Энергетический метаболизм - это набор химических реакций, которые производят энергию, необходимую для выполнения жизненно важных функций живых существ.
Метаболизм можно разделить на:
- Анаболизм: Химические реакции, которые позволяют образовывать более сложные молекулы. Это реакции синтеза.
- катаболизм: Химические реакции разложения молекул. Это реакции разложения.
Глюкоза (C6ЧАС12О6) является энергетическим топливом ячеек. Когда он сломан, он высвобождает энергию из своих химических связей и отходов. Именно эта энергия позволяет клетке выполнять свои метаболические функции.
АТФ: аденозинтрифосфат
Прежде чем понять процессы получения энергии, вы должны знать, как энергия хранится в клетках до момента ее использования.
Это происходит благодаря АТФ (аденозинтрифосфат), молекуле, отвечающей за улавливание и хранение энергии. Он накапливает энергию, выделяемую при распаде глюкозы, в своих фосфатных связях.
АТФ - это нуклеотид, в основе которого лежит аденин и рибоза с сахаром, образующая аденозин. Когда аденозин связывается с тремя фосфатными радикалами, образуется аденозинтрифосфат.
Связь между фосфатами очень сильна. Таким образом, когда клетке нужна энергия для некоторой химической реакции, связи между фосфатами разрываются, и энергия высвобождается.
АТФ - важнейшее энергетическое соединение клеток.
Однако следует выделить и другие соединения. Это связано с тем, что во время реакций выделяется водород, который переносится в основном двумя веществами: НАД+ и FAD.
Механизмы получения энергии
Энергетический обмен клеток происходит посредством фотосинтеза и клеточного дыхания.
Фотосинтез
THE фотосинтез представляет собой процесс синтеза глюкозы из углекислого газа (CO2) и вода (H2О) при наличии света.
Это соответствует автотрофному процессу, выполняемому существами, у которых есть хлорофилл, например: растения, бактерии и цианобактерии. У эукариотических организмов фотосинтез происходит в хлоропласты.
Клеточное дыхание
THE клеточное дыхание это процесс разрушения молекулы глюкоза чтобы высвободить энергию, которая в нем хранится. Это происходит у большинства живых существ.
Это можно сделать двумя способами:
- аэробное дыхание: в присутствии окружающего газообразного кислорода;
- анаэробное дыхание: при отсутствии газообразного кислорода.
Аэробное дыхание проходит через три фазы:
Гликолиз
Первым этапом клеточного дыхания является гликолиз, который встречается в цитоплазме клеток.
Он состоит из биохимического процесса, в котором молекула глюкозы (C6ЧАС12О6) распадается на две более мелкие молекулы пировиноградной кислоты или пирувата (C3ЧАС4О3), высвобождая энергию.
Цикл Кребса
Схема цикла Кребса
О Цикл Кребса соответствует последовательности из восьми реакций. Он имеет функцию стимулирования разложения конечных продуктов метаболизма углеводов, липидов и различных аминокислот.
Эти вещества превращаются в ацетил-КоА с выделением CO2 и H2О и синтез АТФ.
Таким образом, в процессе ацетил-КоА (2C) будет преобразован в цитрат (6C), кетоглутарат (5C), сукцинат (4C), фумарат (4C), малат (4C) и щавелевоуксусную кислоту (4C).
Цикл Кребса имеет место в митохондриальном матриксе.
Окислительное фосфорилирование или дыхательная цепь
Схема окислительного фосфорилирования
THE окислительного фосфорилирования это заключительный этап энергетического обмена у аэробных организмов. Он также отвечает за производство большей части энергии.
Во время гликолиза и цикла Кребса часть энергии, производимой при разложении соединений, накапливалась в промежуточных молекулах, таких как НАД.+ и FAD.
Эти промежуточные молекулы высвобождают заряженные электроны и ионы H.+ который будет проходить через набор транспортных белков, которые составляют дыхательную цепь.
Таким образом, электроны теряют свою энергию, которая затем сохраняется в молекулах АТФ.
Энергетический баланс этого шага, то есть то, что производится по всей цепи переноса электронов, составляет 38 АТФ.
Аэробный баланс энергии дыхания
Гликолиз:
4 АТФ + 2 НАДН - 2 АТФ → 2 АТФ + 2 НАД
Цикл Кребса: Поскольку существует две молекулы пирувата, уравнение необходимо умножить на 2.
2 х (4 НАДН + 1 ФАДН2 + 1 АТФ) → 8 НАДН + 2 ФАДН2 + 2 АТФ
Окислительного фосфорилирования:
2 НАДН от гликолиза → 6 АТФ
8 НАДН цикла Кребса → 24 АТФ
2 FADH2 цикла Кребса → 4 АТФ
Всего 38 АТФ вырабатывается при аэробном дыхании.
Самый важный пример анаэробного дыхания - ферментация:
Ферментация
THE ферментация он состоит только из первой стадии клеточного дыхания, то есть гликолиза.
Брожение происходит в гиалоплазма, когда кислород недоступен.
В зависимости от продукта разложения глюкозы он может быть следующих видов:
Спиртовое брожение: Две производимые молекулы пирувата превращаются в этиловый спирт с выделением двух молекул CO.2 и образование двух молекул АТФ. Используется для производства алкогольных напитков.
Молочная ферментация: Каждая молекула пирувата превращается в молочную кислоту с образованием двух молекул АТФ. Производство молочной кислоты. Это происходит в мышечных клетках при чрезмерном усилии.
Узнать больше, читайте также:
- Метаболизм
- Анаболизм и катаболизм
- Клеточный метаболизм
- Химические реакции
- Биохимия
Упражнения для вступительных экзаменов
1. (PUC - RJ) Это биологические процессы, непосредственно связанные с преобразованиями клеточной энергии:
а) дыхание и фотосинтез.
б) пищеварение и выведение.
в) дыхание и выделение.
г) фотосинтез и осмос.
д) пищеварение и осмос.
а) дыхание и фотосинтез.
2. (Fatec) Могут ли мышечные клетки получать энергию посредством аэробного дыхания или ферментации, когда спортсмен теряет сознание после бега на 1000 м из-за отсутствия Достаточное насыщение мозга кислородом, кислородный газ, который достигает мышц, также недостаточен для удовлетворения дыхательных потребностей мышечных волокон, которые начинают действовать. накапливать:
а) глюкоза.
б) уксусная кислота.
в) молочная кислота.
г) диоксид углерода.
д) этиловый спирт.
в) молочная кислота.
3. (UFPA) Процесс клеточного дыхания отвечает за (а)
а) потребление углекислого газа и выделение кислорода клеткам.
б) синтез богатых энергией органических молекул.
в) восстановление молекул углекислого газа до глюкозы.
г) включение молекул глюкозы и окисление углекислого газа.
д) высвобождение энергии для жизненно важных функций клетки.
д) высвобождение энергии для жизненно важных функций клетки.
