Обмін речовин і перетворення енергії в клітині

  1. загальні поняття
  2. фотосинтез
  3. хемосинтез
  4. Біосинтез білка. генетичний код
  5. Катаболізм (енергетичний обмін)
  6. Аеробне клітинне дихання
  7. Анаеробних дихання. бродіння

зміст:

загальні поняття

Обмін речовин, або метаболізм, - строго впорядкована сукупність хімічних перетворень, які забезпечують всі прояви життєдіяльності організму і його речовий і енергетична взаємодія з навколишнім середовищем.

В процесі метаболізму клітини і організм отримують з навколишнього середовища певні речовини і енергію, перетворюють (і при необхідності накопичують) їх і виділяють в середу кінцеві продукти і енергію в інших формах.

Значення обміну речовин: він дозволяє
■ зберігати склад клітин організму постійним,
■ оновлювати, у міру необхідності, клітинні структури,
■ підтримувати енергетичний баланс клітин і організму.

Найважливіші особливості обміну речовин: висока впорядкованість і сувора послідовність всіх біохімічних реакцій в організмі, участь в них усіх клітинних структур і дуже великої кількості різних біологічних каталізаторів - ферментів.

Види обміну речовин в залежності від спрямованості процесів: анаболізм і катаболізм.

Анаболизм (або асиміляція, пластичний обмін) - сукупність реакцій біохімічного синтезу, при якому з надійшли в клітку більш простих речовин утворюються (з витратами енергії) складні органічні сполуки, специфічні для даної клітини і використовуються для побудови та оновлення клітин і тканин або, в подальшому , для вивільнення енергії (приклади: фотосинтез, хемосинтез, біосинтез білка, ліпідів, вуглеводів та ін.).

Катаболізм (або дисиміляція, енергетичний обмін) - сукупність ферментативних реакцій розщеплення складних органічних сполук (в тому числі харчових речовин) на більш прості речовини, що супроводжується вивільненням енергії і запасанием її в молекулах АТФ {приклад: гідроліз полімерів до мономерів і подальше їх розщеплення до води , аміаку і вуглекислого газу).

Взаємозв'язок анаболізму і катаболізму:
■ вони є протилежними сторонами єдиного процесу обміну речовин;
■ в реакціях анаболізму (пластичного обміну) споживається енергія, що виділяється в реакціях катаболізму (енергетичного обміну);
■ для здійснення реакцій катаболізму необхідний постійний біосинтез ферментів і структур органоїдів, які в процесі життєдіяльності поступово руйнуються.

фотосинтез

Фотосинтез - це процес синтезу органічних речовин з молекул вуглекислого газу і води, що відбувається з використанням енергії світла (зазвичай сонячної енергії) в зелених рослинах, деяких бактеріях і Найпростіші і супроводжується виділенням кисню.

■ Здійснюється за допомогою хлорофілів і каротиноїдів, локалізованих на мембранах тилакоїдів хлоропластів.
■ Коефіцієнт корисної дії фотосинтезу ~ 60%.
■ Рівняння фотосинтезу:

6СO2 + 6Н2O + світло → С6Н12O6 + 6O2 ↑.

Стадії фотосинтезу: світлова (здійснюється в Тилакоїди гран) і темновая (здійснюється в стромі хлоропластів).

Процеси світловий фази
Видиме світло частково поглинається хлорофілом, в результаті чого деякі його молекули збуджуються і втрачають електрони е-, перетворюючись на позитивно заряджені іони. Одночасно під дією світла відбувається фотоліз (фоторазложенія) води з утворенням іонів ОН- і Н +: Н2O → ОН + Н +. Іони Н накопичуються переважно на внутрішній стороні мембрани, заряджаючи її позитивно. Деякі гідроксильні групи ОН втрачають електрони, відновлюючись до радикалів ОН, які об'єднуються, утворюючи воду і вільний кисень, що виділяється в атмосферу:

ОН → ОН + е-, 4OН → 2Н2О + O2 ↑.

Частина електронів, втрачених порушених хлорофілом і гідроксилом, пройшовши по електронно-транспортного ланцюга мембрани, накопичується переважно на її зовнішній стороні, заряджаючи її негативно. Решта електрони рекомбінують з частиною утворилися позитивно заряджених іонів хлорофілу.

В результаті поділу заряджених частинок е-і Н + між зовнішньою і внутрішньою сторонами мембрани утворюється електричне поле. Коли воно досягає певної критичної величини, іони Н + (протони) спрямовуються по протонному каналу в ферменті АТФ-синтетаза, вбудованому в мембрану тилакоида, до зовнішньої поверхні мембрани. Досягнувши її, вони з'єднуються з електронами, утворюючи атомарний водень: Н + е- → Н. При цьому виділяється енергія, яка йде на синтез молекул АТФ. Утворилися молекули АТФ переходять в строму хлоропласта. Нейтральні атоми водню Н з'єднуються з молекулами коферменту, коротко званого НАДФ (див. Нижче), утворюючи комплекси НАДФ * Н + Н +, які також переходять в строму.

Результати процесів світлової фази: освіта молекул АТФ, комплексів НАДФ * Н + Н + і вільного кисню О2.

Процеси темновой фази відбуваються в стромі хлоропласта, куди надходить АТФ, НАДФ * Н + Н + (від тилакоидов гран) і СО2 (через продихи з повітря). У присутності ферментів молекули СО2 приєднуються до молекул присутнього в стромі цукру-пентози рібупозодіфосфата (С5). При цьому утворюється нестійке шестіуглеродних з'єднання (С6), яке ферментативним шляхом розпадається на дві тріози (С3) - трехуглеродние молекули фосфоглицериновой кислоти і фосфогліцерінового альдегіду (які для стислості позначимо ФГ). Перетворення молекул ФГ відбуваються за участю продуктів світловий фази (АТФ і комплексів НАДФ * Н + Н +). Кожна з молекул ФГ забирає по одній фосфатной групі у молекули АТФ, збагачуючись при цьому енергією, а потім отщепляет атоми водню від НАДФ * Н + Н +, окислюючи його до НАДФ. Подальші перетворення молекул ФГ здійснюються по одному з трьох варіантів. Одна частина цих молекул об'єднується, утворюючи вуглеводи (глюкозу) і воду; отримані вуглеводи потім можуть полимеризоваться, утворюючи крохмаль, целюлозу і т.п. Інша частина бере участь в синтезі амінокислот, карбонових кислот, спиртів і ін. Третя частина молекул ФГ бере участь в ланцюжку реакцій, в результаті яких тріози перетворюються в пятиуглеродного молекули вихідної речовини - рібулозодіфосфат, тим самим замикаючи цикл хімічних перетворень - C3-цикл, або цикл Кальвіна .

■ Підсумкове рівняння хімічної реакції темнової фази:

6СО2 + 24Н → С6Н12О6 + 6Н2О.

Надалі можуть утворюватися полісахариди та інші органічні сполуки.

♦ Схематично світлова і темнова фази процесу фотосинтезу зображені на малюнку.

♦ Схематично світлова і темнова фази процесу фотосинтезу зображені на малюнку

С4-фотосинтез. У деяких рослин жарких посушливих місць (кукурудзи, цукрового очерету) фотосинтез здійснюється при низьких концентраціях СО2. За допомогою особливого ферменту молекула СО2 приєднується до трехуглеродной фос-фофенолпіровіноградной кислоті, в результаті чого утворюється четирехуглеродная щавелевоуксусная кислота (щук). Ця кислота потім переходить в інші клітини листа, де від неї СО2 отщепляется і накопичується в кількостях, необхідних для нормального протікання фотосинтезу з утворенням глюкози.

Кислотний метаболізм толстянкових (САМ) - спосіб фіксації двоокису вуглецю суккулентами, що живуть в умовах пустель (кактуси, молочаї і ін.). Вони запасають СО2 у вигляді органічних кислот вночі коли відкриті продихи, а вдень здійснюють фотосинтез, отщепляя СО2 від цих кислот.

Бактеріальний фотосинтез - примітивна, найдавніша форма фотосинтезу, яка здійснюється фотосинтезуючими бактеріями (зеленими сірчаними, пурпуровими сірчаними і пурпуровими несірчаних) за допомогою бактериохлорофиллов без використання води і без виділення кисню; джерело Н + і е- - H2S.

НАД і НАДФ - коферменти, що беруть участь в обміні речовин, службовці акцепторами атомів водню і електронів в клітці і забезпечують перенесення протонів і електронів в хімічних реакціях, причому самі вони в цих реакціях не беруть участь.

Коферменти - органічні сполуки небілкової природи, що входять до складу активного центру деяких ферментів. З'єднуючись з білковим компонентом складних ферментів, ко-фермент утворює каталитически активний комплекс. Коферменти легко відділяються від білкової молекули і служать переносниками електронів, окремих атомів або груп атомів, відщеплюється ферментами від субстратів.

Значення фотосинтезу: він основне джерело первинного органічної речовини, єдине джерело вільного кисню на Землі і регулятор вмісту СО2 в атмосфері; енергія, отримана від Сонця і запасені в хімічних зв'язках органічних сполук, використовується всіма гетеротрофних організмами.

хемосинтез

Хемосинтез - процес синтезу органічних речовин, що відбувається за рахунок енергії, що виділяється при окисленні ряду неорганічних сполук (сірководню, аміаку, водню та ін.).

■ Хемосинтез характерний для деяких автотрофних аеробних і анаеробних бактерій-хемосинтетиков.

Роль бактерій-хемосинтетиков: азотфіксуючі бактерії підвищують врожайність грунту, серобактерии сприяють поступовому руйнуванню і вивітрюванню гірських порід, беруть участь в очищенні від сполук сірки промислових стічних вод, железобактерии виробляють Fe (OH) 3, який утворює болотну залізну руду, водневі бактерії використовуються для отримання харчового і кормового білка.

Біосинтез білка. генетичний код

Біосинтез - процес синтезу складних органічних речовин (полісахаридів, білків, нуклеотидів і т.д.) з простіших, що відбувається в живих організмах за участю ферментів.

Біосинтез білка - це процес утворення білків з амінокислот, який наразі триває у всіх клітинах і що відбувається на рибосомах, розташованих в основному в цитоплазмі.

Кожна клітина має специфічний набір білків, характерних тільки для цієї клітини. Інформація про те, які білки повинні синтезуватися в клітинах даного організму, записана у вигляді послідовності нуклеотидів в молекулі ДНК.

Ген - ділянка молекули ДНК, що характеризується певною послідовністю нуклеотидів, в якому закодована інформація про первинну структуру поліпептидного ланцюга (послідовності амінокислот в конкретному білку) або нуклеотидів в РНК. В одній молекулі ДНК міститься від сотень до десятків тисяч генів.

Генетичний код - це єдина система запису спадкової інформації в молекулах нуклеїнових кислот ДНК і і-РНК і вигляді послідовності нуклеотидів.

❖ Властивості генетичного коду:
■ триплетність: кожна амінокислота кодується певним кодонів (або кодоном) - поєднанням трьох послідовно розташованих нуклеотидів;
■ множинність (або надмірність): одна і та ж амінокислота може кодуватися кількома різними триплетами (від 2 до 6);
■ однозначність: кожен триплет кодує тільки одну амінокислоту;
■ неперекриваемость: один нуклеотид не може входити до складу сусідніх триплетів;
■ безперервність: гени в ланцюзі нуклеотидів мають строго фіксовані стартові (або ініціюють) кодони і терминирующего кодони, які сигналізують про закінчення синтезу поліпептидного ланцюга; всередині послідовності нуклеотидів гена «розділові знаки» відсутні;
■ універсальність: однакові триплети кодують одну і ту ж амінокислоту у всіх живих організмів.

Матричний синтез - синтез молекул складних органічних речовин (білка, РНК, ДНК) з простіших на основі генетичної інформації, закодованої на матриці.

Матриця - це готова структура (молекула ДНК або і-РНК), що містить закодовану генетичну інформацію, відповідно до якої здійснюється синтез нової структури.

Кодон - три поруч розташованих нуклеотиду в молекулах ДНК або і-РНК, що кодують одну амінокислоту.

Реакції матричного синтезу: редупликация молекули ДНК, синтез і-РНК (транскрипція), збірка молекули білка (трансляція):

❖ Етапи процесу біосинтезу білка:
транскрипція (1-й етап),
трансляція (2-й етап).

При цьому паралельно повинен проходити процес рекогніціі. Інформація про послідовність амінокислот в молекулі білка міститься в гені молекули ДНК, яка безпосередньої участі в синтезі білкових молекул не приймає, а лише передає потрібну інформацію молекулі-посередникові і-РНК.

Транскрипція - процес «зчитування» генетичної інформації з молекули ДНК і копіювання її на молекулу і-РНК.

Механізм транскрипції: фермент РНК-полімераза розкручує подвійну спіраль молекули ДНК на ділянці, відповідному певній гену, і оголює одну з ланцюгів спіралі. Рухаючись уздовж цього ланцюга і зустрівши ініціює кодон, РНК-полімераза починає підбирати в кариоплазме нуклеотиди, комплементарні нуклеотидам гена ДНК, і з'єднує їх в ланцюжок і-РНК (молекули інформаційної РНК). Процес завершується після того як РНК-полімераза зустріне в ланцюжку нуклеотидів ДНК терминирующего кодон. Таким чином, в результаті транскрипції послідовність нуклеотидів, розташованих на ділянці від ініціюючого до терминирующего кодону, «переписується» в послідовність нуклеотидів і-РНК.

■ Кожен триплет нуклеотидів і-РНК є кодоном, за яким в процесі складання молекули білка буде підбиратися відповідна амінокислота.

Синтезована в ядрі і-РНК відділяється від ДНК і через пори ядерної оболонки надходить в цитоплазму, де приєднується до однієї або декількох рибосом.

Рекогніція - це процес «впізнавання» молекулою т-РНК (транспортної РНК) властивою їй амінокислоти і утворення комплексу т-РНК + активована амінокислота.

Будова молекули т-РНК.

Будова молекули т-РНК

Завдяки певному розташуванню комплементарних нуклеотидів і утворення між деякими з них водневих зв'язків молекула т-РНК нагадує за формою лист конюшини. На її верхівці розташований антикодон -тріплет вільних нуклеотидів, відповідальний за впізнавання відповідного (комплементарного йому) кодону молекули і-РНК.

Підстава молекули т-РНК є акцептором, тобто служить місцем прикріплення саме тієї і тільки тієї амінокислоти, якої відповідає антикодон даної молекули т-РНК.

Механізм рекогніціі: для того щоб молекула т-РНК могла приєднати до свого акцепторному кінця амінокислоту, необхідно, щоб амінокислота була активована, тобто мала певну надлишкову енергію. Активація амінокислот відбувається в цитоплазмі за допомогою спеціального ферменту (ами-ноаціл-т-РНК-синтетази), який розщеплює молекули АТФ і передають виділилася при цьому енергію молекулам амінокислот. Молекула т-РНК вибирає з цитоплазми відповідну її антикодону активовану амінокислоту і переносить її в рибосому. Одна молекула т-РНК може транспортувати тільки одну амінокислоту.

Трансляція - це другий етап синтезу білка, що виконується рибосомами за принципом комплементарное ™ кодону і-РНК і антикодону т-РНК. У процесі трансляції здійснюється розшифровка генетичної інформації, яку переносять молекулами і-РНК, і «переклад» її з нуклеотидного коду на амінокислотний.

Механізм трансляції. Для трансляції необхідно, щоб ланцюг і-РНК виявилася в каналі, що утворюється між меншою і більшою субодиницями рибосоми. У процесі трансляції ця ланцюг рухається по каналу, так що в ньому в кожний момент часу знаходиться всього два кодону молекули і-РНК. Трансляція починається з ініціації, коли через канал рибосоми пройде стартова амінокислота {метіонін). У велику субодиницю рибосоми безперервно надходять комплекси т-РНК + амінокислота, які змінюють один одного, причому в будь-який момент часу там знаходяться два комплексу, розташовані поруч. Якщо антикодон т-РНК виявляється комплементарним кодону і-РНК, то комплекс т-РНК + амінокислота тимчасово приєднується до ланцюжка і-РНК. До другого кодону і-РНК приєднується другий комплекс т-РНК + амінокислота. За допомогою ферментів між амінокислотами цих комплексів встановлюється пептидний зв'язок і одночасно руйнуються зв'язку між першою амінокислотою і т-РНК і між першою т-РНК і ланцюжком і-РНК. т-РНК йде з рибосоми за наступною амінокислотою, а ланцюжок і-РНК зсувається на один триплет, і процес повторюється.

т-РНК йде з рибосоми за наступною амінокислотою, а ланцюжок і-РНК зсувається на один триплет, і процес повторюється

В результаті кожного такого кроку молекула майбутнього білка збільшується на одну амінокислоту в суворій відповідності з порядком, зазначеним молекулою і-РНК. Синтез поліпептидного білкової ланцюга завершується тоді, коли в рибосому потраплять терминирующего кодони і-РНК. Після цього полипептидная білкова молекула відділяється від рибосоми і надходить в канальці ЕРС, де набуває властиву їй просторову структуру.

■ Одна молекула і-РНК дозволяє зчитувати з себе інформацію відразу декільком рибосомам.

Полісома - це комплекс, що складається з і-РНК і декількох (від 5-6 до декількох десятків) рибосом.

■ Полісоми дозволяють одночасно здійснювати синтез декількох поліпептидних ланцюгів

■ Синтез білкових молекул відбувається безперервно; за 1 хв утворюється 50-60 тис пептидних зв'язків. Одна молекула білка синтезується за 3-4 с.

Одна молекула білка синтезується за 3-4 с

Катаболізм (енергетичний обмін)

Катаболізм (або енергетичний обмін, дисиміляція) - це сукупність ферментативних реакцій розщеплення складних органічних сполук (в тому числі харчових речовин) на більш прості речовини, що супроводжуються виділенням енергії.

■ При цьому частина енергії розсіюється у вигляді тепла, а частина акумулюється в макроергічних зв'язках АТФ і використовується для забезпечення процесів життєдіяльності клітини. Основна речовина, що використовується клітинами для отримання енергії, -глюкоза.

Етапи (стадії) катаболізму:
■ підготовчий,
■ безкисневому,
■ кисневий (відсутній у анаеробних організмів).

Підготовчий етап (або травлення): біополімери розщеплюються до мономерів, білки - до амінокислот, жири -до гліцерину і жирних кислот, вуглеводи - до глюкози, нуклеїнові кислоти - до нуклеотидів. Протікає в цитоплазмі клітин і травному тракті тварин і людини. Супроводжується найбільшим виділенням енергії у вигляді тепла. Безкисневий і (у аеробних організмів) кисневий етапи катаболізму складають процес клітинного дихання.

Аеробне клітинне дихання

Клітинне дихання - сукупність процесів окислення органічних речовин в клітинах організмів, що супроводжуються виділенням енергії, і накопичення цієї енергії в молекулах АТФ в формі, доступній клітці для її подальшого використання.

■ Залежно від участі або неучасті кисню в процесі дихання розрізняють аеробне і анаеробне дихання.

■ При будь-якому способі дихання в кінцевому підсумку відбувається перенесення водню, відщеплюється від окислюваних з'єднань, на неорганічне речовина (воду та ін.).

Аеробне дихання - дихання, при якому споживається вільний атмосферний кисень.

Аероби - організми, що мешкають в середовищі вільного кисню (більшість рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів).

Безкисневий (або анаеробний) етап: мономери, що утворилися на першому етапі, зазнають подальше розщеплення без участі кисню. (Приклад: гліколіз - ферментативне анаеробне розщеплення глюкози до піровиноградної кислоти.) Виділяється при цьому енергія частково запасається в мікроергіческіх зв'язках АТФ. Протікає в цитоплазмі клітин за участю ферментів; з мембранами не пов'язаний. У анаеробних організмів цей етап - кінцевий.

■ У тваринних клітинах в результаті гліколізу з однієї молекули глюкози утворюються дві молекули піровиноградної кислоти і дві молекули АТФ:

С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 - 2С3Н4О3 + 2 АТФ + 2Н2О + Q1;

при цьому 60% енергії виділяється у формі теплоти, 40% йде на синтез двох молекул АТФ.

Кисневий (або аеробний) етап: утворилися на попередньому етапі речовини окислюються (при доступі кисню і за участю ферментів) до кінцевих продуктів Н2О і СО2, з виділенням великої кількості енергії і акумуляцією її в молекулах АТФ. Здійснюється в мітохондріях.

■ Цей етап включає цикл Кребса і процеси окисного фосфорилювання.

Цикл Кребса (або цикл лимонної кислоти) - процес ферментативного окислення три- і дикарбонових кислот (зокрема, піровиноградної і молочної кислот) з утворенням діоксиду вуглецю та атмосферного водню.

❖ Цикл Кребса (або цикл лимонної кислоти) - процес ферментативного окислення три- і дикарбонових кислот (зокрема, піровиноградної і молочної кислот) з утворенням діоксиду вуглецю та атмосферного водню

■ Спочатку пировиноградная (або молочна) кислота, поєднуючись з коферментом А (Ко-A) і виділяючи молекулу СО2, перетворюється в ацетил-КоА. Ацетил-КоА реагує з щавелевоуксусной кислотою, утворюючи при цьому лимонну кислоту, яка потім вступає в цикл ферментативних реакцій. В результаті вона втрачає атоми водню і електрони і знову утворює щавлевооцтову кислоту і СО2 (цикл замикається). У циклі Кребса також відбувається відновлення деяких ферментів, які беруть участь у забезпеченні процесу дихання. За рахунок енергії, що вивільняється в деяких реакціях циклу, по його ходу синтезуються дві молекули АТФ.

■ Підсумкові рівняння розщеплення (окислення) піровиноградної і молочної кислот:

С3Н4О3 + ЗН2О -> ЗСО2 + 10Н; С3Н6О3 + ЗН20 -> 3СО2 + 12Н.

Вуглекислий газ виділяється з мітохондрії в навколишнє середовище, а атоми водню виявляються пов'язаними з молекулами, коротко званими НАД, в комплекси НАД * Н.

Окислювальне фосфорилювання.

При зближенні комплексів НАД * Н з внутрішньою мембраною мітохондрії атоми водню відщеплюються від НАД і приєднуються до вбудованим в цю мембрану молекул особливого транспортного железосодержащего білка - переносника катіонів, діссоцііруя при цьому на протони Н + і електрони е-: Н → Н + + е- .

За допомогою білка-переносника катіони водню Н + проникають через внутрішню мембрану мітохондрії в межмембранное простір (механізм активного транспорту) і накопичуються там, утворюючи протонний резервуар.

Електрони, що утворилися при дисоціації атомів водню, послідовно передаються від одного переносника до іншого до внутрішньої сторони мембрани (зверненої до матриксу) і за допомогою ферменту оксидази приєднуються до кисню, утворюючи аніон кисню:

О2 + 2е- → О22-.

■ В результаті поділу позитивно і негативно заряджених частинок між зовнішньою і внутрішньою сторонами мембрани утворюється електричне поле. Коли воно досягає певної критичної величини, в молекулах ферменту АТФ-синтетази, вбудованого у внутрішню мембрану, відкриваються протонні канали, за якими протони Н + спрямовуються в матрикс мітохондрії. При цьому виділяється енергія, велика частина якої (55%) йде на синтез молекул АТФ з АДФ і фосфорної кислоти.

■ Протони Н + з'єднуються з аніонами кисню, утворюючи воду і молекулярний кисень О2:

4Н + + 2О22- → 2Н2О + О2.

У цій реакції два з кожних чотирьох атомів кисню зв'язуються в молекулах води, тому в процесі дихання в цілому кисень витрачається.

Підсумкове рівняння кисневого етапу:

2С3Н4О3 + 6О2 + 36АДФ + З6Н3РО4 → 6СО2 + 36АТФ + 42Н2О.

Зауваження

В результаті розщеплення однієї молекули глюкози утворюється 38 молекул АТФ. на бескислородном етапі - 2АТФ і на кисневому етапі - 36АТФ. Ці молекули виходять за межі мітохондрії і беруть участь у всіх внутрішньоклітинних процесах, в яких необхідна енергія. Розщеплюючись, АТФ віддає енергію і у вигляді АДФ і фосфату повертається в мітохондрії.

■ Вільний кисень О2, що надходить в мітохондрії в процесі дихання організму, необхідний для приєднання протонів водню Н +. У його відсутність концентрація Н + зросла б до деякого граничного значення, після чого аеробний процес в мітохондріях в ніщо.

■ При нестачі в клітці глюкози в процес дихання можуть включатися жири і білки.

Анаеробних дихання. бродіння

Анаеробне дихання не вимагає споживання кисню. Анаероби - організми, здатні жити в безкисневому середовищі.

Приклади анаеробів: багато видів бактерій, мікроскопічні гриби; анаеробне дихання можливо також у м'язових клітин і клітин рослин при нестачі кисню.

Облігатні анаероби (бактерія ботулізму і ін.) Існують тільки при повній відсутності О2 (кисень для них згубний).

Факультативні анаероби (дріжджі, черви-паразити та ін.) Можуть існувати як без О2, так і в його присутності.

Бродіння - анаеробний окислювально-відновний процес розщеплення в лізосомах клітини органічних сполук до молочної кислоти і води, етилового спирту і вуглекислого газу (або деяких інших простих продуктів), за допомогою якого організми отримують енергію, необхідну для життєдіяльності.

При бродінні відбувається перенесення водню, відщеплюється від окислюваних з'єднань, на органічну речовину (молочну кислоту, етиловий спирт і ін.).

Види бродіння в залежності від продуктів, що утворяться: молочнокисле (молочнокислі бактерії, м'язові клітини при нестачі О2), маслянокислое, уксуснокислое, спиртове (дріжджі) і ін.

Молочнокисле бродіння: в результаті гліколізу з однієї молекули глюкози утворюються дві молекули піровіноград-ної кислоти (яка потім перетворюється в молочну) і дві молекули АТФ:

С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 → 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О + Q1 ,.

■ Спиртове бродіння: продуктами гліколізу є етиловий спирт, АТФ, вода і вуглекислий газ:

С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 → 2С2Н5ОН + 2АТФ + 2СО2 + Q2.

Мітки: браженіе , дихання , клітина , окислення

Новости