§23 Розщеплення речовин в орга­ніз­мі: безкисневе і кисневе. �Етапи енергетичного обміну

підготовчий етап енергетичного обміну

безкисневе розщеплення глюкози (гліколіз);

кисневе розщеплення глюкози (клітинне дихання)

​

Енергетичний обмін глюкози складається з трьох оетапів:

• підготовчий – розщеплення складних речовин (полісахаридів, дисахаридів) на прості (моносахариди) без утворення АТФ, відбувається у процесі травлення;
• безкисневе розщеплення (гліколіз) – у цитоплазмі клітини з 1 молекули глюкози утворюється 2 молекули піровиноградної кислоти (піруват), або у м’язових клітинах 2 молекули молочної кислоти (лактат); енергія, яка при цьому вивільняється акумулюється 2 молекулами АТФ;
• кисневе розщеплення – у мітохондріях, за участі кисню, піруват (лактат) повністю окиснюється до вуглекислого газу і води; енергію, яка при цьому вивільняється акумулюють 36 молекул АТФ.

У результаті повного окиснення 1 молекули глюкози вивільняється енергія, якої достатньо, щоб 38 молекул АДФ перетворити на 38 молекул АТФ.

Підготовчий етап

1 : 1,3 : 0,2

Відбувається поза клітиною в травній системі, де складні органічні речовини розщеплюються на прості: білки – на амінокислоти, полісахариди і дисахариди – на моносахариди (переважно на глюкозу), жири – на гліцерин і жирні кислоти; ДНК і РНК – на нуклеозиди. Продукти розщеплення всмоктуються в кров і лімфу

Безкисневий етап (гліколіз)

Відбувається в цитоплазмі клітини на її внут­рішньоклітинних мембранах. Безкисневе розщеплення глюкози називають гліколізом, при якому з 1 молекули глюкози утворюються 2 молекули піровиноградної (С₃Н₄О₃) кислоти та 2 молекули води, а енергія, що при цьому вивільняється, акумулюється 2 молекулами АТФ. У клітинах м’язів та у цитоплазмах молочнокислих бактерій піровинорадна кислота перетворюється на молочну кислоту (С₃Н₆О₃). Загальна схема гліколізу з утворенням молочної кислоти:

С₆Н₁₂О₆ + 2АДФ + 2Н₃РО₄ → 2С₃Н₆О₃ + 2АТФ + 2Н₂О

глюкоза ортофосфатна молочна

кислота кислота

Частина енергії, що при цьому вивільняється, розсіюється у вигляді тепла

Кисневий етап (клітинне дихання) відбувається у мітохондріях з участю кисню у 2 етапи:

Перший етап: цикл Кребса – ряд біохімічних перетворень, що відбувається у матриксі мітохондрії. Це циклічна серія реакцій, внаслідок якої з 2 молекул піровиноградної (чи молочної) кислоти, що утворилися внаслідок гліколізу, утворюється 6 молекул вуглекислого газу, відновлюються 8 молекул переносників гідрогену (6 молекул НАДФ•Н, 2 молекули ФАД•Н₂), утворюється 2 молекули АТФ.

Другий етап: окисне фосфорилювання, що відбувається на внутрішній мембрані мітохондрії. НАДФ•Н і ФАД•Н₂, що відновилися у циклі Кребса, передають електрони на білки дихального ланцюга. Енергія електронів використовується для перекачування протонів (H⁺) з матриксу мітохондрії в міжмембранний простір. Так створюється градієнт концентрації протонів та виникає різниця потенціалів з обох боків мембрани. На мембрані у деяких місцях є фермент АТФ-синтетаза. Коли різниця потенціалів, внаслідок перекачування протонів, досягає критичного рівня (200 електрон вольт), протони проходять через канал у АТФ-синтетазі. Їх кінетичної енергії достатньо для синтезу 34 молекул АТФ. Кисень приєднує електрони і протони і утворює воду.

Загальна схема кисневого розщеплення глюкози 2С₃Н₆О₃ + 6О₂ + 36Н₃РО₄ + 36АДФ = 6СО₂ + 36АТФ + 42Н₂О

Схема окисного фосфорилювання

1 : 1,3 : 0,2

Бродіння - це форма безкисневого енергетичного обміну, що дозволяє клітині отриму-вати енергію з глюкози в умовах відсутності кисню (анаеробно). Відбувається бродіння у цитоплазмі клітини без участі кисню. В загальному під час бродіння 1 молекула глюкози розщеплюється на 2 молекули піровиноградної кислоти (пірувату), при цьому виділяєть-ся швидка енергія, якої достатньо для утворення 2 молекул АТФ. Далі піруват перетво-рюється на інші речовини, залежно від виду бродіння

1 : 1,3 : 0,2

Проєктна діяльність

Перевір себе:

Перейдіть за покликанням https://learningapps.org/watch?v=p3bcwq2bc25

або за QR-кодом і виконайте вправу

Домашнє завдання:

§23