Energiacsere egy sejtben
Az élő szervezetekben az energia elsődleges forrása a Nap. Az energia által hozott fénykvantumokat (fotonok) felszívódik a pigment a klorofill szereplő kloroplasztjai zöld levelek, és a tárolt kémiai energiát a különböző tápanyagokat.
Az összes sejt és organizmus két fő osztályra osztható, attól függően, hogy melyik energiaforrást használja. Eleinte, az úgynevezett autotróf (zöld növények), CO2 és H2 O alakítjuk a folyamat a fotoszintézis elemi szerves glükóz molekulák, amelyek úgy vannak kialakítva, majd bonyolultabb molekulák.
A második osztályba tartozó sejtek, az úgynevezett heterotróf (állati sejtek), energiát kapnak különböző tápanyagoktól (szénhidrátok, zsírok és fehérjék), amelyeket az autotrofikus organizmusok szintetizálnak. Az ilyen szerves molekulákban található energiát elsősorban azáltal, hogy levegő oxigénnel (azaz oxidációval) kombinálják őket aerob légzésben. A heterotróf szervezetekben ez az energiaciklus befejeződik a CO2 és a H2O felszabadításával.
A sejtes légzés a szerves anyagok oxidációja, ami kémiai energia előállításához vezet (ATP). A legtöbb sejt elsősorban szénhidrátot használ. A poliszacharidok is részt vesznek a légzési folyamat csak azután hidrolizálnak monoskharidov: keményítő, glükóz (növényekben), glikogén (állati).
A zsírok alkotják az "első tartalékot", és elsősorban a szénhidráttartalom kimerüléséig dolgoznak. Azonban a vázizmok sejtjei glükóz és zsírsavak jelenlétében előnyben részesítik a zsírsavakat. Mivel a fehérjék számos más fontos funkciót látnak el, ezeket csak a szénhidrátok és zsírok összes tárolása után használják fel, például hosszan tartó éhezés esetén.
Az energiacsere szakaszai: Egyetlen energiacserefolyamat feltételesen három egymást követő szakaszra osztható:
Az első közülük előkészítő. Ebben a szakaszban a nagy molekulatömegű szerves anyagok, a citoplazmában az intézkedés megfelelő enzimeket bontani kisebb molekulák: fehérjék - aminosavak, poliszacharidok (keményítő, glikogén) - monoszacharidokká (glükóz), zsírok - glicerin és zsírsavak, nukleinsav - a nukleotidok és t .D. Ebben a szakaszban kis mennyiségű energiát szabadítanak fel, amely hő hatására eloszlik.
A második szakasz anoxikus vagy hiányos. Az előkészítő szakaszban képződött anyagok - glükóz, aminosavak stb. - további oxigénhiány nélkül enzimatikus bontásra kerülnek. Ilyen például a glükóz (glikolízis) enzimatikus oxidációja, amely az összes élő sejt egyik fő energiaforrása. Glikolízis - többlépcsős folyamat felosztása a glükóz anaerob (oxigén szabad) feltételek piroszőlősavvá (PVK), majd a tejsav, ecetsav, vajsav, vagy etil-alkohol, származó a citoplazmában. A hordozó elektronok és a protonok ezekben redox reakciók szolgál nikotinamid-dinukleotid (NAD) és redukált formában NAD * H. A glikolízis termékei piroszőlősav, a hidrogén NADH formájában és az ATP formájában lévő energia.
Különböző típusú fermentációval a glikolízis termékek sorsa más. Az állatok sejtjeiben és számos baktériumban a PVK-t csökkentették tejsavvá. Az összes tejsavas fermentáció (tej, tejföl, kefir, stb.) Írását tejsavas gombák és baktériumok okozzák.
Alkoholos erjedésnél a glikolízis termékek etil-alkohol és CO2. Más mikroorganizmusokban a fermentációs termékek lehet butil-alkohol, aceton, ecetsav stb.
Az anoxikus hasítás során a felszabadított energia egy részét hő formájában disszipálják, és egyesek ATP molekulákban halmozódnak fel.
Az energiacsere harmadik szakasza az oxigén felosztásának szakasza. vagy aerob légzés, a mitokondriában fordul elő. Ebben a szakaszban az enzimek, amelyek hordozhatnak elektronokat, fontos szerepet játszanak az oxidációs folyamatban. Olyan szerkezetek, amelyek biztosítják a harmadik szakasz áthaladását, az úgynevezett elektronszállítási láncnak. Az elektronátvitel láncolatába belépnek azok a molekulák - energiahordozók, amelyek energiafogyasztást kaptak a glükóz oxidáció második szakaszában. A molekulákból származó elektronok - az energiahordozók, mint szakaszokban, a láncszemek mentén haladnak magasabb energiaszintről az alsóbb szintre. A felszabadító energiát az ATP molekulák feltöltésére fordítják. A molekulák elektronjai - az energiahordozók, amelyek energiát adtak az ATP feltöltésére, végül az oxigénnel kombinálódnak. Ennek eredményeként víz keletkezik. Az elektron transzferláncon az oxigén a végső elektronvevõ. Így minden élőlénynek oxigénnek kell lennie, mint a végső elektronvevõnek. Az oxigén potenciális különbséget jelent az elektronátviteli láncban, és mintha az elektronokat a molekulák - energiahordozók energiaigénye alól alacsony energiájú szintre vonná. Útközben az energia-gazdag ATP molekulák szintézise megtörténik.