АТФ як клітинне паливо
Не завжди клітці потрібна енергія в той самий час, коли ця енергія витягується з їжі, і в тому місці, де вона витягується. Надлишок енергії накопичується у вигляді палива, яке є для використання в будь-який момент. Це паливо – аденозінт ріфосфат (скорочено АТФ). За своєю хімічною структурою АТФ являє собою аденозин, з’єднаний з трьома фосфатними групами. У клітці АТФ утворюється шляхом приєднання до аденозиндифосфату (АДФ) третьої фосфатної групи.
Для приєднання цієї третьої фосфатної групи потрібно дуже багато енергії; тому що утворюється зв’язок носить назву макроергічним. При розщепленні макроергічним зв’язку звільняється стільки ж енергії, скільки було витрачено на її освіту. Отже, синтез і розпад АТФ можна представити у вигляді оборотної реакції (де Ф позначає фосфат):
АДФ + Ф + Енергія = АТФ.
Розглянемо тепер, як відбувається виділення енергії з їжі і накопичення її у вигляді АТФ. Почнемо з глюкози, в формі якої потрапляють в клітину все вуглеводи. Гліколіз. Це перший етап розщеплення глюкози, який супроводжується виділенням частини накопиченої в молекулі глюкози енергії. Гліколіз включає близько 10 окремих ферментативних реакцій; сумарна реакція процесу така:
С6Н12О6 + 2АТФ = 2С3Н4О3 + 4Н + 2АДФ + 2Ф + Енергія.
Зверніть увагу на те, що для початку ( “запуску”) процесу потрібно затратити якусь енергію, а саме дві молекули АТФ, вже наявні в клітині. В результаті гліколізу виділяється така кількість енергії, якого достатньо для утворення чотирьох молекул АТФ. Отже, сумарний енергетичний вихід гліколізу – дві молекули АТФ. Власне звільнення енергії має місце при відщепленні атомів водню від кисню і вуглецю в молекулі глюкози. Справа в тому, що в зеленому листі енергія сонячного світла використовується на приєднання водню до вуглекислого газу; ця-то енергія і звільняється при відщепленні водню від молекули глюкози. Однак продукт першого етапу розщеплення глюкози – пировиноградная кислота – ще містить в собі значну частину енергії. Якщо клітці потрібно отримати максимальну кількість енергії з молекули глюкози, то процес розпаду повинен йти далі. Це здійснюється в ході так званого циклу лимонної кислоти, або циклу Кребса.
Related posts:
- Забезпечення клітин енергією за рахунок окислення органічних речовин Біологічне окислення і горіння. Живі організми, нездатні використовувати світлову енергію, повинні отримувати її за рахунок окислення органічних сполук, що надходять ззовні з їжею. Чому при окислюванні органічних речовин вивільняється енергія? Частина електронів у складі молекул органічних сполук знаходиться на високих енергетичних рівнях. Енергія вивільняється при переміщенні електронів з орбіт високої енергії на низькі енергетичні рівні […]...
- Цикл Кребса і акцептори водню У цей цикл входить близько 10 послідовних реакцій, в результаті яких отщепляются все атоми водню, спочатку належали глюкози, і виділяється енергія, укладена в розриваються зв’язки. Ферменти, які здійснюють гліколіз, знаходяться в цитоплазмі, але для “включення” в цикл Кребса пировиноградная кислота повинна проникнути в мітохондрії, де протікають гликолитические реакції, які не встигли завершитися в цитоплазмі. Складна […]...
- Біологічне окислення Часто можна чути про калорійність того чи іншого продукту. Це означає, що він здатний дати при окислюванні певну кількість необхідної для організму енергії. Зазвичай під окисленням розуміють з’єднання з киснем. Саме так і окислюється ряд молекул в організмі під впливом ферментів – оксигеназ. Однак при біологічному окислюванні від органічної молекули під дією відповідного ферменту отщепляются […]...
