Анаэробное дыхание

ТЕМА 4

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИЯ В КЛЕТКЕ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН.

Анаэробное дыхание

В основе анаэробного дыхания лежит процесс, в ходе которого глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты и высвобождаются атомы водорода. Акцептором атомов водорода, отщепляемых в результате дыхания, является пировиноградная кислота, которая превращается в молочную. Схематически ход анаэробного можно выразить следующими уравнениями:

1. С₆Н₁₂0₆ + 2АДФ + 2Н₃РО₄ + 2НАД⁺=

С₃Н₄О₃ + 2АТФ + 2НАД • Н + Н⁺

2. С₃Н₄О₃+ 2НАД Н = С₃Н₆О₃ + 2НАД⁺

С₃Н₆О₃(молочная кислота)

Описанный процесс получил название молочнокислого брожения. Суммарно этот процесс можно выразить следующим

уравнением:

С₆Н₁₂0₆ + 2АДФ + 2Н₃РО₄ + 2НАД⁺=

2 С₃Н₄О₃ + 2АТФ + 2НАД • Н + Н⁺

Молочнокислое брожение осуществляют молочнокислые бактерии (например, кокки из рода стрептококк). Образование молочной кислоты по такому типу происходит также в животных клетках в условиях дефицита кислорода.

В природе широко распространено спиртовое брожение, которое осуществляют дрожжи. В отсутствие кислорода дрожжевые клетки образуют из глюкозы этиловый спирт и СО₂. В начале спиртовое брожение идет аналогично молочнокислому, но последние реакции приводят к образованию этилового спирта. От каждой молекулы пировиноградной кислоты отцепляется молекула СО₂, и образуется молекула двууглеродного соединения — уксусного альдегида, который затем восстанавливается до этилового спирта атомами водорода:

1. С₆Н₁₂0₆+2АДФ + 2Н₃РО₄+2НАД⁺ →

2С₃Н₄0₃ + 2АТФ + 2НАД • Н + H⁺

2. С₃Н₄0₃ → СН₃СОН+СО₂

3. СН₃СОН+2НАД • Н → С2Н₅ОН + 2НАД⁺

Суммарное уравнение:

1. С₆Н₁₂0₆+2АДФ + 2Н₃РО₄ → С2Н₅ОН + 2 АТФ + 2СО₂

Спиртовое брожение, кроме дрожжей, осуществляют некоторые анаэробные бактерии. Этот тип брожения наблюдается в растительных клетках в отсутствие кислорода.

ГЛИКОЛИЗ (КЛЕТОЧНОЕ ДЫХАНИЕ)

1. Первый этап (подготовительный или этап пищеварения) протекает в цитоплазме и не требуй присутствия молекулярного кислорода О₂, или происходит в пищеварительной системе животных.

2. Второй этап. Бескислородный Протекает в цитоплазме.

Гликолиз - непосредственное расщепление глюкозы до ПВК

С₆H₁₂0₆ +2 АДФ + 2 Н₃Р0₄ +НАД⁺ → 2 С₃H₄O₃ + 2 АТФ + 2 НАД*Н+Н⁺ + 2Н₂О

Полезный выход на данном этапе – 2 молекулы АТФ и составляет 40%, 60 – рассеивается в виде тепла.

3. Третий этап. Кислородный. Протекает в митохондриях и только в присутствии кислорода.

На данном этапе протекает ЦКТ (цикл трикарбоновых кислот) (центральная часть общего пути катаболизма, в ходе которого ацетильные остатки (СН3СО–) окисляются до CO₂) и окислительное фосфолирирование (метаболический путь, при котором энергия, образовавшаяся при окислении питательных веществ, запасается в митохондриях клеток в виде АТФ.)

Суммарное энергетического обмена:

С₆Н₁₂0₆ + 60₂ + 6 Н₂О+ 38Н₃Р0₄ + 38АДФ →

6С0₂ + 12Н₂0 + 38АТФ.

При распаде молекулы глюкозы высвобождается 200 кДж/моль энергии. В АТФ запасается 55% энергии, остальное рассеивается в виде тепла.

Поиск по сайту: