Студопедия

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)

Энергетический обмен





Этапы энергетического обмена. Большинство живых существ, оби­тающих на Земле, относятся к аэробам (от греч. аэр — воздух, биос — жизнь), т. е. используют в процессах обмена веществ кислород из окружающей среды. У аэробов энерге­тический обмен происходит в три этапа: подготовительный, бес­кислородный и кислородный (рис. ). В результате этого органические ве­щества распадаются до простейших неорганических соединений.

Первый этап называется подготовительным и заключается в расщеплении крупных органических молекул до более простых: полисахаридов — до моно­сахаридов, липидов — до глицерина и высших карбоновых кис­лот, белков — до аминокис­лот. Эти процессы происходят в пищеварительной системе живот­ных или[BЭ107] цитоплазме клеток. Энергии при этом выделяется мало, и она не запа­сается в виде АТФ, а рассе­ивается в виде тепла. Более того, для протекания реакций расщепления требуются определенные затраты энергии. Обра­зующиеся в ходе подготови­тельного этапа соединения (моносахариды, глицерин, высшие карбоновые кислоты, аминокислоты и др.) могут использоваться клет­кой в реакциях пластиче­ского обмена, а также для дальнейшего расщепления с целью получения энергии.

Второй этап энергетического обмена, называемый бескислородным, или неполным, заключается в фермен­тативном расщеплении органических веществ, которые были получе­ны в ходе подготовительного этапа. Кислород в реакциях этого этапа не участвует.

Так как наиболее доступным источником энергии в клетке являет­ся продукт распада полисахаридов — глюкоза, то второй этап мы рас­смотрим на примере именно ее бескислородного расщепления — гли­колиза.

Гликолиз — это многоступенчатый процесс бескислородного рас­щепления молекулы глюкозы (С6Н12О6) до двух молекул трехуглеродной пировиноградной кислоты (С3Н4О3).

Реакции гликолиза катализируются многими ферментами и протекают они в цитоплазме клеток. В ходе гликолиза при расщеп­лении 1 моля глюкозы выделяется 200 кДж энергии. До 60 % рассеива­ется в виде тепла, а оставшихся 40 % энергии оказывается достаточно для синтеза из двух молекул АДФ двух молекул АТФ. Опуская все промежуточные продукты, гликолиз можно выразить суммарным уравнением:

С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ → 3Н4О3 + 2АТФ + 2Н2О.

Продукт гликолиза — пировиноградная кислота — заключает в себе значительную часть энергии. Поэтому в клетках аэробных организмах после гликолиза следует завершающий этап энергетического обмена — полное кислородное расщепление,[BЭ108] или клеточное дыхание[VV109] . Пировиноградная кислота, образованная в результате гликолиза, поступает в митохондрии, проходя через обе мембраны, и там полностью окисляется до ко­нечных продуктов — СО2 и Н2О. При этом используется энергия расщепления всех химических связей, что приводит к выделению СО2, к потреблению кислорода и синтезу большого количества АТФ. СО2 выделяется из митохондрий в цитоплазму клетки, а затем в ок­ружающую среду.



В результате клеточного дыхания при распаде двух моле­кул пировиноградной кислоты синтезируются 36 молекул АТФ. Кроме того, нужно помнить, что две молекулы АТФ запасаются в ходе бескислородного расщепления каждой молекулы глюкозы. Таким образом, суммарно энергетический обмен клетки в случае полного окисления глюкозы можно представить следующим образом:

С6Н12О6 + 6О2 + 38АДФ + 38Н3РО4 → 6СО2 + 6 Н2О + 38АТФ.

Для энергетического обмена, т. е. для получения энергии в виде АТФ, большинство организмов использует углеводы, но для этих це­лей может быть использованы продукты расщепления жиров и белков.

s1. В каком виде энергия используется в клет­ке? 2. Откуда берется энергия для синтеза АТФ из АДФ? 3. Какие этапы выделяются в энергетическом обмене? 4. Где осуществляются реакции гликолиза? 5.В каких органеллах происходит клеточное дыхание? 6.Как вы думаете, почему расщепление органических соединений в присутствии кислорода более энергетически эффективно, чем в его отсутствии?





Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1263; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.002 сек.