Локализация: осуществляется в митохондриях (что такое митохондрии? Для кого они характерны?) при участии ферментов (что такое ферменты?).
Сущность: окисление (с участием кислорода) пировиноградной кислоты (ПВК) до углекислого газа и воды с выделением энергии.
Энергия: 45% рассеивается в виде тепла, 55% сберегается в виде АТФ (окисление 1 молекулы глюкозы сопровождается синтезом 36 молекул АТФ).
Давайте вспомним, какое строение имеет митохондрия (учащиеся вспоминают структуры, образующие митохондрию).
Нарисуем схематическое увеличенное изображение участка митохондрии, выделенного в красный прямоугольник
По ходу лекции совместно с учащимися осуществляется заполнение данного схематичного рисунка.
1. Продукт гликолиза – ПВК в митохондрии подвергается окислительному декарбоксилированию (отдает СО2) и преобразуется в ацетил-коферментА. Ацетил-КоА перемещается по ферментативному конвейеру цикла Кребса (цикла трикарбоновых кислот), в ходе которого отщепляется Н, захватываемый коферментами НАД и ФАД (флавинадениндинуклеотид). При этом НАД и ФАД восстанавливаются. За счет выделяющейся энергии синтезируется 2 молекулы АТФ.
|
|
2. Атомы водорода, акцептированные НАД и ФАД перемещаются по многоступенчатой цепи переносчиков (дыхательная цепь) и отдают свою энергию на синтез АТФ из АДФ.
A) Атомы водорода отщепляются от НАД·Н+Н+ и ФАД·Н+Н+, захватываются молекулами-переносчиками, встроенными во внутреннюю мембрану митохондрий и там окисляются:
Н → Н+ + е
B) Протоны выносятся переносчиками на наружную поверхность крист (что такое кристы?) и накапливаются, создавая протонный резервуар и заряжая наружную сторону внутренней мембраны митохондрий «+».
C) е атомов водорода возвращаются по цепи дыхательных ферментов в матрикс и присоединяются к атомам кислорода (кислород поступает из внешней среды за счет внешнего дыхания), которые приобретают «» заряд.
½ О2 + е → О2
Т.о., на внутренней мембране митохондрий создается разность потенциалов. По достижении 200 мВ начинает действовать протонный канал в молекуле фермента АТФ-синтетазы, встроенной во внутреннюю мембрану митохондрий.
D) При прохождении протонов по протонному каналу в матрикс митохондрий создается высокий уровень энергии, большая часть которой идет на синтез АТФ. Т.к. этот синтез в данном случае сопряжен с окислением и потреблением кислорода, он носит название – окислительное фосфорилирование.
34АДФ + 34Н3РО4 + Е → 34АТФ + 34Н2О
E) Протоны соединяются с «» заряженными частицами кислорода с образованием воды.
2Н+ + О2→ Н2О
По ходу лекции на доске и в тетрадях учащихся должна возникнуть таким образом заполненная схема.
|
|
Т.о., в ходе кислородного этапа дыхания синтезируется 36 молекул АТФ (2 в ходе цикла Кребса и 34 в ходе окислительного фосфорилирования), т.е. данный этап в 18 раз эффективнее бескислородного этапа.