3.Кисневий етап (аеробний)

Кисневий етап (аеробний) енергетичного обміну проходить за участю кисню в мітохондріях клітини. Називають його ще диханням

Продукт гліколізу — піровиноградна кислота - містить значну кількість енергії, і подальше її вивільнення відбувається в мітохондріях, де здійснюється повне окиснення піровиноградної кислоти до С0₂ та Н₂0.

Процес клітинного дихання можна поділити на три стадії:

1. окисне декарбоксилювання піровиноградної кислоти;

2. цикл трикарбонових кислот (цикл Кребса);

3. заключна стадія окиснення — електронно-транспортний ланцюг.

На першій стадії піровиноградна кислота взаємодіє з речови­ною, яку називають коензимом А (скорочено КоА), у результаті чого утворюється ацетилкоензим-А (ацетил-КоА) з високоенергетичним зв'язком (мал. 25.2, 1).

Друга стадія —( цикл Кребса ), названий так на честь англійського дослідника Ганса Кребса, який його відкрив. У цикл Кребса вступає ацетил-КоА, утворений на попередній стадії. Ацетил-КоА взаємодіє з щавлевооцтовою кислотою (чотирикарбонова сполука). Далі у результаті циклу Кребса розкладається молекула піровиноградної кислоти, виділяється С0₂ й утворюються енергетичні молекули.

Третя стадія — електронно-транспортний ланцюг . На цьому етапі синтезуються енергетичні молекули АТФ. При цьому використовуються спеціальні переносники електронів, які розташовані на внутрішній мембрані мітохондрій у вигляді ланцюга. Завдяки дії електронно-транспортного ланцюга виникає різниці.

Молочна кислота, утворена на безкисневому етапі, окислюється до кінцевих продуктів — СО₂ і Н₂О. Окислення пов'язане з відщепленням від молочної кислоти водню, що передається за допомогою біологічно-активних речовин-переносників до кисню, утворюючи молекулу води. Реакції біологічного окислення каталізують специфічні ферменти. Аеробне дихання супроводжується виділенням великої кількості енергії та акумуляцією її в макроергічних зв'язках АТФ.Важливе місце на аеробному етапі енергетичного обміну належить реакціям окислення - відновлення, утворюючи в сукупності циклічний процес перетворень органічних сполук — цикл Кребса. Цей процес відкрив у 1937 році англійський біохімік X. Кребс, на честь якого і названий цей коловий ланцюг реакцій. У цей цикл входять понад десять послідовних реакцій, у результаті чого відщеплюються всі атоми водню, які належали глюкозі, і виділяється енергія її хімічних зв'язків.

Окислення двох молекул молочної кислоти до СО, і Н,О супроводжується ви­діленням такої кількості енергії, яка забезпечує синтез 36 молекул АТФ. Сумарне рівняння аеробного дихання має такий вигляд:

2С₃Н₆0₃ + 6О₂ + 36Н₃РО₄ + 36АДФ 6СО, + 42Н,0 + 36АТФ

Таким чином, під час аеробного та анаеробного етапів енергетичного обміну утворюється 38 молекул АТФ.

Сумарне рівняння безкисневого та кисневого етапів енергетичного обміну.

С6Н₁₂ 0₆ + 38АДФ + 38Н₃Р0₄ + 60₂ =6СО₂ +44н₂о + 38АТФ

У ході цих процесів виділяється 2800 кДж енергії, з якої 1600 кДж (або 55%) акумулюється у макроергічних зв'язках АТФ, а 45% — розсіюється у вигляді тепла. Отже, основну роль у забезпеченні клітин енергією відіграє кінцевий аеробний етап енергетичного обміну.

Малюнок 16.Схема повного кисневого розщеплення речовин.

Запитання для контролю:

1.Яку роль відіграють мітохондрії в енергетичному обміні клітини?

2.У чому полягає біологічна природа гліколізу?

3.Які етапи клітинного дихання ви знаєте?

4.Назвіть всі стадії аеробного дихання?

5.Які речовини утворюються в результаті аеробного дихання?

6.Напишіть сумарне рівняння безкисневого та кисневого дихання.