Обмен веществ и энергии Пластический обмен К

Обмен веществ и энергии

Пластический обмен К реакциям пластического обмена относят: Ø биосинтез белка Ø фотосинтез

Фотосинтез Ø Происходит в зеленых частях растений и некоторых бактерий. Ø Осуществляется в хлоропластах. Ø Участники процесса: хлорофилл, солнечный свет, углекислый газ, вода, ферменты, молекулы-переносчики.

Хлоропласт Ø Хлоропласты (от греч. «хлорос» – зеленоватый и «пластос» – вылепленный» ) – органоиды растительной клетки, в которых происходит фотосинтез. Ø В клетке обычно 15 – 50 хлоропластов.

Хлорофилл Ø Хлорофилл (от греч. «хлорос» – зеленоватый и «филлон» – лист) – зеленый пигмент растений, способный улавливать солнечную энергию. Ø Различают несколько типов хлорофиллов.

Фазы фотосинтеза Ø Суммарное уравнение фотосинтеза: 6 СО 2 + 6 Н 2 О = С 6 Н 12 О 6 + 6 О 2 Ø Фазы фотосинтеза 1. Световая – протекает только на свету на мембранах тиллакоидов граны. v поглощение кванта света v образование АТФ v фотолиз воды образование О 2 образование атомов Н 2. Темновая – протекает на свету и в темноте в строме (матриксе) хлоропласта v образование углеводов в цикле Кальвина

ТЕМНОВАЯ ФАЗА ФОТОСИНТЕЗА • протекает в строме хлоропласта (для ее реакций не нужна энергия света, поэтому они происходят не только на свету, но и в темноте) • реакции темновой фазы представляют собой цепочку последовательных преобразований углекислого газа (поступает из воздуха), приводящую к образованию глюкозы и других органических веществ • цикл этих реакций получил название «цикл Кальвина»

Энергетический обмен (диссимиляция) — это совокупность реакций расщепления высокомолекулярных соединений, которые сопровождаются выделением и запасанием энергии

Этапы энергетического обмена 1. Подготовительный 2. Бескислородный (гликолиз или брожение) 3. Кислородный (дыхание)

Субстрат для клеточного дыхания • Большинство клеток используют в первую очередь именно углеводы. • Жиры составляют «первый резерв» . • Белки.

АТФ – универсальный источник энергии в клетке Аденин Три фосфата Макроэргические связи Рибоза

Подготовительный этап Ø Протекает в органах пищеварения. сложные вещества более простые вещества + Q (тепло) Условия: v ферменты v t = 370 С, v среда: кислая в желудке, слабощелочная в ротовой полости и кишечнике

Где происходит: • Пищеварительная система • Лизосомы в клетках

Субстрат • Углеводы = глюкоза + Е (1 г = 17, 6 к. Дж) • Липиды = глицерин + жирные кислоты + Е (1 г = 38, 9 к. Дж) • Белки = аминокислоты + Е (1 г = 17, 6 к. Дж) • Нуклеиновые кислоты = нуклеотиды + Е

Результат этапа Энергия не запасается, а выделяется только в тепловой форме

Второй этап Бескислородное окисление

Где происходит: 10 реакций гликолиз 2 ПВК (пируват) Клетка (под действием ферментов клеточных мембран)

Брожение – анаэробное дыхание Брожение – ГЛЮКОЗА 2 АТФ ГЛИКОЛИЗ БРОЖЕНИЕ П В К Молочная кислота молочнокислое Животные, бактерии Если мало кислорода или организм – принципиальный анаэроб Этиловый спиртовое Растения, дрожжи

Бескислородный (анаэробный) этап Ø Гликолиз ( в животных клетках) Ø протекает в цитоплазме клетки. ферменты С 6 Н 12 О 6 2 С 3 Н 6 О 3 + 200 к. Дж глюкоза молочная кислота 2800 к. Дж 2600 к. Дж 2 АТФ = 80 к. Дж 120 к. Дж на тепло

Субстрат С 6 Н 12 О 6 + 2 АДФ + 2 Н 3 РО 4 + 2 НАД+ → глюкоза 2 С 3 Н 4 О 3 + 2 АТФ + 2 Н 2 О + 2 НАД·Н 2 пировиноградная кислота (пируват)

Бескислородный (анаэробный) этап Ø Брожение ( в клетках растений, грибов и бактерий) vдрожжи: глюкоза этиловый спирт + СО 2 + Q vбактерии: глюкоза уксусная кислота vбактерии: глюкоза ацетон

Третий этап Кислородное расщепление: полное расщепление пировиноградной кислоты, происходит при обязательном присутствии кислорода

ПВК Где происходит: О 2 СО 2 и Н 2 О 36 молекул АТФ Митохондрия: под действием ферментов митохондриальных мембран (необходимое условие – целостность мембран)

Стадии аэробного дыхания: 1) Окислительное декарбоксилирование 2) Цикл Кребса 3) Электронтранспортная цепь (окислительное фосфолирирование)

Окислительное декарбоксилирование С 6 Н 12 О 6 2 С 3 Н 4 О 3 2 С 3 Н 6 О 3 Глюкоза ПВК Молочная кислота С 3 Н 4 О 3 + Ко. А + НАД СО 2 + Ацетил-Ко. А + НАД*Н 2

Субстрат 2 С 3 Н 4 О 3 + 6 О 2 + 36 АДФ + 36 Н 3 РО 4 пируват = 6 СО 2 +6 Н 2 О + 36 АТФ (выделяется 2600 к. Дж энергии из них запасается 1440 к. Дж в виде 36 моль АТФ)

Суммарное уравнение: 1. Гликолиз С 6 Н 12 О 6 + 2 АДФ + 2 Н 3 РО 4= 2 С 3 Н 4 О 3 + 2 АТФ + 2 Н 2 О 2. Дыхание 2 С 3 Н 4 О 3 + 6 О 2 + 36 АДФ + 36 Н 3 РО 4 = 6 СО 2 + 36 АТФ + 42 Н 2 О

Суммарное уравнение: С 6 Н 12 О 6 + 6 О 2 → 6 СО 2 + 6 Н 2 О + 38 АТФ + Qт, где Qт — тепловая энергия