Окислювальне фосфорелювання.

Окислення утворених в циклі трикарбонових кислот відновлених нуклеотидів в процесі дихання супроводиться фосфорелюванням АДФ і утворенням АТФ. Тобто виділенням значної кількості енергії і тому має назву окислювальне фосфорелювання. Воно відбувається не в самому ЦТК, а при перенесенні електронів від окислювальних сполук на кисень через проміжки перенозчики електронів, які входять до дихального ланцюгу.

На сьогодні вже вияснена локалізація окислювального фосфорелювання, воно відбувається між відновленою НАД і флавіновим ферментом, між цитохромом В і С₁, між цитохромом А і А₃.

ОФ в організмах відбуваються у внутрішньоклітинних органелах, які називаються мітохондріями (у відповідних ділянках яких знаходяться відповідні ферментні системи, які характеризують відновленого нуклеотида).

При окислені відновленого НАД утворюється 3 молекули АТФ, а відновленого ФАД – 2 молекули.

ІІІ. Енергетика. При анаеробному розпаді вуглеводів до ПВК утворюються на кожний моль глюкози 2 молекули АТФ і 2 молекули НАДН, які дають по 3 молекули АТФ. Разом на анаеробному етапі дихання синтезуються 8 молекул АТФ.

В аеробній стадії окислення ПВК через цикл Кребса утворюється 4 молекули НАДН і НАДФН і 1 молекула ФАД× Н₂. При окислювальному дикарбоксилюванні альфа – кетоглутарової кислоти утворюється 1 молекула АТФ із ГТФ. Отже при повному окислені 1 граму молекули ПВК може синтезуватися 15 молекул АТФ. Але кожна молекула глюкози дає дві молекули ПВК, тому в аеробній стадії окислення глюкози всього утворюється 30 молекул АТФ.

Глюкоза® 2 ПВК® 6 СО₂ + 6 Н₂О

8АТФ 30АТФ

38АТФ=1311кДж

При аеробному розпаді глюкози у високоенергетичних зв’язках акумулюється більше 45 % видаленої енергії, решта виділяється у вигляді тепла.

Метаболізм гетеротрофів.

Організми можуть бути аеробними та анаеробними. Аеробні використовують кисень повітря для свого життя. Анаеробні окислюють речовини без кисню. Метаболізм складається з двох фаз: 1. Катаболізм – фаза розщеплення (виділення енергії); 2. Анаболізм – фаза синтезу (реакції біосинтезу характерні для будови великих молекул з маленьких з використанням енергії).

Енергія передається за допомогою АТФ (від 1 до 2 фази). Енергія від фази розщеплення до синтезу також може передаватися у вигляді відновлених НАД і ФАД.

Обмін речовин буває основний - центральні метаболічні зв’язки(обмін білків, жирів, вуглеводів), вторинний (вітаміни, гормони, медикаменти).

Загальна схема катаболізму.

На другому етапі всі білки, вуглеводи і жири утворюють спільний метаболіт – ацетил КоА, і запасається АТФ. Третій етап – цикл Кребса.

Гліколіз.

Це центральний анаеробний шлях окислення глюкози. Гліколіз складається з 2 фаз: перша – підготовча – затрачується дві молекули АТФ для активації глюкози

гексокіназа – регуляторний фермент

Друга фаза – окислення з виділенням енергії.

іде реакція окислення альдегіду 1,3-дифосфоглі- тригліцеринова

до кислоти з приєднанням Н₃РО₄ церинова кислота кислота

реакція субстатного фосфорелювання

фермент субстратний комплекс

2 фосфогліцеринова фосфоенол- енол ПВК

кислота ПВК ПВК

молочна кислота

В результаті гліколіза утворюється 2 молекули АТФ.

Хлорофіл в процесі фотосинтезу відіграє роль фотостабілізатора, тобто поглинаючи світову енергію він видозмінюється, а потім віддає цю енергію і повертається у вихідне положення. Весь хлорофіл у фотосинтезуючих клітинах локалізований у внутріньоклітинних структурах – хлоропластах. Існує багато видів хлорофілу. Основним у рослин є хлорофіл А і хлорофіл В.

В основі будови хлорофілу є порферинове ядро із 4 піральних кілець, утворене таким же чином як і порферинове ядро крові. Але в хлорофілі це ядро зв’язане з 2 основними і 2 додатковими координаційними зв’язками не з атомами заліза, а з атомами магнію.

Основна функція хлоропластів – синтез макроергічних зв’язків АТФ. Процес фотосинтезу складається з двох фаз: світлової і темнової, які розкладаються на три етапи.

1 етап: за участю хлорофіла протікає процес фотохімічного розкладу води фотолізу, який супроводжується виділенням молекулярного кисню.

2 етап: складається з ряду ОВР, в яких крім хлорофілу приймають участь цитохроми та інші переносники електронів. За рахунок світлової енергії водень, утворений при фотолізі води переноситься на НАДФ, також утворюється АТФ.

3 етап: цей водень і АТФ використовується для відновлення вуглекислого газу до вуглеводу. Поглинена хлорофілом світлова енергія використовується в двох етапах фотосинтезу. Реакції третього етапу є тепловими.

Фотоліз.

2Н₂О + 2НАДФ 2НАДФН⁺ + 2Н⁺ + О₂

Цю реакцію вивчав вчений Виноградов; він показав, що кисень, який виділяється при фотосинтезі є киснем води, а не вуглекислим газом, але механізм реакції вивчено недостатньо. В цій реакції під дією світлової енергії, за участю хлорофілу, ферментів хлоропластів відбувається розщеплення води. Атоми кисню звільняються у вигляді кисню, а атоми водню витрачаються на відновлення НАДФ, який в свою чергу використовується на відновлення інших речовин.

Поиск по сайту: