Ферментные комплексы дыхательной цепи (обозначены участки сопряжения окисления и фосфорилирования):

Механизм синтеза АТФ описывает хемиосмотическая теория (автор - П. Митчелл). Согласно этой теории, компоненты дыхательной цепи,

14.84M

Category:

biology

c990ab0e7b234b9c8e967a786747243f

1. «Энергетические процессы в клетке»

4. МЕТАБОЛИЗМ

5.

Энергетический обмен
(диссимиляция) — это совокупность
реакций расщепления
высокомолекулярных соединений,
которые сопровождаются
выделением и запасанием энергии

6.

АТФ – универсальный источник
энергии в клетке
Аденин
Три фосфата
Макроэргические связи
Рибоза

7.

р-я ФОСФОРЕЛИРОВАНИЯ – превращение АДФ в АТФ
АДФ + Н3РО4 + 40 кДж = АТФ+Н2О
превращение АТФ в АДФ происходит с выделением 40кДж

Анаэро́бные органи́змы способные жить и развиваться при отсутствии в среде
свободного кислорода (O2). Термин «анаэробы» ввёл Л. Пастер, открывший в
1861 бактерии маслянокислого брожения. Энергию для роста и развития
анаэробные организмы получают в процессе расщепления органических
веществ (главным образом углеводов), подвергая их брожению, в ходе которого
образуются восстановленные соединения – спирты и органические кислоты, или
используют в качестве конечных акцепторов электронов неорганические
соединения – нитраты, соединения серы, СО2, восстанавливая их
соответственно до молекулярного азота, сероводорода и метана.
Облигатные (строгие) анаэробы Живут в условиях, исключающих доступ O2
(нижние слои почвы, дно водоёмов, глубокие участки раны и т. д.). К ним
относятся прокариоты: ряд патогенных бактерий (в том числе представители
клостридий), бифидобактерии, живущие в кишечнике человека и животных,
маслянокислые бактерии, метаногены.
Факультативные (условные) анаэробы способны развиваться как при полном
отсутствии O2, так и при его наличии. Молочнокислые бактерии (брожение)
нечувствительны к кислороду; Дрожжи и энтеробактерии могут переключать
метаболизм с брожения на дыхание благодаря наличию ферментов,
участвующих в переносе водорода на О2. К факультативным анаэробам
относятся также денитрифицирующие бактерии, гноеродные кокки, палочки
брюшного тифа, возбудители сибирской язвы, обитатели дна водоёмов
(ресничные инфузории, малощетинковые черви, моллюски и др.) и кишечные
паразиты человека и животных (некоторые простейшие, круглые и плоские
черви).

10.

Термофильных анаэробов, найденных в гидротермах, в том числе
глубоководных, относят к числу древнейших обитателей Земли.
Анаэробные организмы являются основным поставщиками
восстановленных соединений в биосфере, внося значительный вклад в
круговорот веществ в природе.

11.

https://old.bigenc.ru/geology/text/2125479
https://nplus1.ru/news/2016/12/20/newspe
cies

12.

Никотинамидадениндинуклеотид
(NAD) — кофермент,
присутствующий во всех живых
клетках входит в состав ферментов
группы дегидрогеназ,
катализирующих окислительновосстановительные реакции;
выполняет функцию переносчика
электронов и водорода, которые
принимает от окисляемых веществ.
Восстановленная форма (NADH)
способна переносить их на другие
вещества.
Представляет собой динуклеотид,
молекула которого построена из
амида никотиновой кислоты и
аденина, соединенных между собой
цепочкой, состоящей из двух
остатков D-рибозы и двух остатков
фосфорной кислоты;

13.

FAD — флавинадениндинуклеотид —
кофермент, принимающий участие во
многих окислительновосстановительных биохимических
процессах. Существует вокисленной и
восстановленной формах (его
биохимическая функция заключается в
переходе между ними).
FAD может быть восстановлен до
FADH2, при этом он принимает два
атома водорода и является
переносчиком энергии.
Восстановленный кофермент может
быть использован как субстрат в
реакции окислительного
фосфорилирования в митохондрии.
Молекула FADH2 окисляется в FAD, при
этом выделяется энергия,
эквивалентная (запасаемая в форме)
двум молям ATP.
Основной источник восстановленного
FAD у эукариот — цикл Кребса.

14. Схема этапов энергетического обмена

15. I. Подготовительный этап

кровь
Пищеварительная система
Лизосомы в клетках

16.

C H 2 OH
C H 2 OH
o
o
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
В процессе ГЛИКОЛИЗА
глюкоза расщепляется до
молочной кислоты (лактата),
выделяется энергия (АТФ),
при наличии кислорода - до
ПВК (пирувата)

17.

Анаэробный гликолиз
Полисахариды
Глюкоза
9 реакций
гликолиз
2 ПВК
(пируват)
клетка

18. Брожение – анаэробное дыхание

ГЛЮКОЗА
2 АТФ
ГЛИКОЛИЗ
ПВК
БРОЖЕНИЕ
Молочная кислота
молочнокислое
Животные, бактерии
Если мало кислорода
или организм –
принципиальный
анаэроб
Этиловый спирт
спиртовое
Растения, винные
дрожжи

19.

Брожение
COOH
COOH
CН OH
C
CH3
COOH
CH3
O
молочная
кислота
CH OH
ПВК
CH3
этиловый спирт

20.

III. Аэробный этап - кислородный
Глюкоза
клетка
гликолиз
Митохондрия
2 ПВК
О2

21.

Аэробный этап
ПВК
СО2 и Н2О
36
молекул
АТФ
Митохондрия
О2

22.

Клеточное
дыхание:
совокупность
биохимических
реакций,
протекающих в
клетках живых
организмов, в
ходе которых
происходит
окисление
органических
веществ до
углекислого газа
и воды, а также
образование
энергии.
Высвобожденная
энергия
запасается в
химических
связях
макроэргических
соединений.

23.

Дыхательная цепь –
последовательная цепь ферментов,
осуществляющая перенос ионов
водорода и электронов от
окисляемых субстратов к
молекулярному кислороду –
конечному акцептору водорода. В
ходе этих реакций выделение
энергии происходит постепенно,
небольшими порциями, и она может
быть аккумулирована в форме АТФ.
Локализация ферментов
дыхательной цепи – внутренняя
митохондриальная мембрана.

24. Ферментные комплексы дыхательной цепи (обозначены участки сопряжения окисления и фосфорилирования):

Ферментные
комплексы
дыхательной
цепи
(обозначены
участки
сопряжения
окисления и
фосфорилиров
ания):

25. Механизм синтеза АТФ описывает хемиосмотическая теория (автор - П. Митчелл). Согласно этой теории, компоненты дыхательной цепи,

Механизм синтеза АТФ описывает хемиосмотическая теория (автор - П.
Митчелл). Согласно этой теории, компоненты дыхательной цепи,
расположенные во внутренней митохондриальной мембране, в ходе
переноса электронов могут «захватывать» протоны из матрикса
митохондрий и передавать их в межмембранное пространство. При этом
наружная поверхность внутренней мембраны приобретает
положительный заряд, а внутренняя – отрицательный, т.е. создаётся
градиент концентрации протонов с более кислым значением рН снаружи.
Так возникает трансмембранный потенциал.
Протоны переходят в
митохондриальный матрикс с
ферментом АТФ-синтетазой.
Фермент состоит из двух
частей: водорастворимой
каталитической части и
погружённого в мембрану
протонного канала. Переход
ионов Н+ из области с более
высокой в область с более
низкой их концентрацией
сопровождается выделением
свободной энергии, за счёт
которой синтезируется АТФ.