Като клетка дишане
Клетките на живите организми са постоянно изисква енергия за различни жизнени процеси. Universal доставчик на тази енергия е ATP, който се образува в реакции на енергийния метаболизъм. В повечето организми, АТР се синтезира главно в процеса на клетъчното дишане. Клетъчното дишане - сложен процес, в който са разделени органични вещества (в края - обикновените неорганични съединения) и енергията, освободена техните химични връзки се съхранява и след това се използва от клетката (Фигура 60)..
Повечето живи организми (всички растения, повечето животни, гъбички и протисти, много бактерии), използвани в процеса на клетъчното дишане кислород. Тези организми се наричат аеробна (от гръцки AER -. Air, BIOS - живот), както и вида на техния дишане - аеробно дишане. Да разгледаме как процеса на клетъчното дишане протича при аеробни условия (т.е.. Е. В свободния достъп на кислород).
Фази на стъпка клетка dyhaniya.Podgotovitelny е разцепване на големи органични молекули в прости съединения. Тези процеси се появят в храносмилателната система (в животни) и цитоплазмата на клетки без използване на кислород. Под действието на храносмилателни ензими разцепват полизахариди до монозахариди, мазнини - до глицерол и висши карбоксилни киселини, протеини - на аминокиселини, нуклеинова киселина - на нуклеотиди. Това освобождава малко енергия, тя не се съхранява под формата на АТФ и се разсейва като топлина. Освен това, някои разходи на енергия, необходима за поява на реакции на разцепване.
Веществата, получени в резултат на подготвителната фаза, клетката може да се използват както в реакциите за обмен на пластмаса, и допълнително разцепване за производство на енергия.
Втората фаза на обмена на енергия се нарича анаеробно или анаеробно. Той е ензимно разцепване на органичните вещества, получени по време на подготвителната фаза. Кислородът в реакцията на този етап не е ангажиран, което е повече, анаеробна фаза може да се появи в пълната липса на кислород. Основният източник на енергия е глюкоза в клетката, така че на втория етап ние ще го разгледа по примера на кислород без разделяне на глюкоза - гликолиза.
Гликолиза - многостепенен процес аноксична усвояване на глюкоза (С6 Н12 06) на пирогроздена киселина (С3 Н4 03). Реакциите на гликолиза катализирани от специфични ензими, и се проявяват в цитоплазмата на клетките.
По време на гликолиза, всяка молекула глюкоза се разделя на две молекули на пирогроздена киселина (PVK) - Когато тази енергия се освобождава, част от която се разсейва като топлина, а останалата част се използва за синтез на 2 молекули на АТР. Междинните съединения с гликолиза се подлагат на окисляване - се разцепва от водородни атоми, които се използват за възстановяване на NAD +.
NAD - никотинамид аденин динуклеотид (пълното име не е за запомняне) - вещество, което изпълнява функцията на носител клетка от водородни атоми. NAD, два водородни атома са свързани, се нарича рециклиране (записва като NAD'N + Н +). Намалена NAD могат да водородни атоми други вещества, и се процедира в окислена форма (NAD +).
По този начин, процесът на гликолиза могат да бъдат изразени със следната обща формула (за простота във всички уравненията на реакции за обмен на енергия не са молекули вода, образувана по време на синтеза на АТФ):
Като резултат гликолиза се освобождава само около 5% от енергията, съдържаща се в химическите връзки на молекулите на глюкоза. Значителна част от енергията, съдържаща се в продукта на гликолиза - PVK- Следователно аеробно дишане след последния етап на гликолиза трябва - кислород или аеробни.
Пирогроздена киселина, образувана от гликолизата, се влива в митохондриалния матрикс, където напълно отцепва и окислява до края продукти - С02 и Н2 0. намалената NAD, образувана по време гликолиза, също така се подава в митохондриите, където се подлага на окисление. По време на аеробна фаза дишане, кислород се консумира и 36 ATP молекули са синтезирани (на базата на 2 PVK молекула) - С02 се освобождава от митохондриите в hyaloplasm клетка и след това в околната среда. По този начин, общото уравнение на фазата на кислород за дишане може да бъде представена както следва:
Митохондриалния матрикс PVC претърпява комплекс ензимно разцепване, чиито продукти са въглероден диоксид и водородни атоми. Последните доставени носители NAD и FAD (флавин аденин динуклеотид) на вътрешната мембрана на митохондриите (фиг. 61).
В вътрешната митохондриална мембрана, съдържаща ензима ATP - и с тези на п и таза, както и протеинови комплекси образуване електронен транспорт верига (ETC). В резултат на работата на компонентите на атоми ETC водородни получени от NAD и FAD се разделя на протони (Н +) и електрони. На протоните се транспортират през вътрешната митохондриална мембрана и натрупаните в intermembrane пространство. Електроните ETC представено чрез матрицата на крайния акцептор -. Кислород (0 ") води до образуването O2-аниони.
Натрупването на протоните в intermembrane пространство води до електрохимичния потенциал на вътрешната митохондриална мембрана. При достигане на определена концентрация на протоните започне да се движи в матрицата чрез преминаване през специални канали ензим АТР синтаза. Електрохимично енергия се използва за синтез на големи количества ATP молекули. протоните Матричните комбинират с кислородни аниони и се образува вода, 2H + + O 2 - DOE.
Следователно, когато пълно отцепване на една молекула глюкоза клетка 38 може да синтезира АТР (2 молекула по време на гликолиза и 36 молекули в етапите на кислород). Общ брой анаеробни уравнение дишане може да се запише по следния начин:
Основният източник на енергия за клетките са въглехидрати, но в процесите на енергийния метаболизъм могат да бъдат използвани липолиза и протеинови продукти.
1. клетъчното дишане се отнася до процесите на асимилация или дисимилация? Защо?
2. Какъв е процесът на клетъчното дишане? Откъде идва енергията за синтеза на АТФ в процеса на клетъчното дишане?
3. Избройте етапите на клетъчното дишане. Кои от тях са придружени от синтеза на АТФ? Какво количество АТР (по отношение на 1 мол глюкоза) може да се образува по време на всяка фаза?
4. Къде са гликолизата? Какво вещества са необходими за настъпването на гликолизата? Какви са крайните продукти по такъв начин продукти?
5. По какъв органели се провежда етап на кислород в клетъчното дишане? Какво вещества влизат в този етап? Кои продукти са произведени?
6. В подготвителния етап на клетъчното дишане влиза 81грама гликоген. Какво е максималният размер на АТР (мол) могат да бъдат синтезирани чрез последващото гликолизата? По време на аеробна фаза на дишането?
7. Защо разделянето на органични съединения, включваща кислород е енергетично по-ефективно, отколкото в отсъствието?
8. дължина митохондрии варира от 1 до 60 микрона и ширина - в диапазона 0.25-1 микрона. Защо в такъв значима разлика в продължителността на техния ширина митохондриите е относително малък и относително постоянно?
Глава 1: химични компоненти на живите организми
Глава 2. Кейдж - структурна и функционална единица на живите организми
Глава 3. метаболизма и преобразуване на енергията в тялото
Глава 4. структурната организация и регулиране на функции в живите организми
Глава 5. Възпроизвеждането и индивидуалното развитие на организмите
Глава 6. Наследственост и изменчивост на организмите
Глава 7. Отглеждане и биотехнологии