Энергетический обмен в клетке

1.

Энергетический обмен в
клетке

2.

Домашнее задание
§2.9

3.

В любой клетке главным источником энергии
для всех протекающих в ней
процессов служит универсальное
энергетическое соединение — АТФ.

4.

• АТФ образуется в результате
присоединения
к АДФ (аденозиндифосфату) одного остатка
фосфорной кислоты.
• Этот процесс
называется фосфорилированием:
АДФ + H3PO4+ 40 кДж = АТФ + H2O.

5.

• В молекуле АТФ есть две богатые энергией
химические связи.
• Это связи между остатками фосфорной
кислоты. Такие высокоэнергетические связи
называют макроэргическими.
• При разрыве одной макроэргической
связи АТФ превращается в АДФ и
выделяется около 40 кДж/моль энергии.

6.

Энергетический обмен (диссимиляция,
катаболизм) — это реакции расщепления и
окисления органических
веществ, протекающие с
выделением энергии,
частично расходующейся на образование
АТФ.

7.

Энергетический обмен в клетках может быть
двухэтапным или трёхэтапным

8.

Первый этап — подготовительный
• На подготовительном этапе большие
молекулы органических веществ
распадаются до более простых: из
полисахаридов образуются моносахариды,
из жиров — смесь глицерина и жирных
кислот, а из белков — смесь аминокислот.
• Этот процесс происходит в
лизосомах и в органах пищеварения под
действием пищеварительных ферментов.

9.

Второй этап — бескислородный
(гликолиз)
• На втором этапе происходит
расщепление продуктов
подготовительного этапа под действием
ферментов. Кислород при этом не
используется.
• Бескислородный этап расщепления
глюкозы имеет название гликолиз. Этот
процесс протекает в цитоплазме клеток.

10.

Второй этап — бескислородный
(гликолиз)
• При гликолизе происходит несколько реакций,
в результате которых из молекулы
глюкозы C6H12O6 образуется 2 молекулы
пировиноградной кислоты (ПВК) C3H4O3, а
также 2 молекулы АТФ.
• В них запасается около 40 % выделившейся
энергии, остальные 60 % рассеиваются.
C6H12O6+2H3PO4+2АДФ=2C3H4O3+2АТФ +2H2O.

11.

Второй этап — бескислородный
(гликолиз)
Образовавшаяся пировиноградная кислота в
анаэробных условиях превращается в
молочную кислоту C3H6O3:
HOOC−CO−CH3→HOOC−CHOH−CH3.

12.

Второй этап — бескислородный
(гликолиз)
В растительных клетках и клетках дрожжей из
пировиноградной кислоты образуется этиловый
спирт C2H5OH и углекислый газ CO2, т. к.
происходит спиртовое брожение:
C6H12O6+2H3PO4+2АДФ=2C2H5OH+2CO2+2АТФ+2H2O.

13.

Третий этап — кислородный
• Сущность третьего (кислородного) этап
заключается в окислении ПВК до углекислого
газа и воды При этом выделившаяся энергия
запасается в 36 молекулах АТФ (2 — в цикле
Кребса и 34 — при окислительном
фосфорилировании).
• Этот этап тоже является многостадийным. В
нём выделяют два процесса — цикл
Кребса и окислительное фосфорилирование.

14.

Схема кислородного этапа:
2C3H4O3+6O2+36H3PO4+36АДФ=
6CO2+42H2O+36АТФ.
• Так как 2 молекулы АТФ образуются при
гликолизе, то в сумме при полном окислении
одной молекулы
глюкозы образуется 38 молекул АТФ.
• Суммарное уравнение энергетического
обмена:
C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+38АТФ.