энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция) — совокупность реакций расщепления органических веществ, выделением энергии. энергия, при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается в форме атф и других высокоэнергетических соединений. атф — универсальный источник энергообеспечения клетки. синтез атф происходит в клетках всех организмов в процессе фосфорилирования — присоединения неорганического фосфата к адф.
у аэробных организмов (живущих в кислородной среде) выделяют три этапа энергетического обмена: подготовительный, бескислородное окисление и кислородное окисление; у анаэробныхорганизмов (живущих в бескислородной среде) и аэробных при недостатке кислорода — два этапа: подготовительный, бескислородное окисление.
подготовительный этапзаключается в ферментативном расщеплении сложных органических веществ до простых: белковые молекулы — до аминокислот, жиры — до глицерина и карбоновых кислот, углеводы — до глюкозы, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов. распад высокомолекулярных органических соединений осуществляется или ферментами желудочно-кишечного тракта или ферментами лизосом. вся при этом энергия рассеивается в виде тепла. образовавшиеся небольшие органические молекулы могут быть использованы в качестве «строительного материала» или могут подвергаться дальнейшему расщеплению.
бескислородное окисление, или гликолизэтот этап заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ, образовавшихся во время подготовительного этапа, происходит в цитоплазме клетки и в присутствии кислорода не нуждается. главным источником энергии в клетке является глюкоза. процесс бескислородного неполного расщепления глюкозы — гликолиз.
потеря электронов называется окислением, приобретение — восстановлением, при этом донор электронов окисляется, акцептор восстанавливается.
следует отметить, что биологическое окисление в клетках может происходить как с участием кислорода:
а + о2 → ао2,
так и без его участия, за счет переноса атомов водорода от одного вещества к другому. например, вещество «а» окисляется за счет вещества «в»:
ан2 + в → а + вн2
или за счет переноса электронов, например, двухвалентное железо окисляется до трехвалентного:
fe2+ → fe3+ + e—.
гликолиз — сложный многоступенчатый процесс, включающий в себя десять реакций. во время этого процесса происходит дегидрирование глюкозы, акцептором водорода служит кофермент над+ (никотинамидадениндинуклеотид). глюкоза в результате цепочки ферментативных реакций превращается в две молекулы пировиноградной кислоты (пвк), при этом суммарно образуются 2 молекулы атф и восстановленная форма переносчика водорода над·н2:
с6н12о6 + 2адф + 2н3ро4 + 2над+ → 2с3н4о3 + 2атф + 2н2о + 2над·н2.
дальнейшая судьба пвк зависит от присутствия кислорода в клетке. если кислорода нет, у дрожжей и растений происходит спиртовое брожение, при котором сначала происходит образование уксусного альдегида, а затем этилового спирта:
с3н4о3 → со2 + сн3сон,сн3сон + над·н2 → с2н5он + над+.Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос: