АТФ (аденозинтрифосфат). Он служит в клетках универсальным энергоносителем. Энергия, выделяющаяся
при расщеплении органических веществ (жиры, углеводы, белки и т. д.), не может использоваться
непосредственно для выполнения какой-либо работы, а запасается первоначально в форме АТФ.
При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты образуется АДФ (аденозиндифосфат) и высвобождается
около 30 кДж энергии, которая расходуется на выполнение какой-либо работы в клетке (например,
сокращение мышечной клетки, процессы синтеза органических веществ и т. д.)
Аденозиндифосфат (АДФ) — нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и двух остатков фосфорнойкислоты. АДФ образуется в результате переноса концевой фосфатной группы АТФ.Так как запас АТФ в клетке ограничен, он постоянно восстанавливается за счет энергии, выделяющейся прирасщеплении других органических веществ; восстановление АТФ происходит путем присоединения молекулыфосфорной кислоты к АДФ:
В большинстве эукариотических клеток синтез основного количества АТФ происходит внутри митохондрии, а основные потребители АТФ расположены вне её.Реакции фосфорилирования АДФ и последующего использования АТФ в качестве источника энергии образуют циклический процесс, составляющий суть энергетического обмена.
19. Обмен веществ и энергии в клетке. Фотосинтез, хемосинтез. Процессассимиляции (основные реакции).
В клетке постоянно происходит обмен веществ и энергии с окружающей средой. Обмен веществ
(метаболизм) - основное свойство живых организмов. На клеточном уровне метаболизм включает два
процесса: ассимиляцию (анаболизм) и диссимиляцию (катаболизм). Эти процессы происходят в клетке
одновременно.
Ассимиляция (пластический обмен) - совокупность реакций биологического синтеза. Из простых веществ,
поступающих в клетку извне, образуются вещества, характерные для данной клетки. Синтез веществ в клетке
происходит с использованием энергии, заключенной в молекулах АТФ.
Фотосинтез и хемосинтез - две формы пластического обмена. Фотосинтез — процесс образования
органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов.
Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических
веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений
Протекает фотосинтез в 2 фазы: световая и теневая.
Световая фаза протекает на свету. Во время световой фазы происходит возбуждение хлорофилла путем поглощения кванта света. В световой фазе происходит фотолиз воды с последующим выделением кислорода в атмосферу. Кроме того, в световой фазе фотосинтеза протекают следующие процессы: накопление протонов водорода, синтез АТФ из АДФ, присоединение H+ к специальному переносчику НАДФ
ИТОГ СВЕТОВОЙ РЕАКЦИИ:
Образование АТФ и НАДФ*H, выделение O2 в атмосферу.
Темновая фаза (цикл фиксации CO2, цикл Кальвина) протекает в строме хлоропласта. В темновой фазе происходит следующие процессы:
Из световой реакции берется АТФ и НАДФ*H
Из атмосферы - CO2
1)Фиксация CO2
2)Образование глюкозы
3)Образование крахмала
ИТОГОВОЕ УРАВНЕНИЕ:
6CO2+6H2O---(хлорофилл,свет)—С6H12O6+6O2
Хемосинтез – синтез органических веществ за счет энергии химических реакций. Хемосинтез осуществляется бактериями
Основные реакции хемосинтеза:
1) окисление серы:
2H2S + O2 = 2H20 + 2S2S + O2 + 2H2O = 2H2SO4
2) окисление азота:
2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O
2HNO2 + O2 = HNO3
3) окисление кислорода
2H2 + O2 = 2H2O
4) окисление железа:
4FeCO3 + O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 + 4CO2
20.Обмен веществ в клетке. Процесс диссимиляции. Основные этапы энергетического обмена.
Обмен веществ представляет собой единство ассимиляции и диссимиляции.
Диссимиляция – эндотермический процесс, требующий затраты энергии. Источником энергии являются ранее синтезированные вещества, подвергшиеся распаду в процессе диссимиляции.
Все функции, выполняемы клеткой, требуют затрат энергии, которая освобождается в процессе диссимиляции. Биологическое значение диссимиляции сводится не только к освобождению энергии, потребной клетке, но нередко и к разрушению веществ, вредных для организма
Весь процесс диссимиляции, или энергетического обмена, состоит из 3 этапов: подготовительный, бескислородный и кислородный. В подготовительном этапе под действием ферментов происходит расщепление полимеров до мономеров. Так, белки расщепляются до аминокислот, полисахариды – до моносахаридов, жиры – до глицерина и жирных кислот. В подготовительном этапе выделяется мало энергии и рассеивается обычно в виде тепла.
2) Бескислородный или анаэробный этап. Разберем на примере глюкозы. В анаэробном этапе происходит распад глюкозы до молочной кислоты:
С6H12O6 + 2АДФ + Н3РО4 = 2C3H6O3 + 2Н2О + 2АТФ (молочная к-та)
3) Кислородный этап. При кислородном этапе вещества окисляются до СО2 и Н2О. При доступе кислорода пировиноградная кислота проникает в митохондрии и подвергается окислению:
С3H6O3+6O2—6CO2+6H2O+36АТФ
Суммарное уравнение:
C6H12O6+6O2—6CO2+6H2O+38АТФ
