metabolismului energetic în celulă. sinteza ATP
sinteza ATP are loc în citoplasmă, în principal în mitocondrii, astfel încât acestea sunt numite „centrale electrice“ ale celulei.
In celulele umane, multe animale și unele microorganisme furnizor major de energie pentru sinteza ATP-ul este glucoza. Clivajul glucozei in celula, care are ca rezultat sinteza ATP, este realizată în două etape consecutive. Prima etapă se numește glicoliză sau divizarea anoxice. A doua etapă se numește scindare oxigen.
Glicoliză. Pentru o ilustrare (a nu aminti) da ecuația finală:
Se vede din ecuația care, în procesul de glicoliză oxigen nu este implicată (și, prin urmare, această etapă se numește scindare anoxice). În același timp, partidul necesar glicoliza: sunt acidul fosforic și ADP. Ambele substanțe sunt prezente întotdeauna, deoarece acestea sunt formate în mod constant, ca urmare a activității celulare. In timpul glicolizei molecule de glucoză defalcate și sinteza ATP 2 molecule.
Ecuația finală nu furnizează informații cu privire la mecanismul procesului. Glicoliză - un proces complex, în mai multe etape. Este un complex (sau, mai bine zis, transportorul) de reacții multiple consecutive. Fiecare reacție catalizează enzima particular. Ca rezultat, fiecare reacției există o ușoară modificare de fond și ca o schimbare rezultat semnificativ, de la molecule de glucoză 6-carbon produs 2 molecule de acid organic 3-carbon. Ca rezultat, fiecare reacției o cantitate mică de energie eliberată, iar valoarea sumei obținută prin impunerea - 200 kJ / mol. O parte din această energie (60%) este disipată sub formă de căldură, și o parte (40%) este prevăzută sub formă de ATP.
proces glicoliza are loc in toate celulele animale si in celulele de anumite microorganisme. Toate cunoscut fermentație lactică (la lapte skisanii, formarea caș, smântână, kefir) este cauzata de bacterii producătoare de acid lactic și fungi. Mecanismul acestui proces este glicoliza identic.
clivaj oxigen. După terminarea celei de a doua etape a glicolizei trebuie - separarea oxigenului.
In procesul de oxigen implică enzime, apă, oxidanti, purtători de electroni și oxigen molecular. Condiția principală a fluxului normal al procesului de oxigen - este cu membrana mitocondrială intactă.
Produsul final al glicolizei - acid organic cu trei carbon - pătrunde în mitocondrii, unde sub influența enzimei reacționează cu apa și distruse complet:
Rezultat oxid de carbon (IV) trece liber prin membrana mitocondrială și este îndepărtat pentru mediu. Atomii de hidrogen sunt transferate la membrana unde oxidat de enzimele își pierd electroni adică ..:
Electronii și cationi de hidrogen H + (protoni) sunt culese molecule și vectori sunt transmise în direcții opuse: electronii de pe partea interioară a membranei, unde se combina cu oxigenul (oxigenul molecular este alimentat continuu în mitocondriile din mediu):
Cationii H + sunt transportate către exteriorul membranei. Ca urmare, concentrația crescută în interiorul mitocondriilor anioni O r
t. e. particule care transportă o sarcină negativă. Pe partea exterioara a membranei se acumulează încărcat pozitiv particule (ii), deoarece membrana este impermeabilă la ele. Astfel, membrana în afara pozitiv încărcat, iar în interior - negativ. Deoarece concentrația particulelor încărcate oppositely pe ambele părți ale membranei crește diferența de potențial dintre ele.
Se constată că, în anumite zone ale diafragmei construit molecule de enzimă de sinteză ATP. Molecula enzimă este un canal prin care poate trece cationi H +. Acest lucru se întâmplă, cu toate acestea, în cazul în care diferența de potențial prin membrana ajunge la un anumit nivel critic ordine (200 mV). La atingerea acestei valori, intensitatea câmpului electric încărcat pozitiv particulele sunt împinse printr-un canal în molecula de enzima, trece pe partea interioară a membranei și interacționează cu oxigenul pentru a forma apa:
Procesul descrie scindare a ecuației de oxigen:
In timpul acestui proces, energia considerabilă este eliberată 2600 kJ per fiecare 2 moli de acid organic; 45% din această energie este disipată sub formă de căldură, iar 55% este salvat, adică. E. Convertit în energia legăturilor chimice ale ATP.
Rezumând ecuația procesului anoxic și oxigen, obținem digestia completă ecuație, moleculele de glucoză:
Materialul din această secțiune conduce la următoarele concluzii:
1. Sinteza ATP în timpul glicolizei nu necesită membrane. El este într-un tub de testare, în cazul în care există toate enzimele și substraturile. Pentru a realiza procesul de oxigen necesita o membranele mitocondriale ca rolul decisiv jucat apar asupra fenomenelor electrice.
2. Scindarea în celula 1 molecula de glucoza la oxid de carbon (IV) și apă 38 asigură sinteza ATP. Dintre acestea, molecula anoxic etapa 2 sintetizat, și în procesul kislorodnuyu- 36. Oxigenul este astfel de aproximativ 20 de ori mai eficace decât anoxie.
3. În viața celulelor apar deseori situații în care exercitarea procesului de oxigen este dificil sau imposibil (din cauza lipsei de oxigen, leziuni mitocondriale). În aceste cazuri, celula pentru a obține cantitatea necesară de ATP pentru viață folosește proces numai fără oxigen. Pentru a face acest lucru, ea trebuie să-și petreacă 20 de ori mai mult decât în mod normal de glucoză.
4. Va oferim pentru a rezolva problema: cum ATP este sintetizat de către celulele umane într-o zi? Pentru a rezolva problema folosim ecuația generală, din care rezultă că descompunerea completă a unei molecule de glucoza este sintetizat 38 de molecule de ATP.
Greutatea moleculară a glucozei - 180, ATP - 504. Astfel, sintetizati 504 · 38 = 19,152 g de ATP, ca rezultat al scindării 180 g de glucoză. Consumul de energie pe zi adult uman cu alimente acoperite de livrare de 600-700 g de glucoză. Dacă 180 g de glucoză furnizează 19 kg de sinteză ATP, apoi 600 g de glucoză da 63 kg. Deci, în timpul zilei, în corpul uman este sintetizat (și costurile!), Mai mult de 60 kg de ATP. Această cifră pare incredibil, dar este absolut corectă.
