У анаэробов в два этапа: подготовительный и бескислородный.
ассмотри этапы энергетического обмена.
Подготовительный этап энергетического обмена
У многоклеточных животных процессы подготовительного этапа диссимиляции совершаются в органах пищеварения. Происходит расщепление крупных органических молекул до более простых -питательных веществ.
Полимерные углеводы превращаются в глюкозу. Белки в аминокислоты. Жиры в глицерин и жирные кислоты. Продукты расщепления пищевых веществ всасываются в кровь и приносятся ко всем клеткам организма. Все эти процессы составляют подготовительную стадию энергетического обмена.
На этом этапе выделяется небольшое количество энергии, которая не запасается в молекулах АТФ и рассеивается в виде тепла.
Наступает второй этап энергетического обмена – бескислородный. Он заключается в ферментативном расщеплении органических веществ, которые были получены в ходе подготовительного этапа.
Как же освобождается в клетки энергия, заключённая в питательных веществах? Основным источником энергии для процессов жизнедеятельности является глюкоза.
Однако глюкоза не поддаётся ферментативному окислению. Поэтому в системе ферментов мембран эндоплазматической сети происходит сначала активирование глюкозы за счёт энергии АТФ.
Затем в цитоплазме клеток наступает многоступенчатый процесс бескислородного расщепления глюкозы, до двух молекултрехуглеродной пировиноградной кислоты.
|
|
|
Это неполное бескислородное окисление глюкозы называется гликолизом.
Итак, каждая молекула глюкозы под действием ферментов расщепляется на 2 меньшие молекулы пировиноградной кислоты, которые становятся доступны для окисления.
На данном этапе на каждую молекулу глюкозы выделяется уже 200 кДж энергии.
Из них 80 кДж сберегается (по 40 кДж на 1 АТФ).
Вы помните, что для того что бы превратить АДФ в АТФ необходимо затратить 40 кДж.
Поэтому 80 кДж достаточно для превращения двух молекул АДФ в 2 молекулы АТФ.
А 120 кДж образовавшийся при расщеплении глюкозы - рассеивается в виде тепла.
Итак, в процессе гликолиза образуется 2 АТФ.
Благодаря многостадийности гликолиза выделяющиеся небольшие порции тепла не успевают нагреть клетку до опасного уровня.
Далее пировиноградная кислота превращается в молочную кислоту-это основной продукт второго этапа энергетического обмена.
В большинстве растительных клеток, а также в клетках некоторых грибов (например, дрожжей) вместо гликолиза
происходит спиртовое брожение. Где молекула глюкозы в анаэробных условиях превращается в этиловый спирт и углекислый газ.
Существуют также и такие микроорганизмы, в клетках которых в бескислородных условиях образуется не молочная кислота и не этиловый спирт, а, например, уксусная кислота. Однако во всех случаях распад одной молекулы глюкозы приводит к запасанию двух молекул АТФ.
|
|
|
У аэробных после гликолиза следует третий этап энергетического обмена – кислородный. Это полное кислородное расщепление, или клеточное дыхание. Этот процесс происходит на кристах митохондрий клетки. Где образовавшиеся в процессе второго этапа вещества (молочная кислота, этиловый спирт например) окисляются до конечных продуктов углекислого газа и воды.
Молочная кислота
Рассмотрим кислородный этап более подробно.
Вы помните, что главной функцией митохондрий является захват высокомолекулярных веществ из цитоплазмы и их окислительное расщепление с образованием углекислого газа и воды, связанное с синтезом АТФ.
Здесь на кристах митохондрий пировиноградная кислота превращается в ацетил-кофермент А. Сокращённо ацетил-КоА ─ это важное соединение в обмене веществ, которое используется во многих биохимических реакциях.
Ацетил-КоА является основным субстратом, который необходим для реакций цикла трикарбоновых кислот – цикла Кребса.
Ацетил-КоА доставляет атомы углерода с ацетил-группой в цикл трикарбоновых кислот (или цикл Кребса), чтобы те были окислены с выделением энергии.
|
|
|
Цикл Кребса проходит так же внутри митохондрий. Это очень сложный ряд последующих реакций ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме.
Цикл трикарбоновых кислот является промежуточным этапом между гликолизом и электронтранспортной (дыхательной) цепью.
В ходе цикла Кребса ацетильные остатки (остатки ацетил-КоА) окисляются до углекислого газа.
При этом за один цикл образуется 2 молекулы углекислого газа, 3 НАДН, 1 ФАДН2 и 1 АТФ.
Итак, в процессе гликолиза и Цикла Кребса образуются необходимые молекулы НАДН, которые переносят водороды из одной реакции в другую.
Водороды, находящиеся на НАДН и ФАДН2, в дальнейшем переносятся на дыхательную цепь, где образуется АТФ.
Итак, на мембране митохондрии атомы водорода, полученные от НАДН и ФАДН2, разделяются на протоны 
и электроны. Электроны начинают проходить через комплексы 1,2,3,4 − это белки, которые встроены в мембрану.
А протоны водорода переносятся через комплексы и накапливаются в межмембранном пространстве.
|
|
|
В результате чего и образуется градиент концентрации протонов, необходимый для синтеза молекулы АТФ.
Вы помните, что протоны при прохождении через АТФ-синтазу… помогают образованию самой АТФ.
Итак, на третьем этапе в митохондриях при клеточном дыхании (кислородном процессе) 2 молекулы пировиноградной кислоты окисляются до углекислого газа, воды и 36 молекул АТФ.
Невидимые нашему глазу биохимические превращения в клетках, составляют основу существования всех живых организмов.
В результате биохимических реакций в клетке происходит синтез универсального для всего органического мира вещества АТФ которая обеспечивает энергией любое проявление жизни.
Таким образом, суммарно энергетический обмен клетки в случае распада глюкозы можно представить следующим образом.
Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 687; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!