Клітинне дихання
Дихання – це процес надходження до організму кисню, його участь у окисненні поживних речовин, в результаті чого вивільняється енергія, та виведення назовні вуглекислого газу
Поживні речовини:
окиснення
вуглекислий
газ
вода
енергія
тепло
утворення сполук
виконання роботи
Клітинне дихання відбувається у клітинах:
- аеробне дихання здійснюється за наявності кисню;
- анаеробне дихання здійснюється у безкисневому середовищі
АТФ
АТФ – аденозинтрифосфатна кислота
АТФ – це нуклеотид
нітратна основа
аденін
моносахарид
рибоза
три залишки
ортофосфатної кислоти
гідроліз
гідроліз
Н3РО4 +
АТФ
АДФ
Н3РО4 +
АМФ
+ 42 кДж
+ 42 кДж
АТФ – аденозинтрифосфатна кислота
енергія Сонця
фото-
система ІІ
збудження
електронів
АТФ
фермент
фермент
субстрат
продукт
АТФ
Ф
АДФ
Процеси синтезу АТФ можуть відбуватись:
- у цитоплазмі в результаті гліколізу
– субстратне фосфорилювання;
- у мітохондріях в результаті аеробного дихання
– окиснювальне фосфорилювання;
- у хлоропластах у світлову фазу фотосинтезу
– фотофосфорилювання;
- на мембранах
деяких бактерій
при хемосинтезі
АТФ
хімічна
енергія
Підготовчий етап відбувається у травному тракті
Вуглеводи – основне джерело
енергії в організмі.
Вуглеводи розщеплюються
до глюкози
Якщо запаси вуглеводів вичерпуються,
то жири їжі стають джерелом енергії.
Жири розщеплюються
до гліцерину і вищих жирних кислот
Білки не є резервом енергії.
Білки розщеплюються до амінокислот
Безкисневий етап відбувається у цитоплазмі клітин
Гліколіз - ланцюг із десяти реакцій, внаслідок яких глюкоза C6H12O6
перетворюється на піруват C3H4O3�
глюкоза
гліколіз
піруват
без кисню
бродіння
етиловий спирт
молочна к-та
дріжджі
клітини тварин
Загальне рівняння гліколізу:
глюкоза + 2Фн + 2АДФ → 2 піруват + 2АТФ + 2Н2О + 200 кДж
Із 200 кДж енергії 80 кДж
запасається у вигляді АТФ,
а 120 кДж розсіюється у вигляді тепла
цитоплазма
мітохондрії
кисень
піруват
Кисневий етап відбувається у мітохондріях
глюкоза
гліколіз
піруват
без кисню
бродіння
етиловий спирт
молочна к-та
цитоплазма
матрикс
мітохондрії
кисень
ацетил-КоА
цикл Кребса
електронтранспортний
ланцюг
внутрішня мембрана
мітохондрії
На цьому етапі проходить повне окиснення піровиноградної кислоти до С02 та Н20
з вивільненням енергії
Стадії клітинного дихання:
- окисне
декарбоксилювання
піровиноградної кислоти;
- цикл трикарбонових
кислот (цикл Кребса);
- електронтранспортний
ланцюг
Кисневий етап відбувається у мітохондріях
Цикл Кребса (цикл лимонної кислоти) — циклічна послідовність ферментативних реакцій, у результаті яких ацетил – КоА окиснюється до СО2 з утворенням атомів водню, які використовуються для відновлення нікотинамідних або флавінових коферментів, відбувається у матриксі мітохондрій
Результат одного обороту циклу:
1 молекула АТФ, дві молекули СО2, 8 атомів Н
Переносники Гідрогену:
НАД+ нікотинамідаденіндинуклеотид
ФАД флавінааденіндинуклеотид
FAD + 2 FADH2
Цикл був відкритий німецьким біохіміком Гансом Кребсом.
За цю свою роботу він був удостоєний Нобелівської премії у 1953 році
Кисневий етап відбувається у мітохондріях
міжмембранний простір
матрикс мітохондрії
Електронтранспортний ланцюг — послідовність білків-ферментів, які вбудовані у внутрішню мембрану мітохондрій і забезпечують перенесення протонів і електронів на кисень, а енергія, що при цьому виділяється, використовується на утворення АТФ, відбувається на внутрішній мембрані
Кисневий етап відбувається у мітохондріях
міжмембранний простір
матрикс мітохондрії
Електронтранспортний ланцюг — послідовність білків-ферментів, які вбудовані у внутрішню мембрану мітохондрій і забезпечують перенесення протонів і електронів на кисень, а енергія, що при цьому виділяється, використовується на утворення АТФ, відбувається на внутрішній мембрані
Рівняння дихального ланцюга:
12 Н2 + 6О2 → 12 Н2О + 34 АТФ
Кисневий етап відбувається у мітохондріях
Загальне рівняння кисневого етапу:
2С3Н6О3 + 6О2 + 36Н3РО4 + 36АДФ → 6СО2 + 42Н2О + 36АТФ + 2 600 кДж
Із 2 600 кДж енергії 1088 кДж розсіюється у вигляді тепла,
а 1512 кДж запасається у вигляді АТФ
Сумарний енергетичний результат етапів клітинного дихання:
2 800 кДж енергії
38 моль АТФ
(2 моль при гліколізі, 2 моль у циклі Кребса і 34 моль дає дихальний ланцюг)
Чи маєте запитання?
Відеоурок ви можете переглянути за посиланням: