В процессе переноса электронов по электронтранспортной цепи они освобождают свою энергию, которая используется некоторыми ферментами дыхательной цепи, работающими как протонные насосы для перекачивания ионов водорода (Н+) из матрикса митохондрий в межмембранное пространство.
В результате наружная сторона внутренней мембраны митохондрий заряжается положительно, а внутренняя – отрицательно, и между ними создается электрохимический протонный градиент, который является движущей силой синтеза АТФ.
Когда разность потенциалов на мембране достигает критической величины (200 мВ), ионы водорода силой электрического поля проталкиваются из межмембранного пространства в матрикс через канал АТФ-синтетазы, встроенной во внутреннюю мембрану митохондрий. При этом выделяется свободная энергия, которая используется для синтеза АТФ из АДФ и фосфата (энергии пары электронов, передаваемых в дыхательную цепь одной молекулой НАДН2, достаточно для синтеза трех молекул
АТФ, а ФАДН2 - двух молекул АТФ.)
Суммарное уравнение окисления глюкозы: С6Н12О6 + 6О2 +38Фн + 38АДФ 6СО2 + 6Н2О + 38АТФ.
Количество молекул АТФ, НАДН2, и ФАДН2, образованных на разных этапах расщепления
одной молекулы глюкозы
Название этапа |
Кол-во |
Кол-во |
Кол-во |
|
молекул |
молекул |
молекул |
|
АТФ |
НАДН2 |
ФАДН2 |
Гликолиз |
2 |
2 |
|
Образование |
|
2 |
|
ацетил – КоА |
|
|
|
Цикл Кребса |
2 |
6 |
2 |
Перенос |
34 |
|
|
электронов по |
|
|
|
дыхательной |
|
|
|
цепи и |
|
|
|
окислительное |
|
|
|
фосфорилирова |
|
|
|
ние |
|
|
|
|
Белки |
|
|
Углеводы |
|
Жиры |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аминокислоты |
|
|
Глюкоза |
Глицерин |
|
Жирные |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Глюкоза |
|
|
|
кислоты |
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схема |
|
|
|
|
Глицеральдегид |
|
|
|
|
|
биологического |
|
|
|
|
- фосфат |
|
|
|
|
|
окисления |
|
|
|
|
Пируват |
|
|
|
|
|
углеводов, жиров и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
белков |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ацетил КоА |
|
|
|
|
|
|
Цикл
Кребса
Электронтранспортная цепь и окислительное фосфорилирование
Конечные стадии расщепления углеводов, белков и жиров полностью совпадают, все они в конечном счете в реакциях клеточного дыхания окисляются до воды и СО2 .
В организме человека в сутки синтезируется 40 —– 60 кг АТФ и столько же распадается. При этом запасов АТФ в клетках не существует и все вновь синтезированные молекулы АТФ, используются в
процессах жизнедеятельности сразу же (в первую минуту) после их образования.
Дайте общую характеристику пластического обмена
и роли в биосинтетических реакциях промежуточных
продуктов реакций гликолиза и цикла Кребса.
Гетеротрофные организмы используют органические соединения пищи не только для получения энергии, но также для синтеза углеродных скелетов собственных органических
молекул. Таким образом, гетеротрофная ассимиляция сводится лишь к перестройке органических молекул.
В организме млекопитающих и человека строительными блоками для синтеза белков и полисахаридов в основном служат мономеры, образующиеся в процессе пищеварения, которые во многих случаях непосредственно вовлекаются в реакции и лишь нуклеотиды синтезируются клетками млекопитающих de novo.