Под Л С Способы получения энергии

Под. Л. С. ,

Способы получения энергии Энергия Фотосинтез 1 этап Хемосинтез 1 этап Окисление органич. в-в Брожение Дыхание

Свойства живого в конечном счёте неразрывно связаны с определёнными химическими превращениям В. А. Энгельгардт.

Внутриклеточное дыхание - полное (до углекислого газа и - воды) окисление органических веществ, которое идёт в присутствии внешнего окислителя и даёт много энергии в виде АТФ.

Этапы энергообмена l. Гликолиз l. Цикл Кребса l. Цепь переноса электронов

Гликолиз – процесс расщепления углеводов в отсутствии кислорода под действием ферментов.

Глюкоза Глюкозо-6 -фосфат 2 АТФ . . . Пировиноградная кислота (ПВК)

Общее уравнение гликолиза с образованием ПВК: С 6 Н 12 О 6 + 2 АДФ + 2 НАД+ → 2 С 3 Н 4 О 3 + 2 АТФ + 2 НАД·Н+Н+ Краткая схема преобразования веществ при гликолизе: глюкоза → фруктоза → 2 ФГА → 2 ФГК → 2 ПВК

Гликолиз – это процесс ферментативного негидролитического расщепления глюкозы. --участвуют 13 ферментов. Схема гликолиза

Цикл Кребса – циклический ферментативный процесс полного окисления активированной уксусной кислоты до углекислого газа и воды.

Митохондрия

ПВК 3 С СО 2 2 Н Ацетил-Ко. А 2 С ЩУК 4 С Яблочная кислота 4 С Лимонная кислота 6 С 2 Н 2 Н Фумаровая кислота 4 С СО 2 Глутаровая кислота 5 С 2 Н СО 2 АТФ Янтарная кислота 4 С

Электроннотранспортная цепь

Митохондриальная цепь переноса электронов Хиноны (убихиноны) выполняют роль челноков

2 О 2 + 2ē → 2 О 22–; (участвует комплекс ферментов цитохромоксидаза ) 2 О 22– + 4 Н+ → 2 Н 2 О 2; 2 Н 2 О 2 → 2 Н 2 О + О 2 ↑ (участвует фермент каталаза )

Задание 3. Сравните процессы анаэробного и аэробного дыхания Признаки для Анаэробное Аэробное сравнения дыхание 1. Локализация в клетке 2. Скорость 3. Формы энергии 4. Конечные продукты 5. Количество АТФ 6. КПД процесса 7. Условия протекания цитоплазма митохондрии очень быстро химическая ПВК, молочная к-та, этиловый спирт 2 молекулы 32 - 40 % медленно химич. , электрохим. СО 2, Н 2 О 38 молекул 45 – 55 % О 2, дыхательные ферменты, мембраны отсутствие О 2

Дыхание l Образуется 38 молекул АТФ. l Митохондрии перекачивают около 500 г протонов Н в день. l АТФ-синтетаза производит около 40 кг АТФ.

Энергетика дыхания Суммарное уравнение аэробного дыхания (без учета потерь АТФ) : С 6 Н 12 О 6 + 6 О 2 + 38 АДФ + 38 Ф → 6 СО 2 + 6 Н 2 О + 38 АТФ + Q -2 молекулы образуется в ходе анаэробных реакций гликолиза, -2 молекулы в цикле Кребса -34 молекулы – при терминальном окислении.

Значение дыхания l В результате окисления сохраняется равновесие между продукцией органики и её распадом. l СО 2 используется для образования карбонатов, накапливается в осадочных породах. l Сохраняется равновесие между кислородом и углекислым газом в атмосфере

Брожение (или анаэробное дыхание) -это дальнейшие превращения ПВК в анаэробных (или частично аэробных) условиях

В животных клетках (при дефиците кислорода) и в клетках молочнокислых бактерий протекает молочнокислое брожение: 2 C 3 Н 4 О 3 + 2 НАД·Н+Н+ 2 C 3 Н 6 О 3 +2 НАД+ - молочная кислота - это яд, который в клетках печени вновь окисляется до ПВК.

При спиртовом брожении (например, у дрожжей в анаэробных условиях): C 3 Н 4 O 3 СН 3 СНО + СО 2 – образуется ацетальдегид СН 3 СНО + НАД·Н+Н+ → С 2 Н 5 ОН + НАД+ – образуется этанол

При уксуснокислом брожении (у уксуснокислых бактерий) в частично аэробных условиях этанол окисляется кислородом воздуха до уксусной кислоты: С 2 Н 5 ОН + О 2 → СН 3 СООН + Н 2 О

В цикле Кребса окисление одного моля ПВК сопровождается образованием: - двух молей СО 2, -трех молей НАД·Н+Н+ -одного моля ФАД· 2 Н. (один моль СО 2 образовался на подготовительном этапе, на этом же этапе образуется один моль НАД·Н+Н+. ).

Причины повышенной проницаемости мембран: 1. Сезонно-физиологические. Во время зимней спячки у млекопитающих (медведи, сурки и др. ) в мембранах накапливаются вещества, повышающие проницаемость мембран для протонов.

2. Некоторые синтетические пищевые красители и антибиотики являются протонофорами (химическими аналогами убихинона). С их помощью протоны возвращаются на внутреннюю сторону мембраны.

3. При нарушении функции щитовидной железы в мембранах накапливается гормон тироксин, повышающий проницаемость мембран для протонов. 4. Некоторые цитохромы позволяют сократить путь электронов через мембрану (например, при разогреве мышц у насекомых). Тогда поступление протонов в межмемебранный матрикс уменьшается.