ХЕМОСИНТЕЗ n Способ автотрофного питания некоторых бактерий n Открыт С. Н. Виноградским в 1887 г.
ХЕМОСИНТЕЗ n Источник энергии для синтеза органических веществ – окисление неорганических: ¡ ¡ n n Аммиака Сероводорода Водорода Соединений железа Сначала – синтез АТФ! Источник водорода для восстановления СО 2 – вода
Примеры хемоавтотрофов n Железобактерии ¡ n Серобактерии ¡ ¡ n 2 H 2 S+O 2=2 H 2 O+2 S+272 к. Дж 2 S+3 O 2+2 H 2 O=2 H 2 SO 4+636 к. Дж Нитрифицирующие бактерии ¡ ¡ n 4 Fe. CO 3+O 2+6 H 2 O= 4 Fe(OH)3+4 CO 2+324 к. Дж 2 NH 3+3 O 2=2 HNO 2+2 H 2 O+663 к. Дж 2 HNO 2+O 2=2 HNO 3+142 к. Дж Водородные бактерии ¡ 2 H 2+O 2=2 H 2 O+235 к. Дж
Значение хемосинтеза n n n n n Природный круговорот важнейших элементов: S, N, Fe и др. Утилизация ядовитых веществ: NH 3, H 2 S Обогащение почвы нитратами и нитритами Очистка промышленных сточных вод Разрушение и выветривание горных пород Образование железной руды Регенерация атмосферы в замкн. системах Получение кормового белка И т. д.
Энергетический обмен совокупность реакций ферментативного расщепления органических веществ, идущих с выделением энергии
АТФ – универсальный источник энергии n n n Аденозинтрифосфат Аденин-Рибоза-Ф – Ф Макроэргические связи: ¡ 1 Ф – 40 к. Дж/моль
Поток энергии в клетке ПИЩА Глюкоза, жирн. к -ты, аминок-ты КЛЕТКА АТФ Химическая работа Дыхательный обмен клетки СО 2+ Н 2 О Регуляторная работа Механич. работа Электрич. работа АДФ + Фосфат Осмотическая работа
I этап - Подготовительный n Расщепление полимеров на мономеры ¡ ¡ ¡ n Углеводы – глюкоза Белки – аминокислоты Жиры – жирные кислоты Выделяемая энергия (100%) рассеивается в виде тепла
II этап - Гликолиз n n Анаэробный процесс (бескислородный) Глюкоза – 2 ПВК+2 АТФ+2 НАД*Н 2+2 Н 2 О ¡ Глюкоза: С 6 Н 12 О 6 ПВК: С 3 Н 4 О 3 n В цитоплазме n Выделяемая энергия ¡ ¡ 40% - АТФ 60% - тепло
Превращения ПВК Аэробные условия, в Анаэробные условия, в митохондриях цитоплазме n Неполное расщепление - n Полное расщепление - гидролиз брожение ¡ Образование спирта n ¡ Дрожжи Образование молочной кислоты n n n Животные Высшие растения Молочнокислые бактерии ¡ Образование СО 2 и Н 2 О
III этап - Гидролиз n n n Аэробный процесс (кислородный) ПВК – СО 2+Н 2 О+36 АТФ Два этапа. В митохондриях: ¡ ¡ Цикл Кребса 2 АТФ– в матриксе Дыхательная цепь (ЭТЦ) 34 АТФ– на внутренней мембране
Цикл Кребса n n n Цикл лимонной кислоты 19 реакций Исходно ПВК: ¡ ¡ СО 2 2 АТФ НАД*Н 2 ФАД*Н 2
Дыхательная цепь n Электрон-транспортная цепь (ЭТЦ) ¡ ¡ ¡ n n n Протоны (Н+) снаружи внутренней мембраны Электроны (е-) и О 2 внутри АТФ-синтетаза – в мембране Разность потенциалов 200 м. В 1 протон – 1 АТФ. Всего 34 АТФ О 2+4 е+4 Н+ - Н 2 О
Общая формула n С 6 Н 12 О 6+6 О 2+38 АДФ+38 Ф – 6 СО 2+38 АТФ+6 Н 2 О ¡ 1 молекула глюкозы – 2800 к. Дж n Гликолиз – 2 АТФ n Цикл Кребса – 2 АТФ n Дыхат. цепь – 34 АТФ
Анаэробное дыхание n n Только бактерии! Без кислорода! 1 этап – гликолиз 2 этап – электроны восстанавливают неорг. в-ва: ¡ Азот – денитрификаторы n ¡ (N+5 O 3)- – N-3 H 3 Серу – сульфатредукторы n (S+6 O 4)2 - – H 2 S
Брожение n n n Бескислородное неполное расщепление ПВК Акцепторы электронов – органические молекулы Бактерии, грибы, животные ¡ ¡ ¡ Спиртовое: ПВК-укс. альдегид-спирт Молочно-кислое: ПВК-молочная к-та Другие виды
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
Скачать презентацию ХЕМОСИНТЕЗ n Способ автотрофного питания некоторых бактерий n
Хемосинтез_Энерг_обмен_2015.ppt