Опорный конспект № 10 «Энергетический обмен»

Энергетический обмен – совокупность реакций расщепления высокомолекулярных соединений, при которых выделяется энергия (ассимиляция). Выделяющаяся энергия накапливается в макроэргических связях молекул АТФ, которые являются универсальным источником энергии. Процесс энергетического обмена можно разделить на три этапа: подготовительный, бескислородный (гликолиз) и кислородный (дыхание).

Подготовительный этап – крупные молекулы в пищеварительной системе распадаются до мономеров (крахмал до глюкозы, белки до аминокислот, жиры до глицерина и жирных кислот); подобный процесс происходит внутри клеток в лизосомах. Выделяющаяся энергия рассеивается в виде тепла.

Бескислородный этап – распад глюкозы – гликолиз – процесс ферментативного распада глюкозы в цитоплазме клеток без участия кислорода с образованием 2 молекул пировиноградной кислоты (ПВК), 2 молекул водорода и 2 молекул АТФ. Ферменты

С₆ Н₁₂О₆ + 2 НАД⁺ 2 С₃ Н₄ О₃ + 2 НАД^. Н₂ + 2 АТФ

Далее ПВК может расщепляться при отсутствии кислорода до молочной кислоты (у животных) или до этанола (у растений).

Кислородный этап (дыхание) – при участии кислорода в митохондриях происходит дальнейшее разрушение ПВК до углекислого газа и воды с образование 36 молекул АТФ. 2 молекулы образуются в реакциях цикла Кребса и 34 – в процессе окислительного фосфолирования.

Реакции цикла Кребса:

- ПВК присоединяется к веществу коферменту А и образуется вещество ацетилкофермент А;

- Ацетилкофермент А соединяется с щавелевоуксусной кислотой и включается в цикл реакций – цикл Кребса;

- перемещаясь по ферментативному конвейеру цикла Кребса, остаток уксусной кислоты полностью окисляетя;

- происходит образование богатых энергией 10 молекул НАД^. Н₂ и 2 молекул АТФ.

Окислительное фосфолирование – дыхательная цепь:

- НАД ^. Н₂ отдают электроны на цепь переносчиков, которая заканчивается в межмембранном пространстве на молекулах О_;.

- при переходе с высшей ступени на низшую электрон теряет энергию, которая используется для синтеза 34 молекул АТФ;

- образующиеся ионы водорода соединяются с ионами кислорода и дают молекулы воды: 4 Н⁺ + О₂ + 4e^- = 2 Н₂О

Суммарное уравнение: С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + 38 АТФ