Энергетический обмен состоит из трех этапов.
I этап — подготовительный.
На первом этапе происходит расщепление высокомолекулярных органических веществ до низкомолекулярных в процессе реакций гидролиза, идущих при участии воды. Он протекает в пищеварительном тракте, а на клеточном уровне — в лизосомах. Вся энергия, выделяющаяся на подготовительном этапе, рассеивается в виде тепла.
Реакции подготовительного этапа:
белки + Н20—» аминокислоты + С; углеводы + Н20 —»глюкоза + ф; жиры + Н20 —> глицерин + высшие жирные + кислоты
II
этап
— гликолиз, бескислородное окисление.
Глюкоза является ключевым веществом обмена в организме. Все остальные вещества на разных стадиях втягиваются в процессы ее превращения. Дальнейшее расщепление органических веществ рассматривается на примере обмена глюкозы.
Процесс гликолиза протекает в цитоплазме. Глюкоза расщепляется до 2 молекул пировиноградной кислоты (ПВК), которые в зависимости от типа клеток и организмов могут превращаться в молочную кислоту, спирт или другие органические вещества. При этом выделяющаяся энергия частично запасается в 2 молекулах АТФ, а частично расходуется в виде тепла. Бескислородные процессы называются брожением.
Реакции гликолиза:
С6Н1206-+>2С3Н403+4Н-глюкоза
ПВК2АТФ
2С3Н603 (молочная кислота) молочнокислое брожение
2С2Н5ОН + 2С02 (этиловый спирт) спиртовое брожение
В результате ступенчатого расщепления глюкозы образуются 2 молекулы ПВК — С3Н403. При этом освобождаются еще 4 атома Н, которые соединяются с переносчиком НАД+, и образуются 2НАД • Н + Н+. Дальнейшая судьба ПВК зависит от наличия кислорода. В анаэробных условиях ПВК превращается в молочную кислоту или этанол с участием тех же двух молекул НАД • Н + Н+, которые возвращают водород. Если же процесс идет в аэробных условиях, то ПВК и 2НАД • Н + Н+ вступают в реакции биологического окисления.
III
этап — кислородный.
Биологическое окисление протекает в митохондриях. Пировиноградная кислота поступает в митохондрии, где преобразуется в уксусную кислоту, соединяется с ферментом-переносчиком и входит в серию циклических реакций — цикл Кребса. В результате этих реакций при участии кислорода образуются углекислый газ и вода, а на кристах митохондрий за счет выделяющейся энергии синтезируется 36 молекул АТФ.
Реакции кислородного этапа:
2С3Н403 + 602 + 4Н - 6С02 + 6Н20.
Таким образом, при расщеплении глюкозы на двух этапах образуется суммарно 38 молекул АТФ, причем основная часть — при кислородном окислении.
Процесс биологического окисления органических веществ называется дыханием.
Прочие статьи:
Видовой состав
Вид муравьев
Рыжий лесной муравей
Formica
rufa
Черный муравей
Lasius
niger
L
.
Желтый земляной муравей
Lasius
flavus
F
.
Мирмика рыжая
Myrmica
laevinodis
N
.
Климатическая зона
Лесостепная зона
Лес
Луг
...
Основные этапы развития жизни на Земле.
Одним из наиболее трудных и в то же время актуальных и интересных в современном естествознании является о происхождении жизни.
Жизнь — одно из сложнейших, если не самое сложное явление природы. Для нее особенно характерны обмен веществ и ...
Исследование активности антиоксидантной системы и показателей перекисного
окисления липидов в плацентарной ткани в норме и при ОПГ-гестозе легкой степени
тяжести
Результаты исследования показали достоверное снижение активности каталазы и церулоплазмина в плацентарной ткани при ОПГ-гестозе легкой степени тяжести в 1,2 раза по сравнению с нормой (рисунок 3).
Рисунок 3. Активность каталазы в норме ...