- Значення фотосинтезу для організму Якщо все рівняння фотосинтезу скласти і виключити компоненти, що використовуються в цьому процесі, але в кінцевому підсумку повернуті до своєї первісної форми, то вийде дуже спрощене загальне рівняння фотосинтезу. 6СО2 + 6Н2О + Світлова енергія = С6Н12О6 + 6О2. Крім того, деяка частина світлової енергії залишається у вигляді АТФ, який не був використаний на освіту […]...
- Паливо Паливо – горюча речовина, що дає тепло і виступає джерелом енергії. В природі представлена величезна кількість горючих речовин, які при згорянні виділяють тепло. Велика частина палива, що використовується людством, запасена з допомогою сонячної енергії. Вугілля, нафта, газ – все це сформувалося на Землі завдяки впливу Сонця. Паливо поділяють на тверде, рідке і газоподібне. До твердих […]...
- Процес клітинного дихання та його етапи Максимальний вихід ATФ Ми всі потребуємо енергії, щоб нормально функціонувати, і ми отримуємо цю енергію з продуктів, які вживаємо в їжу. Найбільш ефективним способом накопичення енергії клітинами, що зберігається в їжі є клітинне дихання, катаболічний процес для виробництва аденозинтрифосфату (АТФ). АТФ – молекула з високим вмістом енергії, яка використовується робітниками клітинами організму. Клітинне дихання протікає […]...
- Біологічне окислення глюкози як основа гетеротрофного харчування Гетеротрофи використовують готові органічні речовини, синтезовані фототрофами або отримані від інших гетеротрофів. Для вивільнення енергії використовуються процеси біологічного окислення в анаеробних і аеробних умовах. Процес протікає в декілька ступенів за участю комплексу ферментів і переносників електронів. Приблизно 50% енергії запасається у вигляді АТФ, інша частина перетворюється в теплоту. Окислення глюкози – найбільш важливий, основний процес. […]...
- Обмін речовин і енергії в клітині. Енергетичний обмін Загальна характеристика обміну речовин і енергії. Обмін речовин і енергії, або метаболізм (від грец. Metabole – зміна), – процес, який лежить в основі всіх явищ життя. Всі відомі науці живі організми являють собою відкриті системи, постійно обмінюються речовиною і енергією з навколишнім середовищем. Енергія потрібна для біосинтезу складних органічних речовин, властивих кожній клітині (амінокислоти, цукру, […]...
- Вуглеводи: властивості та характеристика Який склад і будову мають молекули вуглеводів? Молекули вуглеводів складаються з атомів вуглецю, водню і кисню, причому співвідношення водню і кисню в них 2: 1, як у молекулі води. Саме з цієї причини ці речовини отримали свою назву “вуглеводи”. Які вуглеводи називаються моно-, ди-і полісахариди? Моносахариди – це вуглеводи, до складу яких входить від трьох […]...
- Окислення органічних речовин Основний реакцією, що дозволяє вивільняти енергію, що використовується для життєдіяльності, є окислення органічних речовин, що надходять з їжею. В основі реакції окислення лежить передача електронів з однієї молекули на іншу, яка при цьому відновлюється. Існує кілька механізмів окислення. Найбільш часто використовується в клітці дегидрирование – відщеплення двох електронів разом з протонами. Окислювальні процеси в клітці […]...
- Кисневе окислення, або дихання Полягає в повному розщеплюванні піровиноградної кислоти, відбувається в мітохондріях і при обов’язковій присутності кисню. Піровиноградна кислота транспортується в мітохондрії (будову і функції мітохондрій-лекція № 7). Тут відбувається дегидрирование (відщеплення водню) і декарбоксилювання (відщеплення вуглекислого газу) ПВК з утворенням двухуглеродний ацетильной групи, яка вступає в цикл реакцій, що одержали назву реакцій циклу Кребса. Йде подальше окислення, […]...
- Хімічні властивості фруктози Фруктоза входить у все реакції багатоатомних спиртів: утворює сахарата з нерозчинними у воді гидроксидами, прості і складні ефіри. Однак наявність в молекулі замість альдегідної групи кетонів фрагмента ускладнює реакції окислення фруктози. Наприклад, глюкоза окислюється бромної водою до глюконової кислоти, а фруктоза до подібного перетворенню не спроможна. Ця реакція дозволяє відрізнити альдози від кетоз. Як і […]...
