энергетический обмен в клетке таблица этапы

Ответ от 0049[гуру]
Биология в лицее
Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ
Энергетический обмен
Энергетический обмен (диссимиляция) — совокупность ферментативных реакций в живом организме, направленных на расщепление сложных органических веществ (белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов), поступающих с пищей и запасённых в самом организме (крахмал, гликоген и пр.) до простых веществ с высвобождением энергии.
Условно энергетический обмен можно разделить на несколько этапов.
Первый этап — подготовительный, включающий в себя расщепление сложных веществ на простые молекулы.
Следующий этап — бескислородный, протекающий в цитоплазме клеток без участия кислорода.
Наиболее важным является кислородный этап. Он протекает в митохондриях и требует присутствия кислорода.
Подготовительный этап энергетического обмена заключается в расщеплении крупных молекул органических веществ на более мелкие.
Их распад происходит в различных частях желудочно-кишечного тракта. Внутри клеток органические вещества расщепляются при участии ферментов лизосом.
Выделяющаяся в результате подготовительного этапа энергия рассеивается в виде тепла, а образовавшиеся малые молекулы используются в качестве строительного материала.
Бескислородный этап энергетического обмена характеризуется ферментативным распадом органических веществ в анаэробных условиях.
Он идёт непосредственно в цитоплазме клетки.
Примерами бескислородных процессов служат гликолиз и брожение.
В результате бескислородного этапа энергетического обмена организмы получают энергию, необходимую для жизнедеятельности; 40% энергии расходуется на синтез АТФ, остальное расходуется в виде теплоты.
Кислородное расщепление (кислородный этап) — этап энергетического обмена, во время которого происходит полное окисление продуктов бескислородного этапа до углекислого газа и воды с выделением энергии и её аккумулированием в молекулах АТФ.
Так, при окислении двух молекул молочной кислоты образуется 36 молекул АТФ. Часть молекул расходуется на сами процессы окисления, а 21 молекула АТФ передается в цитоплазму для обеспечения работы других клеточных структур.
2C3H6O3 + 6O2 + 36H3PO4 + 36АДФ => 6CO2 + 6H2O + 36АТФ
Кислородное расщепление идёт на внутренней мембране митохондрий и в матриксе под действием многочисленных ферментов крист.
Молекула АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) является универсальным переносчиком и основным аккумулятором химической энергии в клетке. Она представляет собой нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты. В организме АТФ синтезируется из АДФ и неорганического фосфата:
АДФ + H3PO4 + энергия → АТФ + H2O.
Малые размеры молекул позволяют им легко диффундировать в различные участки клетки, где необходимо обеспечить энергией процессы жизнедеятельности.
В организме АТФ является одним из самых часто обновляемых веществ — так у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 мин. В течение суток одна молекула АТФ проходит в среднем 2 000 — 3 000 циклов ресинтеза (около 40 кг АТФ в день). Таким образом, запаса АТФ в организме практически не создаётся, и для нормальной жизнедеятельности необходимо постоянно синтезировать новые молекулы.