Ca respirație celulară

Celulele organismelor vii sunt în mod constant nevoie de energie pentru diverse procese vitale. furnizor universal de această energie este ATP, care este format în reacțiile metabolismului energetic. In cele mai multe organisme, ATP este sintetizat în principal în procesul de respirație celulară. respirația celulară - un proces complex, în care sunt împărțite substanțe organice (în final - la compuși anorganici simpli), iar energia eliberată legăturile chimice sunt stocate și apoi utilizate de către celula (Fig 60.).

Majoritatea organismelor vii (toate plantele, cele mai multe animale, fungi și protistele, multe bacterii) utilizate în procesul de oxigen respirației celulare. Astfel de organisme sunt numite aerobe (de la ARE din Grecia -. Air, bios - viață), precum și tipul lor de respiratie - respiratie aeroba. Luați în considerare modul în care procesul continuă respirației celulare în condiții aerobe (de ex. E. În accesul liber al oxigenului).

Fazele pas dyhaniya.Podgotovitelny celulei este clivarea mari molecule organice în compuși mai simpli. Aceste procese au loc în sistemul digestiv (la animale) și citoplasmă celulelor fara a folosi oxigen. Sub acțiunea enzimelor digestive clivate polizaharide la monozaharide, grăsimi - în glicerol și acizi carboxilici superiori, proteine ​​- la aminoacizi, acizi nucleici - în nucleotide. Aceasta eliberează puțină energie, nu este stocată sub formă de ATP, și este disipată sub formă de căldură. Mai mult, anumite cheltuieli de energie necesară pentru apariția reacțiilor de clivaj.

Substanțele generate ca urmare a etapei de pregătire, celula poate fi utilizată atât în ​​reacțiile de schimb din material plastic, și clivaj în continuare pentru a produce energie.

A doua etapă a schimbului de energie se numește anoxie sau anaerob. El este scindarea enzimatică a substanțelor organice obținute în cursul etapei de pregătire. Oxigenul în reacția acestui pas nu este implicat, ceea ce este mai mult, faza anaerobă poate avea loc în absența completă a oxigenului. Principala sursă de energie este glucoza in celula, astfel încât a doua etapa va lua în considerare pe exemplul de divizare fără oxigen de glucoză - glicoliza.

Glycolysis - mai multe etape de proces de digestie anoxic a glucozei (C6 H12 06) piruvic Acid (C3 H4 03). Reacțiile de glicolizei catalizată de enzime specifice, și apar în citoplasmă celulelor.

In timpul glicolizei, fiecare moleculă de glucoză se descompune la două molecule de acid piruvic (PVK) - Când această energie este eliberată, din care o parte este disipată sub formă de căldură, iar restul este utilizat pentru sinteza 2 molecule de ATP. Intermediarii de glicolizei sunt supuse oxidării - sunt clivate cu atomi de hidrogen, care sunt utilizate pentru a restabili NAD +.

NAD - nicotinamid adenin (numele complet nu este să memoreze) - o substanță care îndeplinește funcția de purtător de celule de atomi de hidrogen. NAD, doi atomi de hidrogen sunt atașați, se numește recuperată (înregistrată ca NAD'N + H +). NAD redusă poate da atomi de hidrogen alte substanțe și se continuă sub forma oxidată (NAD +).

Astfel, procesul de glicoliza poate fi exprimată prin următoarea ecuație generală (pentru simplitate în toate ecuațiile reacțiilor de schimb de energie nu sunt molecule de apă formate în timpul sintezei ATP):

Ca rezultat glicolizei este eliberat doar aproximativ 5% din energia conținută în legăturile chimice ale moleculelor de glucoză. O parte semnificativă din energia conținută în produsul glicolizei - PVK- Prin urmare, respirație aerobă după etapa finală a glicolizei trebuie - oxigen sau aerobic.

