Наиболее энергетически ценными из органических веществ являются углеводы, в частности глюкоза. Образование АТФ происходит главным образом в митохондриях.
АТФ – важнейшее органическое соединение, обеспечивающее энергией все клеточные функции.
Ковалентные полярные связи между остатками фосфорной кислоты в АТФ очень богаты энергией, поэтому они называются макроэргическими. Молекула АТФ может отщеплять от себя 3-й и 2-й фосфорные остатки, разрывая химические связи между ними. При этом она превращается сначала в АДФ, а затем в АМФ. Это превращение сопровождается выделением большого количества энергии.
АТФ = АДФ + Н3РО4
АДФ = АМФ + Н3РО4
Второй этап – гликолиз.
Осуществляется без участия кислорода, поэтому его ещё называют бескислородный или неполное расщепление. Образуется промежуточный продукт – пировиноградную кислоту, которая в дальнейшем в животных клетках превращается в молочную кислоту.
С6Н12О6 = 2С3Н4О3 +4Н + 2АТФ
С6Н12О6 = 2С3Н4О3 = 2С3Н6О3
С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ = 2С3Н6О3 + 2АТФ +2Н2О
Обязательными участниками гликолиза обязательно являются АДФ и Н3РО4. Оба эти вещества всегда имеются в клетке, так как они образуются в результате её жизнедеятельности. В процессе гликолиза из одной молекулы глюкозы образуются 2 молекулы АТФ.
Гликолиз – сложный многоступенчатый процесс, состоящий из 10 следующих друг за другом реакций. Каждую реакцию катализирует свой особый фермент. В результате освобождается небольшое количество энергии порядка 200 кДж/моль глюкозы. 60% данной энергии рассеивается в виде тепла, а 40% - идет на синтез АТФ.
В клетках человека и животных глюкоза расщепляется до молочной кислоты. Этот вид гликолиза присущ некоторым видам бактерий и грибков и лежит в основе приготовления кислого молока, простокваши, кефира и др. молочнокислых продуктов питания.
Дрожжевые грибки в процессе синтеза АТФ расщепляют глюкозу до Этилового спирта и СО2. Происходит спиртовое брожение. Промежуточные реакции гликолиза и спиртового брожения сходны, но конечные продукты различны. На спиртовом брожении основано приготовление вина, пива, кваса. Тесто, замешанное на дрожжах, даёт пористый, вкусный хлеб.
С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ = 2С2Н5ОН + 2СО2 + 2Н20 + 2АТФ
Выполнить задания:
Задание 1.
Сколько молекул глюкозы необходимо расщепить без участия кислорода, чтобы получить 18 молекул АТФ:
А) 18
Б) 36
В) 9
Г) 27
Задание 2.
На первом этапе своего расщепления глюкоза:
А) окисляется до углекислого газа и воды
Б) не изменяется
В) подвергается брожению
Г) расщепляется до двух трёхуглеродных молекул.
Третий этап– кислородное расщепление.
Третий этап энергетического обмена – кислородное расщепление. Данный этап происходит при участии кислорода и воды поэтому его ещё называют аэробное дыхание и гидролиз. Аэробное дыхание осуществляется в митохондриях. Для того, чтобы понять механизм аэробного дыхания, нужно вспомнить строение митохондрий.
Аэробное дыхание связано с матриксом митохондрий и внутренней мембраной. В этом процесс принимают участие, кроме субстратов ещё
Ферменты
Молекулы-переносчики
Молекулярный кислород
Вода.
