Этапы клеточного дыхания

Клеточное или тканевое дыхание — совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в ходе которых происходит окисление углеводовлипидов и аминокислот до углекислого газа и воды.

 

Итак, клеточное дыхание происходит в клетке.

 

Но где именно? Какая органелла осуществляет этот процесс?

 

Основной этап клеточного дыхания осуществляется в митохондриях. Как известно, основной продукт работы митохондрии — молекулы АТФ — синоним понятия «энергия» в биологии. Действительно, основным продуктом этого процесса является энергия, молекулы АТФ.

 

АТФ — это молекула — синоним энергии в биологии. Расшифровывется как Аденозинтрифосфат или Аденозинтрифосфорная кислота. Как видно из рисунка формулы, в составе молекулы есть:

 

  1. три связи с остатками фосфорной кислоты, при разрыве которых выделяется большое количество энергии,
  2. углевод рибоза ( пятиатомый сахар) и
  3. азотистое основание

 
Этапы клеточного дыхания
 

Этапы клеточного дыхания:

 

этапы клеточного дыхания

 

1 Этап клеточного дыхания — подготовительный

 

Каким образом вещества попадают  в клетки? В процессе пищеварения организма. Суть процесса пищеварения — расщепление полимеров, поступающих в организм с пищей, до мономеров:

 

  • белки расщепляются до аминокислот;
  • углеводы — до глюкозы;
  • жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот.

 
Т.е. в клетку поступают уже мономеры.
 

Дальше мы рассмотрим путь превращения именно глюкозы.

 

2 Этап клеточного пищеварения 

 

Гликолиз — ферментативный процесс последовательного расщепления глюкозы в клетках, сопровождающийся синтезом АТФ.

Гликолиз при аэробных условиях ведёт к образованию пировиноградной кислоты (ПВК) (пирувата),

 


этапы клеточного дыхания
 

гликолиз в анаэробных условиях (бескислородных или при недостатке кислорода) ведёт к образованию молочной кислоты (лактата).

 

CH3-CH(OH)-COOH

 

Гликолиз является основным путём катаболизма глюкозы в организме животных.

 

Превращения происходят  в цитоплазме клетки, т.е. процесс будет однозначно анаэробным: молекула глюкозы расщепится до ПВК — пировиноградной кислоты с выделением 2 молекул АТФ:

 

этапы клеточного дыхания

 

Дальше образовавшаяся пировиноградная кислота поступает в митохондрии, где происходит ее дальнейшее окисление

 

3 Этап клеточного пищеварения (кислородный)

 

Поступая в митохондрию, происходит   окисление: ПВК под действием  кислорода расщепляется до углекислого газа (суммарное уравнение):

 

этапы клеточного дыхания

 

Вначале отщепляется один углеродный атом пировиноградной кислоты. При этом образуется углекислый газ, энергия (она запасается в одной молекуле НАДФ) и двухуглеродная молекула — ацетильная группа. Затем реакционная цепь поступает в метаболический координационный центр клетки — цикл Кребса.

 

Цикл Кребса

 

(цикл лимонной кислоты)

 

этапы клеточного дыхания

 

Цикл Кребса  — это реакции, которые начинаются, когда определенная входящая молекула соединяется с другой молекулой, выполняющей функцию «помощника». Такая комбинация инициирует серию других химических реакций, в которых образуются молекулы-продукты и в конце воссоздается молекула-помощник, которая может начать весь процесс вновь.

Для переработки энергии, запасенной в одной молекуле глюкозы, цикл Кребса нужно пройти дважды

 
Процесс многостадийный, и в нем, помимо различных кислот с интересными названиями участвуют коферменты (КоА).
 

Что такое коферменты?

 

(коэнзимы)

 

  • это органические вещества небольшого размера
  • они способны соединяться с белками ( или прямо с ферментами, у которых, кстати, белковая природа), образуя активное вещество, косплекс, которое будет являться чем-то вроде катализатора.

 

Приставка «ко-»  — это как «со-» — сопродюсер, соотечественник и т.п. Т.е. «вместе, с «

 

Гликолиз — катаболический путь исключительной важности.

 

Он обеспечивает энергией клеточные реакции, в том числе и синтез белка.

Промежуточные продукты гликолиза используются при синтезе жиров.

Пируват также может быть использован для синтеза  других соединений. Благодаря гликолизу производительность митохондрий и доступность кислорода не ограничивают мощность мышц при кратковременных предельных нагрузках.

 


 

 


 

Обсуждение: "Этапы клеточного дыхания"

  • Мария says:

    Цитата: «Итого: выделяется 28 молекул АТФ»
    А не 38? Или я что-то путаю?

    • Лолита Окольнова says:

      Не путаете, там опечатка! Спасибо, что обратили внимание!

(Правила комментирования)