Энергетический обмен

1.

Энергетический обмен

2.

• ОБМЕН ВЕЩЕСТВ (метаболизм) – это совокупность химических
реакций синтеза и распада, лежащих в основе жизнедеятельности
организма и обеспечивающих его взаимосвязь с окружающей средой.
Пластический обмен
(анаболизм,ассимиляция)
Энергетический обмен
(катаболизм, диссиимиляция)
Из простых веществ образуются
сложные:
Из сложных веществ образуются
простые:
А+В=С
Энергия расходуется
С => А + В + Е
Энергия аккумулируется

3.

• ОБМЕН ВЕЩЕСТВ (метаболизм) – это совокупность химических
реакций синтеза и распада, лежащих в основе жизнедеятельности
организма и обеспечивающих его взаимосвязь с окружающей средой.
Пластический обмен
(анаболизм,ассимиляция)
Обеспечение клетки строительным
материалом
Энергетический обмен
(катаболизм, диссиимиляция)
Обеспечение клетки энергией

4.

АТФ – аденозинтрифосфорная кислота
• Макроэргические связи (при
расщеплении выделяется 30,6 кДж
свободной энергии)
• Азотистое основание – АДЕНИН;
• Пятиуглеродный моносахарид –
РИБОЗА;
• Три остатка фосфорной
кислоты.

5.

АТФ – аденозинтрифосфорная кислота
Реакция гидролиза:
• АТФ+ Н2О –> АДФ + Ф неорг. + Е (30,6 кДж)
Реакция конденсации (фосфорилирования):
• Е (30,6 кДЖ) + АДФ + Ф неорг. –> АТФ + Н2О
Обе реакции обратимы и катализируются ферментом АТФазой.

6.

АТФ – аденозинтрифосфорная кислота
• АТФ – универсальный носитель энергии, т.к. для всех
клеток любого организма она служит источником энергии.
• АТФ синтезируется во время дыхания за счет химической
энергии, которая высвобождается при окислении
органических веществ (глюкозы) или солнечной энергии во
время фотосинтеза.

7.

1. Подготовительный этап
Локализация:
Процессы:
питательные вещества под влиянием
пищеварительный
пищеварительных ферментов расщепляются до
тракт (лизосомы клетки
мономеров:
у одноклеточных)
• Белки – до аминокислот
• Жиры – до жирных кислот и спиртов
• Углеводы – до моносахаридов
Выделяется небольшое количество тепловой энергии

8.

2. Бескислородный этап - гликолиз
Локализация:
Процессы:
цитоплазма клеток
молекула глюкозы расщепляется на 2 молекулы
пировиноградной кислоты (ПВК).
Осуществляется без участия кислорода – в
анаэробных условиях
Образуются 2 молекулы АТФ + 60% - тепловая энергия

9.

Этапы гликолиза:
- фосфорилирования
- расщепление
- окисление путем отщепления
водорода.
Таким образом, во время
гликолиза образуется 4 АТФ, но т.к.
2 АТФ затрачиваются на этапе
фосфорилирования, общий выход
Е составляет 2 АТФ.

10.

3. Кислородный (аэробный) этап
Процессы:
Локализация:
матрикс
митохондрий
полное окисление ПВК до СО2 и Н2О с
высвобождением 36 молекул АТФ.
-
цикл Кребса (трикарбоновых кислот, ЦТК);
окислительное фосфорилирование.
Образуется 36 молекулы АТФ, выделения тепловой энергии не
происходит

11.

Цикл Кребса (ЦТК)
Подготовительный этап ЦТК

12.

13.

14.

Окислительное фосфорилирование
Электрон-транспортная цепь – это система белков и органических
молекул, встроенных во внутреннюю мембрану митохондрии.
1) Доставка электронов при помощи НАДН и ФАДН2
Восстановленные переносчики электронов, образовавшиеся на
предыдущих этапах дыхания, доставляют электроны к молекулам в
самое начало ЭТЦ.
2) Перенос электронов и образование протонного градиента.
По мере прохода электронов по ЭТЦ, они переходят с более высокого
энергетического уровня на более низкий с высвобождением энергии.
Часть этой энергии используется для перемещения протонов Н+ из
матрикса митохондрии в ее межмембранное пространство, в результате
образуется электрохимический градиент.

15.

Окислительное фосфорилирование
Электрон-транспортная цепь – это система белков и органических
молекул, встроенных во внутреннюю мембрану митохондрии.
3) Расщепление молекулы кислорода с образованием воды.
В конце ЭТЦ электроны переносятся на молекулу кислорода, которая
расщепляется и, получив протоны Н+, образует воду.
4) Синтез АТФ под действием градиента.
Протоны под действием силы градиента переходят обратно в матрикс
через АТФ-синтазу, в результате чего синтезируются молекулы АТФ.

16.

Роль ЭТЦ
1) Восстановление переносчиков
электронов.
НАДН и ФАДН2, отдавая электроны
в ЭТЦ, превращаются обратно в
НАД+ и ФАД. Это важно, т.к. их
окисленная форма участвует в
гликолизе и ЦТК.
2) Создание протонного градиента.
ЭТЦ создает протонный градиент
на внутренней мембране
митохондрии, благодаря чему
осуществляется синтез АТФ.

17.

Продукты энергетического обмена