Общность и различие фотосинтеза и дыхания.
Сравнительная характеристика процессов фотосинтеза и дыхания
Сходства: Фотосинтез в световой фазе и дыхание идут с образованием АТФ. Аналогичные переносчики водорода. Процессы идут в органоидах‚ имеющих двумембранную структуру.
Различия: Фотосинтез - источником энергии при образовании АТФ является свет. Энергия АТФ идет на синтез органических веществ. Поглощается СО2 и выделяется в атмосферу О2.
Дыхание - Источником энергии при синтезе АТФ служат органические вещества. Энергия АТФ обеспечивает жизнедеятельность клет-ки и дает тепло. Поглощается О2 и выделяется в атмосферу СО2.
Особенности ассимиляции и диссимиляции в гетеротрофном обмене веществ.
Усвоение, накопление веществ и энергии называется ассимиляцией. В ходе ассимиляции питательных и других веществ образуются белки, жиры, гликоген, строятся новые клетки. Образовавшиеся в процессе ассимиляции вещества подвергаются сложным химическим изменениям и при этом высвобождается энергия. Этот процесс называется диссимиляцией. Химические реакции, высвобождающие энергию, осуществляются в митохондриях клеток.
Процессы ассимиляции и диссимиляции не только протекают одновременно. Энергия, необходимая для переваривания пищи, переноса питательных веществ и их накопления (ассимиляции), образуется в результате диссимиляции. Значит, ассимиляция зависит от диссимиляции и тесно связана с ней. Ассимиляция и диссимиляция — единый процесс, протекающий постоянно в клетках и во всем организм процесс обмена веществ и энергии.
|
|
|
Фазы гетеротрофной ассимиляции.
Фазы ассимиляции:
1)Поглощение и переваривание питательных веществ.
2)Транспорт веществ в клетку.
Поступление веществ происходит через мембрану.
3)Синтез веществ в клетке.
Белки будучи ферментами контролируют синтез углеводов, липидов и самих себя.
Этапы гетеротрофной диссимиляции.
Диссимиляция - процесс метаболического распада, разложения на более простые вещества или окисления какого-либо вещества, протекающий с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ.
Энергетический обмен делится на три этапа.
Первый этап - подготовительный. На этом этапе молекулы ди- и полисахаридов, жиров, белков распадаются на мелкие молекулы - глюкозу, глицерин и жирные кислоты, аминокислоты; крупные молекулы нуклеиновых кислот - на нуклеотиды. На этом этапе выделяется небольшое количество энергии, которое рассеивается в виде теплоты.
Второй этап - бескислородный, или неполный. Он называется также анаэробным дыханием, или брожением. Образовавшиеся на подготовительном этапе вещества подвергаются дальнейшему ферментативному расщеплению без участия кислорода. Примером может служить гликоз - многоступенчатый процесс расщепления глюкозы в анаэробных условиях до пировиноградной кислоты (ПВК), а затем до молочной, уксусной, масляной кислот или этилового спирта, происходящий в цитоплазме клетки. Переносчиком электронов в этих окислительно-восстановительных реакциях служит никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и его восстановленная форма НАД.Н.
Процесс бескислородного окисления, при котором выделяется и используется лишь часть энергии метаболитов, для анаэробных организмов является конечным. В присутствии же кислорода пировиноградная кислота переходит в митохондрии, где в результате целого ряда последовательных реакций она полностью окисляется аэробным путем до Н2O и СО2 с одновременным фосфорилированием АДФ и АТФ. При этом две молекулы АТФ дает гликолиз, две - цикл Кребса, 34 - дыхательная цепь. Чистый выход при полном окислении одной молекулы глюкозы до Н2O и СО2 составляет 38 молекул АТФ. Таким образом, у аэробных организмов окончательный распад органических веществ осуществляется путем окисления их кислородом воздуха до простых неорганических: СО2 и Н2O.
Процесс этот протекает на кристаллах митохондрий. Это третий этап энергетического обмена - стадия кислородного расщепления, или дыхания. При этом выделяется максимальное количество свободной энергии, значительная часть которой резервируется в молекулах АТФ. Легко видеть, что аэробное окисление в наибольшей степени обеспечивает клетку свободной энергией (около 2600 кДж), больше половины которой (1440 кДж) расходуется на синтез 36 молекул АТФ.
В результате катаболизма в клетке накапливаются богатые энергией молекулы АТФ, а во внешнюю среду выделяется СО2 и избыточное количество воды. Расщепление в клетке одной молекулы глюкозы до оксида углерода и воды обеспечивает синтез 38 молекул АТФ. Из них в кислородную стадию - 36.
Кислородный процесс, как видим, в 18 раз более эффективен, чем бескислородный. Следовательно, основную роль в обеспечении клетки энергией играет дыхание.
|
|
|
|
|
|
Гликолиз и тканевое дыхание.
Клеточное или тканевое дыхание — совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в ходе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды. Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэргических соединений (АТФ и др.) и может быть использована по мере необходимости. Входит в группу процессов катаболизма.
|
|
|
Гликолиз — путь ферментативного расщепления глюкозы — является общим практически для всех живых организмов процессом. У аэробов он предшествует собственно клеточному дыханию, у анаэробов завершается брожением. Сам по себе гликолиз является полностью анаэробным процессом и для осуществления не требует присутствия кислорода.
Первый его этап протекает с расходом энергии 2 молекул АТФ и включает в себя расщепление молекулы глюкозы на 2 молекулы глицеральдегид-3-фосфата. На втором этапе происходит НАД-зависимое окисление глицеральдегид-3-фосфата, сопровождающееся субстратным фосфорилированием, то есть присоединением к молекуле остатка фосфорной кислоты и формированием в ней макроэргической связи, после которого остаток переносится на АДФ с образованием АТФ.
Таким образом, уравнение гликолиза имеет следующий вид:
Глюкоза + 2НАД+ + 4АДФ + 2АТФ + 2Фн = 2ПВК + 2НАД∙Н + 2 АДФ + 4АТФ + 2H2O + 4Н+.
Сократив АТФ и АДФ из левой и правой частей уравнения реакции, получим:
Глюкоза + 2НАД+ + 2АДФ + 2Фн = 2НАД∙Н + 2ПВК + 2АТФ + 2H2O + 4Н+.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 414; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!