- Асиміляція і дисиміляція – біологія Процес перетворення зовнішніх речовин в енергію і сукупність реакцій, в результаті яких утворюються складні органічні речовини, необхідні для життєдіяльності організму, називається метаболізмом або обміном речовин. Основні процеси метаболізму – асиміляція і дисиміляція, тісно взаємопов’язані між собою. Метаболізм Обмін речовин відбувається на клітинному рівні, але починається з процесу: Травлення; Дихання. В обміні речовин беруть участь органічні […]...
- Обмін речовин і енергії в клітині – конспект Зростання, розвиток, розумова і фізична діяльність можливими завдяки обміну речовин і енергії в клітині. Перетворення речовин в енергію є головною умовою живих організмів, починаючи одноклітинними рослинами і закінчуючи людиною. Анаболізм і катаболізм Обмін речовин або метаболізм – сукупність складних хімічних реакцій, що відбуваються в кожній клітині живого організму. Основна властивість обміну речовин і енергії – […]...
- Обмін речовин і перетворення енергії в клітині Основою життєдіяльності клітини і організму є обмін речовин і перетворення енергії. Обмін її вин і перетворення енергії – сукупність всіх реакцій розпаду і синтезу, що протікають в клітині або у всьому організмі, пов’язаних з виділенням або поглинанням енергії. Обмін речовин і перетворення енергії складається з двох взаємопов’язаних, але протилежних процесів – асиміляції і дисиміляції (рис. […]...
- Як харчуються організми-гетеротрофи Під час харчування гетеротрофов відбуваються суцільні процеси дисиміляції (руйнування (розщеплення речовин)) і виділення енергії. У травному тракті ферменти розщеплюють високомолекулярні органічні сполуки до низькомолекулярних (наприклад, білки до амінокислот, з яких вже можна щось побудувати в організмі). В процесі розщеплення активно бере участь вода. При цьому процесі виділяється тепло: Білки + H₂O (вода) → амінокислоти + […]...
- Фотосинтез і хемосинтез – конспект Фотосинтез. Слово “фотосинтез” буквально означає з’єднання, створення під дією світла. Фотосинтез – це утворення клітинами вищих рослин, водоростей і деякими бактеріями органічних речовин з води і вуглекислого газу з участю енергії світла. За допомогою хлорофілу (або інших пігментів), що міститься в хлоропластах і хроматофорах, вони здійснюють перетворення світлової енергії в енергію хімічних зв’язків. Це складний, […]...
- Хімічні властивості алкенів – доповідь 1. Реакції приєднання. Алкени – активні сполуки, тому що подвійний зв’язок в їх молекулах складається з однієї міцної сигма – і однієї слабкої пі-зв’язку. В реакції приєднання алкени часто вступають навіть на холоді, у водних розчинах і органічних розчинниках. Гідрування, тобто приєднання водню можливо в присутності каталізаторів: CH3-СН = СН2 + Н2 → CH3-СН2-СН3. Для […]...
- Моторне паливо Бензини різного походження можуть по – різному поводитися в двигунах внутрішнього згоряння. Прагнучи до максимального підвищення потужності двигуна при малих габаритах і вазі, намагаються по можливості збільшити ступінь стиснення горючої суміші в циліндрі. Однак у швидкохідних чотиритактних двигунах, що працюють з примусовим запалюванням, при цьому іноді спостерігається ненормальне (детонаційне) згоряння суміші. Мотор починає “стукати”. При […]...
- Обмін вуглеводів Вуглеводи надходять в організм з рослинною і, меншою мірою, з тваринною їжею, а також синтезуються в ньому з продуктів розщеплення амінокислот і жирів. Вуглеводи рослинного походження в організмі людини розщеплюються до глюкози, яка всмоктується в кров і розноситься по всьому тілу. Вміст глюкози в крові відносно постійно і не перевищує 0,08-0,12%. Якщо глюкоза надходить у […]...
