КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Енергетичний обмін
Енергетичний обмін – сукупність біохімічних реакцій, в результаті яких складні органічні речовини розщеплюються до простіших із вивільненням енергії. Відбувається у три послідовних етапи. І. Підготовчий етап енергетичного обміну відбувається у травному тракті більшості тварин і людини, а також у клітинах всіх живих організмів. На цьому етапі макромолекулярні сполуки розщеплюються до мономерів: - білки – до амінокислот; - тригліцериди – до гліцерину і вищих жирних кислот; - олігосахариди і полісахариди – до моносахаридів; - нуклеїнові кислоти – до нуклеотидів. ІІ. Безкисневий (анаеробний) етап енергетичного обміну відбувається в цитоплазмі клітин. На цьому етапі продукти підготовчого етапу зазнають подальшого розщеплення без участі кисню (для анаеробних організмів це основний спосіб отримання енергії; для аеробних – спосіб отримання енергії в умовах дефіциту кисню). Основним джерелом енергії в клітинах є глюкоза. У більшості організмів вона розщеплюється шляхом гліколізу з виділенням енергії, яка акумулюється в АТФ: - при аеробному диханні – на 2 молекули піровиноградної кислоти (С3Н4О3); сумарне рівняння гліколізу (при аеробному диханні): С6Н12О6 + 2НАД+ + 2АДФ + 2Ф → 2С3Н4О3 + 2НАД·Н + 2Н+ + 2АТФ + 2Н2О; - при анаеробному диханні – на 2 молекули молочної кислоти (С3Н6О3); сумарне рівняння гліколізу (при анаеробному диханні): С6Н12О6 + 2АДФ + 2Ф → 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О. У дріжджів і деяких бактерій глюкоза розщеплюється шляхом спиртового бродіння до етилового спирту (С2Н5ОН) і вуглекислого газу (СО2). Цей процес подібний до гліколізу. ІІІ. Кисневий (аеробний) етап енергетичного обміну (тканинне дихання) відбувається у мітохондріях. На цьому етапі сполуки, що утворились під час без кисневого етапу, окиснюються до кінцевих продуктів – СО2 і Н2О. Окиснення пов’язане з відщепленням від молекул Н2 і перенесенням його речовинами-переносниками до О2 з утворенням Н2О.
В процесі окиснення піровиноградної кислоти виділяють 2 фази: - цикл Кребса (цикл трикарбонових кислот) – послідовність реакцій перетворення органічних кислот, в результаті якої піровиноградна кислота розщеплюється з утворенням СО2 і Н2 з виділенням енергії, яка акумулюється в АТФ; відбувається у матриксі мітохондрій: o піровиноградна кислота реагує з щавелевооцтовою кислотою з утворенням лимонної кислоти; o лимонна кислота перетворюється на щавелевооцтову кислоту; o з щавелевооцтовою кислотою знову реагує піровиноградна кислота, і цикл повторюється (в ході циклу від кислот відщеплюються СО2 і Н2); сумарне рівняння циклу Кребса: 2С3Н4О3 + 2НАД·Н + 2Н+ + 6Н2О + 2АДФ + 2Ф → 6СО2 + 12Н2 + 2НАД+ + 2АТФ + 2Н2О; сумарне рівняння гліколізу і циклу Кребса: С6Н12О6 + 6Н2О + 4АДФ + 4Ф → 6СО2 + 12Н2 + 4АТФ + 4Н2О; - дихальний ланцюг і окиснювальне фосфорилювання – ряд окиснювально-відновних реакцій, в результаті яких Н2 окиснюється О2 до Н2О з виділенням великої кількості енергії, яка акумулюється в АТФ; відбувається на кристах мітохондрій: o Н2 + 2НАД → 2НАД·Н; o НАД·Н → НАД+ + Н+ + 2е–; o Н+ транспортуються на зовнішню поверхню внутрішньої мітохондріальної мембрани, а е– – на внутрішню поверхню (зростає різниця електричних потенціалів на зовнішній і внутрішній поверхнях внутрішньої мітохондріальної мембрани); o у внутрішній мембрані працює ферментна система Н+-АТФаза, завдяки якій (при певному значенні різниці потенціалів) Н+ переходить на внутрішній бік мембрани і реагує з О2, при цьому відбувається фосфорилювання: 4Н+ + 42е– + О2 → 2Н2О; АДФ + Ф → АТФ; сумарне рівняння дихального ланцюга і окиснювального фосфорилювання:
12Н2 + 6О2 + 34АДФ + 34Ф → 12Н2О + 34АТФ + 34Н2О (12Н2 + 6О2 + 34АДФ + 34Ф → + 34АТФ + 46Н2О); сумарне рівняння гліколізу, циклу Кребса, дихального ланцюга і окиснювального фосфорилювання (підсумкове рівняння енергетичного обміну глюкози): С6Н12О6 + 6О2 + 38АДФ + 38Ф → 6СО2 + 6Н2О + 38АТФ + 38Н2О (С6Н12О6 + 6О2 + 38АДФ + 38Ф → 6СО2 + 38АТФ + 44Н2О).
Спрощений варіант запису рівнянь: сумарне рівняння гліколізу: С6Н12О6 + 2НАД+ → 2С3Н4О3 + 2НАД·Н + 2Н+ + 2АТФ; сумарне рівняння циклу Кребса: 2С3Н4О3 + 2НАД·Н + 2Н+ + 6Н2О → 6СО2 + 12Н2 + 2НАД+ + 2АТФ; сумарне рівняння гліколізу і циклу Кребса: С6Н12О6 + 6Н2О → 6СО2 + 12Н2 + 4АТФ; сумарне рівняння дихального ланцюга і окиснювального фосфорилювання: 12Н2 + 6О2 → 12Н2О + 34АТФ; сумарне рівняння гліколізу, циклу Кребса, дихального ланцюга і окиснювального фосфорилювання (підсумкове рівняння енергетичного обміну глюкози): С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 38АТФ.
Ще більш спрощений варіант запису рівнянь: сумарне рівняння безкисневого етапу енергетичного обміну глюкози: С6Н12О6 + 2НАД+ → 2С3Н4О3 + 2НАД·Н + 2Н+ + 2АТФ; сумарне рівняння кисневого етапу енергетичного обміну глюкози: 2С3Н4О3 + 2НАД·Н + 2Н+ + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 2НАД+ + 36АТФ; сумарне рівняння безкисневого і кисневого етапів енергетичного обміну глюкози (підсумкове рівняння енергетичного обміну глюкози): С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 38АТФ.
Дата добавления: 2015-06-27; Просмотров: 390; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |