Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Использование энергии в клетке.




Читайте также:
  1. IV. ТЕХНОЛОГИИ И КОНЕЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОСТОЯННЫ И ЗАДАНЫ
  2. VV Использование DreamLink'а во время утреннего сна
  3. АВТОМАТИЗАЦИЯ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
  4. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
  5. Автоматические идентификационные системы (АИС). Назначение, использование информации АИС
  6. АНАЛИЗ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПРОЕКТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦ
  7. Анальгезия и использование антидепрессантов при инфаркте миокарда
  8. Б16 В2 Использование имитационного моделирования в инвестиционных процессах.
  9. Билет 12. Лазер и его использование при сварке
  10. Билет 16. Электронный луч и его использование при сварке.

Живая клетка – сложная и непрерывно изменяющаяся структура. Химические реакции, происходящие в ней, можно разделить на две большие группы. В анаболических реакциях крупные молекулы синтезируются из более мелких. Для этого необходимо затратить энергию. В катаболических реакциях молекулы распадаются на более мелкие; обычно этот процесс идёт с выделением энергии. Впоследствии эти мелкие «кирпичики» могут снова использоваться для биосинтеза.

Перечисленные два типа реакции составляют метаболизм клетки.

Выделившаяся в ходе катаболических реакций энергия может быть использована клеткой в различных целях: синтез новых молекул, транспорт, мышечные сокращения и т. п. Энергия может переходить из одной формы в другую; наиболее удобен для использования химический тип энергии, то есть энергия связи в молекулах. Однако, каковыми бы ни были трансформации энергии внутри клетки, её первоисточником служит Солнце. В пищевые цепи солнечная энергия может включиться после того, как будет поглощена автотрофными организмами.

Непосредственно выделение химической энергии происходит в процессе дыхания. Как правило, оно идет в присутствии кислорода; в этом случае дыхание называется аэробным. Дыхательные процессы, протекающие без участия кислорода, называются анаэробными. Дыхание осуществляется в два этапа: взаимодействие с внешней средой (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) и окислительные реакции в клетках.

В клетке происходят окислительные реакции трёх типов:

- прямое окисление кислородом;

- окисление за счёт других веществ;

- перенос электронов.

Основным результатом дыхания является образование АТФ в результате фосфорилирования из АДФ и фосфата в митохондриях клетки. Для этого нужно потратить 30,6 кДж на 1 моль; необходимую энергию доставляет протонный градиент, устанавливающийся по разные стороны мембраны митохондрии (в пространстве между двумя слоями мембраны митохондрий накапливаются положительно заряженные протоны, а в матриксе митохондрий – отрицательно заряженные гидроксильные ионы; именно за счёт этой энергии осуществляется синтез молекул АТФ, который реализуется при движении протонов через фермент мембраны митохондрий АТФ-синтетазу). АТФ (аденозинтрифосфат) – универсальный источник энергии, он может быть доставлен в любое место клетки и гидролизован там с выделением энергии.



Молекула АТФ состоит из аденина, пентарибозы и трёх фосфатных групп. Именно пирофосфатные связи и позволяют запасти в молекуле АТФ столь большое количество энергии.

В дыхательном процессе необходимо наличие окисляющегося вещества (субстрата). Как правило, эту роль играют углеводы, поступающие в клетку в виде питательных веществ, реже – жиры, в исключительных случаях – белки. К примеру, из каждой молекулы глюкозы в итоге получаются две молекулы АТФ, а также две молекулы пировиноградной кислоты 2C3H4O3. В присутствии кислорода эта кислота окончательно окисляется до углекислого газа и воды при анаэробном дыхании образуются либо этиловый спирт (например, у дрожжей) либо молочная кислота (например, в мышечных клетках при недостатке кислорода). Коэффициент полезного действия этих реакций составляет около 40 % для аэробного дыхания и молочнокислого брожения и около 29 % для спиртового брожения. Так как часть АТФ при молочнокислом брожении образуется позднее, в присутствии кислорода, то аэробное дыхание можно считать более эффективным, чем анаэробное. Впрочем, КПД любого из этих процессов значительно выше, чем, скажем, КПД парового двигателя (около 10 %). Большинство из описанных процессов протекают в митохондриях.



В сутки энергозатраты человека покрываются пищей, в которой содержится более полукилограмма глюкозы. Так как из каждой молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, то за сутки в теле человека образуется и вновь расщепляется более 50 кг АТФ.

Ещё более эффективным является использование жиров. Сначала они при участии ферментов гидролизуются до глицерина и жирных кислот. Окисление одной молекулы глицерина даёт в общем итоге всего 19 молекул АТФ, а вот окисление, к примеру, стеариновой кислоты – целых 147 молекул.

 

 


Дата добавления: 2015-01-19; просмотров: 12; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты