Хим. Химия. Энергетический обмен

• Название: Энергетический обмен
• Дата: 18.04.2023
• Размер: 149.18 Kb.
• Имя файла: Химия.docx
• Тип: Документы; #1072268

1-ый вопрос

Энергетический обмен – это совокупность химических реакций постепенного распада органических соединений, сопровождающихся высвобождением энергии, часть которой расходуется на синтез АТФ.

Энергетический обмен включает в себя 3 этапа:

1. 
   Подготовительный этап.
   

Подготовительный этап осуществляется ферментами в ЖКТ. В результате действия ферментов сложные вещества превращаются в более простые: полимеры распадаются на мономеры. Это сопровождается разрывом химических связей и выделением энергии, большая часть которой рассеивается в виде тепла.

Под действием ферментов белки расщепляются на аминокислоты, жиры - на глицерин и жирные кислоты, сложные углеводы - до простых сахаров.

2. 
   Бескислородный этап (анаэробый) – гликолиз
   

Этот этап является последним для организмов-анаэробов, обитающих в условиях, где кислород отсутствует. На этапе гликолиза происходит расщепление молекулы глюкозы: образуется 2 молекулы АТФ и 2 молекулы пировиноградной кислоты (ПВК). Происходит данный этап в цитоплазме клеток.

3. 
   Кислородный этап (аэробный)
   

Этот этап доступен только для аэробов - организмов, живущих в кислородной среде. Из каждой молекулы ПВК, образовавшейся на этапе гликолиза, синтезируется 18 молекул АТФ - в сумме с двух ПВК выход составляет 36 молекул АТФ.

Таким образом, суммарно с одной молекулы глюкозы можно получить 38 АТФ (гликолиз + кислородный этап).

Кислородный этап протекает на кристах митохондрий (складках, выпячиваниях внутренней мембраны), где наибольшая концентрация окислительных ферментов. Главную роль в этом процессе играет так называемый цикл Кребса



2-ой вопрос

Дыхательная цепь (цепь переноса электронов) - это цепь сопряженных окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых водород, отщепленный от субстратов, переносится на кислород с образованием воды и выделением энергии.

Механизмы образования АТФ в клетке

Имеется два пути синтеза АТФ в клетке: 1) окислительное фосфорилирование и 2) субстратное фосфорилирование.

Окислительное фосфорилирование является главным путем синтеза АТФ из АДФ и Ф_н. С помощью этого механизма в клетках миокарда и скелетных мышц синтезируется около 90% АТФ. Реакция энергетически сопряжена с переносом электронов с восстановленныхкоферментов на кислород и требует наличия неповрежденной митохондриальной мембраны.

Альтернативный путь синтеза АТФ из АДФ и Ф_н – субстратное фосфорилирование. В этом случае происходит перенос фосфата с высокоэнергетических фосфатов клетки на АДФ с образованием АТФ. Это происходит в ходе а) креатинкиназной реакции.

Строение АТФ



3-ий вопрос

Ферменты дыхательной цепи (комплекс ферментов)

1 комплекс - Комплекс I (НАДН-дегидрогеназа)

Функции:

1. 
   Принимает электроны от НАДН и передает их на коэнзим Q (убихинон).
   
2. 
   Переносит 4 иона Н⁺ на наружную поверхность внутренней митохондриальной мембраны.
   

2 комплекс - ФАД-зависимые дегидрогеназы

Функции:

1. Восстановление ФАД в окислительно-восстановительных реакциях

2. 
   Обеспечение передачи электронов от ФАДН₂ на железосерные белки внутренней мембраны митохондрий. Далее эти электроны попадают на коэнзим Q (убихинон).
   

3 комплекс - КоQ-цитохром c-оксидоредуктаза

Функции:

1. 
   Принимает электроны от коэнзима Q и передает их на цитохром с.
   
2. 
   Переносит 2 иона Н⁺ на наружную поверхность внутренней митохондриальной мембраны.
   

4 комплекс - Цитохром с-кислород-оксидоредуктаза

Функции:

1. 
   Принимает электроны от цитохрома с и передает их на кислород с образованием воды.
   
2. 
   Переносит 4 иона Н⁺ на наружную поверхность внутренней митохондриальной мембраны.
   

5 комплекс - фермент АТФ-синтаза, состоящий из множества белковых цепей, подразделенных на две большие группы:

1. 
   одна группа формирует субъединицу FО (произносится со звуком "о", а не "ноль" т.к олигомицин-чувствительная) – ее функция каналообразующая, по ней выкачанные наружу протоны водорода устремляются в матрикс.
   
2. 
   другая группа образует субъединицу F₁ – ее функция каталитическая, именно она, используя энергию протонов, синтезирует АТФ.