acid piruvic format prin glicoliza, curge în matricea mitocondrială, unde complet scindat și oxidat la produșii finali - H2 și C02 0. redus NAD format în timpul glicolizei, este de asemenea alimentat în mitocondrii, unde suferă oxidare. In timpul fazei de respiratie aeroba, oxigenul este consumat și 36 molecule de ATP sunt sintetizate (bazate pe 2 molecule PVK) - este eliberat din C02 mitocondrii in hyaloplasm celula si apoi in mediu. Astfel, ecuația generală a fazei de respiratie de oxigen poate fi reprezentat după cum urmează:

Matricea mitocondrială PVC suferă complex de clivaj enzimatic ale cărui produse sunt dioxidul de carbon și atomi de hidrogen. Purtătorii livrate recente NAD și FAD (flavin adenin dinucleotid) pe membrana internă a mitocondriilor (Fig. 61).

In enzima interioara a membranei mitocondriale continute ATP - si cu cele ale n și pelvis, precum și complexe de proteine ​​care formează lanțul de transport de electroni (ETC). Ca rezultat, funcționarea componentelor atomilor de hidrogen ETC derivați din NAD și FAD sunt separate în protoni (H +) și electroni. Protonii sunt transportați prin membrana mitocondrială internă și acumulate în spațiul intermembrane. Electronii ETC livrate prin matrice pentru acceptor final -. Oxigenul (0 „) are ca rezultat formarea O2- anioni.

Acumularea de protoni în spațiul intermembrane determină potențialul electrochimie în membrana mitocondrială internă. La atingerea unei anumite concentrații de protoni încep să se miște în matricea prin care trece prin canale speciale enzima ATP-sintaza. energie electrochimică este utilizat pentru sinteza unor cantități mari de molecule ATP. Protonii matrice se combina cu anioni de oxigen și se formează apă: 2H + + O 2- - DOE.

Prin urmare, atunci când clivajul complet al unei molecule de glucoză cușcă 38 poate sintetiza ATP (2 molecule în timpul glicolizei și 36 molecule în etapele de oxigen). Ecuația totală respirație aerobă poate fi scris după cum urmează:

Principala sursă de energie pentru celulele sunt hidrați de carbon, dar în procesele metabolismului energetic pot fi de asemenea lipoliză și proteine ​​produse folosite.

1. respirația celulară se referă la procesele de asimilare sau disimilație? De ce?

2. Care este procesul de respirație celulară? În cazul în care nu energia pentru sinteza ATP în procesul de respirație celulară?

3. Enumerați etapele respirației celulare. Care dintre ele sunt însoțite de sinteza ATP-ului? Ce cantitate de ATP (cu privire la glucoză 1 mol) poate fi format în timpul fiecărei faze?

4. În cazul în care sunt glicoliza? Ce substanțe sunt necesare pentru apariția glicolizei? Care sunt produsele finale astfel produse?

5. În ce organite are loc etapa de oxigen a respirației celulare? Ce substanțe intră în această etapă? Ce produse sunt produse?

6. În etapa de pregătire a respirației celulare intră 81 g de glicogen. Care este cantitatea maximă de ATP (mol) poate fi sintetizat prin glicoliza ulterioară? În timpul fazei aerobe a respirației?

7. De ce este scindarea compușilor organici care implică oxigen este mai eficient energetic decât în ​​absența acestuia?

8. Lungimea mitocondriile variază de la 1 la 60 microni și o lățime - în intervalul 0,25-1 microni. De ce, la o astfel de diferență semnificativă în lungimea lățimea lor mitocondriilor este relativ mică și relativ constantă?

Capitolul 1: Componentele chimice ale organismelor vii

Capitolul 2. Cage - unitate structurală și funcțională a organismelor vii

Capitolul 3. Metabolismul și energia de conversie în organism

Capitolul 4. structurale de organizare și de reglementare funcționează în organismele vii

Capitolul 5. Reproducerea și dezvoltarea individuală a organismelor

Capitolul 6. Ereditatea și variabilitatea organismelor

Capitolul 7. Ameliorarea și biotehnologia