Обеспечение клеток энергией
Структура АТФ Кольцевая ДНК Макроэргическая связь АТФ - Ф = АДФ + Е
Аэробы и анаэробы Реакции веществ с кислородом называют реакциями окисления. Живые организмы использующие реакции окисления для синтеза АТФ могут полностью разрушить крупную органическую молекулу (до СО 2 и Н 2 О) Такие организмы называют АЭРОБАМИ. Они нуждаются в кислороде. Многие микроорганизмы получают энергию без участия кислорода. Они разрушают крупные молекулы частично. Такие организмы называют АНАЭРОБЫ. Облигатные анаэробы (Clostridium botulini) Факультативные анаэробы (дрожжи, ленточные паразитические черви, мышечные клетки)
Метаболизм (обмен веществ) = Катаболизм+Анаболизм. Анаболизм (пластический обмен, ассимиляция) – реакции синтеза крупных молекул из более мелких с затратами энергии, протекает в клетках (биосинтез белка). Катаболизм(энергетический обмен, диссимиляция) – реакции распада крупных молекул на мелкие с выделением энергии, начинается в пищеварительной системе, заканчивается в клетках.
Питание, дыхание, метаболизм Метаболизм Катаболизм Питание АДФ+Ф=АТФ Питательные вещества Полимеры: Жиры Белки Углеводы ферменты Мономеры: Жирные кислоты СО 2 Н 2 о Аминокислоты Глюкоза Полимеры нужные клетке Жиры Белки Углеводы Анаболизм Дыхание О 2
Энергетический обмен в клетке, этапы 1. Подготовительный этап. Протекает в пищеварительной системе или пищеварительных вакуолях. Полимеры распадаются до мономеров. Энергия рассеивается в виде тепла. 2. Бескислородный этап. Протекает в цитоплазме. Мономеры разрушаются до более мелких органических молекул. Образуется 2 молекулы АТФ. 3. Клеточное дыхание. Протекает в митохондриях. Органические вещества разрушаются до СО 2 и Н 2 О. Образуется 38 молекул АТФ. Белки – аминокислоты Жиры – жирные кислоты и глицерин Углеводы – глюкоза
Донорно-акцепторные механизмы Донор отдает Н+ е- → Промежуточный акцептор принимает Н+ е- → …. . → Окончательный акцептор О 2 принимает Н+ е. Глюкоза – первый донор Кислород – окончательный акцептор Н+ е- → …. . → О 2 + Н+ е- =Н О 2
Акцепторы протонов и электронов Никотинамидадениндинуклеоти д (НАД, NAD) — коферментов группы дегидрогеназ, катализирующих окислительно-восстановительные реакции; выполняет функцию промежуточного акцептора электронов и протонов, которые принимает от окисляемых веществ. Восстановленная форма (НАД Н, NADH) способна переносить их на другие вещества. Несет энергию достаточную для зарядки 3 молекул АТФ. Флавинадениндинуклеотид (ФАД, FAD) – кофермент дегидрогеназ. FAD может быть восстановлен до FADH 2, при этом он принимает два атома водорода. Несет энергию достаточную для зарядки 2 молекул АТФ.
Бескислородный этап У животных примером бескислородного этапа является гликолиз (лизис глюкозы, т. е. ее расщепление с помощью ферментов без участия кислорода. Глюкоза 2 АТФ 2 НАД+2 Н+2 е 2 АДФ 2 НАД Н 4 АДФ+4 Ф Синтез 6 АТФ Клеточное дыхание О 2 4 АТФ 2 пировиноградная кислота нет О 2 Молочная кислота….
Клеточное дыхание Цикл трикарбоновых кислот - распад пировиноградной кислоты и накопление электронов и протонов. О 2 Цепь переноса электронов - синтез АТФ СО 2
Ацетил кофермент А Гуанозин три фосфат Кофермент А (коэнзим А, Ко. А, Со. А, HSKo. A) — кофермент ацетилирования (присоединения остатка уксусной кислоты). Сложное соединение включающее остаток аденина, витамин пантотеновую кислоту, аминокислоту аланин и другие группы. Гуанозин три фосфат (ГТФ) - структура ГТФ похожа на гуаниловый нуклеозид, но отличается наличием трёх фосфатных групп, присоединённых к 5' атому углерода Р Р Р гуанин рибоза
Цикл трикарбоновых кислот – цикл Кребса 2 пировиноградная кислота 3 НАД + 3 Н+ 3 е 3 НАД Н ФАД + 2 Н+2 е Ко. А НАД + Н+ е ФАД Н 2 НАД Н СО 2 Цикл Кребса Ацетил кофермент А Ацетил-Ко. А) АТФ ГДФ+Ф ГТФ СО 2
Цепь переноса электронов Окислительное фосфорилирование НАД Н АДФ+Ф=АТФ НАДФ Н-дегидрогеназа НАД+ Н+ е НО 2 2 О Белки-переносчики АТФ-синтетаза Внутреннее пространство крист Внутренняя мембрана Матрикс
Источники энергии Белки аминокислоты Жиры НАД + Н+ + е- = НАД Н ФАД + 2 Н+ + 2 е- - ФАД Н 2 Жирные кислоты, глицерин Углеводы НАД + Н+ + е- = НАД Н глюкоза Ацетил-Ко. А 3 НАД + 3 Н+ 3 е 3 НАД Н ФАД + 2 Н+2 е ФАД Н 2 Цикл Кребса СО 2
Общая схема процесса Гликолиз (путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса) Глюкоза + 2 НАД+ + 2 АДФ + 2 Фн = 2 НАД∙Н + 2 ПВК + 2 АТФ + 2 H 2 O + 2 Н+ Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) Ацетил-Ко. А + 3 НАД+ + ФАД + ГДФ + Фн + 2 H 2 O = Ко. А-SH + 3 НАДH + ФАДН 2 + ГТФ + 2 CO 2 Окислительное фосфорилирование 12 Н 2 + 602 -----> 12 Н 20 + 34 АТФ Общие уравнения Анаэробы Аэробы
Скачать презентацию Обеспечение клеток энергией Структура АТФ Кольцевая ДНК
Обеспечение клеток энергией.ppt