозои) заглатывают твердые куски пищи (животные), осмотрофы поглощают органические веще­ства из растворов непосредственно через клеточные стенки (грибы, большинство бактерий).

По состоянию источника пищи Гетеротрофы делятся на био-трофов и сапротрофов. Биотрофы питаются живыми организмами. К ним относятся зоофаги (питаются животными) и фитофаги (пита­ются растениями), в том числе паразиты. Сапротрофы используют в качестве пищи органические вещества мертвых тел или выделения (экскременты) животных. К ним принадлежат сапротрофные бак­терии, сапротрофные грибы, сапротрофные растения (сапрофиты), сапротрофные животные (сапрофаги). Среди них встречаются дет-ритофаги (питаются детритом), некрофаги (питаются трупами живот­ных), копрофаги (питаются экскрементами) и др.