- Механічна енергія Енергія є мірою руху і взаємодії будь-яких об’єктів в природі. Є різні форми енергії: механічна, теплова, електромагнітна, ядерна… Досвід показує, що енергія не з’являється нізвідки і не зникає безслідно, вона лише переходить з однієї форми в іншу. Це сама загальне формулювання закону збереження енергії. Кожен вид енергії являє собою деяке математичне вираження. Закон збереження енергії […]...
- Хімізм та енергетика м’язового скорочення Основа скорочення м’яза – біохімічні процеси, які відбуваються в 2 фази: перша, анаеробну (безкисневому), і другу, аеробну (кисневу). У кожній з цих фаз відбувається розщеплення речовин із звільненням енергії і їх відновлення (ресинтез). Тому м’яз, позбавлена кисню, може довго працювати за умови видалення залишкових продуктів обміну речовин. Слід врахувати, що виняткова роль в біохімічних процесах […]...
- Внутрішня енергія тіл Згідно MKT всі речовини складаються з частинок, які знаходяться в безперервному тепловому русі і взаємодіють один з одним. Тому, навіть якщо тіло нерухомо і має нульову потенційну енергію, воно має енергією (внутрішньою енергією), що представляє собою сумарну енергію руху і взаємодії мікрочастинок, що складають тіло. До складу внутрішньої енергії входять: Кінетична енергія поступального, обертального і […]...
- Фотосинтез і дихання Фотосинтез (фотоавтотрофи) – це синтез органічних сполук з неорганічними сполуками за рахунок енергії світла. Сумарне рівняння фотосинтезу: 6СО2 + 6Н2О – С6Н12О6 + 6О2. Фотосинтез протікає за участю фотосинтезуючих пігментів, які володіють унікальною властивістю перетворення енергії сонячного світла в енергію хімічного зв’язку у вигляді АТФ (аденозинтрифосфату). У процесі фотосинтезу, крім моносахаридів (глюкоза та ін.), синтезуються […]...
- Схеми і рівняння реакцій Хімічні реакції зазвичай описують за допомогою рівнянь. Хімічним рівнянням називають умовну запис хімічної реакції за допомогою хімічних знаків і формул. У лівій частині рівняння реакції записують формули речовин, які вступають в реакцію (реагентів), а в правій – формули кінцевих продуктів реакції (рис. 130). Розглянемо реакцію утворення води з кисню і водню. Хімічна формула газоподібного кисню […]...
- Внутрішня енергія тіла Молекули, з яких складається тіло, постійно здійснюють безладне тепловий рух. Вони рухаються відносно один одного, обертаються, здійснюють коливальні рухи (подібно пружинам). Існує кінетична енергія такого руху, а також потенційна енергія коливань молекул. Крім того, існує потенційна енергія взаємодії молекул між собою (за рахунок сил тяжіння і відштовхування). Сума всіх цих енергій і становить внутрішню енергію […]...
- Коли механічна енергія зберігається? При падінні каменю його потенційна енергія зменшується. Але при цьому швидкість каменю збільшується, а значить, збільшується і кінетична енергія каменю. При русі ж каменя, кинутого вгору, його потенційна енергія збільшується, але зменшується кінетична енергія. Таким чином, кінетична енергія може перетворюватися в потенційну, і назад. Досліди і розрахунки показують, що якщо між тілами системи діють тільки […]...
- Метаболізм глікогену Глікоген (див. С. 46) служить в тваринному організмі резервом вуглеводів, з якого в міру метаболічної потреби можуть вивільнятися глюкозофосфат або глюкоза. Зберігання в організмі власне глюкози неприйнятно через її високу розчинність: високі концентрації глюкози створюють в клітці високо гіпертонічну середу, що призводить до припливу води. Навпаки, нерозчинний глікоген осмотично майже неактивний. А. Метаболізм глікогену Глікоген […]...
- Хлоропласти: роль в процесі фотосинтезу Фотосинтез відбувається в еукаріотичних клітинних структурах, званих хлоропластами. Хлоропласт – це тип органели рослинних клітин, відомий як зелені пластиди. Пластида допомагають зберігати і збирати необхідні речовини для виробництва енергії. Хлоропласт містить зелений пігмент, званий хлорофілом, який поглинає світлову енергію для процесу фотосинтезу. Отже, назва хлоропласт вказує на те, що ці органели представляють собою хлорофіловмісні пластиди. […]...
- Дисахариди – коротко При утворенні гликозидной зв’язку між аномерного гідроксильною групою одного моносахариду і ОН-групою іншого моносахарида виходить дисахарид. Оскільки синтез природних дисахаридов за участю ферментів суворо стереоспеціфічен, гликозидная зв’язок може знаходитися тільки в одній з можливих конфігурацій (α або β). Стереохімія гликозидной зв’язку не може змінюватися за рахунок мутаротації. У мальтозі (1), що утворюється при розщепленні крохмалю […]...
- Окислення глюкози Шлях прямого окислення глюкози, або пентозофосфатний шлях, (окислюється перший вуглецевий атом глюкози) грає дещо іншу роль. Він використовується для синтезу нуклеотидів – субстратів синтезу нуклеїнових кислот. Глюкуроновокіслий шлях – це шлях окислення шостого вуглецевого атома в молекулі глюкози. Утворені при цьому рівні кислоти використовуються клітинами для синтезу молекул позаклітинного матриксу (глікозаміногліканів) або беруть участь в […]...
- Ряди похідних вуглеводнів Подібно до того, як можна уявити собі утворення залишку метану (радикала метилу) шляхом відібрання водню від молекули метану, можна отримати різні залишки (звані також радикалами або групами), віднімаючи від будь молекули відомого будови ті чи інші атоми. Отже, радикали – це групи атомів, що знаходяться між собою в безпосередній або посередньою зв’язку, причому один або […]...
- Макроергічні з’єднання Будь-який організм постійно здійснює роботу: синтез молекул, які входять до складу його клітин, поглинання ззовні необхідних йому речовин і викид різних шлаків. Більшість організми здатні до переміщення в просторі, активного сприйняття зовнішнього світу і впливу на нього. Для здійснення будь-якої роботи потрібна енергія. Спосіб отримання енергії пов’язаний з типом харчування, за яким групи організмів ділять […]...
- Особливості процесу перенесення водню і циклу Кребса Треба відзначити, що в циклі Кребса використовується 6 молекул води, а утворюється (при взаємодії водню з киснем) 12 молекул. Вода є побічний продукт катаболізму; це знайшло своє відображення в наведеному раніше сумарному рівнянні реакції розщеплення глюкози. З наведених тут даних випливає, що зупинити процес аеробного дихання можна декількома способами. Цілком очевидно, що аеробне дихання припиниться […]...
- Вторинні енергетичні ресурси Вторинна енергія відноситься до найбільш зручним формам енергії, які перетворюються з інших, первинних джерел енергії, за рахунок процесів перетворення енергії. Прикладами можуть служити електрику, яке виходить за допомогою первинних джерел, таких як вугілля, сирої нафти, мазуту, природного газу, вітру, сонця, потоків води і т. д. Розглянемо для повного розуміння первинну енергію. Первинна енергія Первинна енергія […]...
- Ліпіди: властивості та характеристика Які речовини відносяться до ліпідів? Ліпіди – велика група органічних сполук, що включає жири і жироподібні речовини. Вони малорозчинні в воді, але добре розчиняються в ефірі, бензині, хлороформі і деяких інших розчинниках. Більшість ліпідів складається з високомолекулярних кислот і трьохатомного спирту гліцерину. Яку будову має більшість ліпідів? Виділяють ліпіди прості і складні. Молекули простих ліпідів […]...
- Застосування глюкози Глюкоза – основне джерело енергії в живій клітині, тому вона широко застосовується в медицині при лікуванні самих різних захворювань, особливо при загальному виснаженні організму. Отриманий відновленням глюкози сорбіт використовується при діабеті як замінник цукру. У мікробіологічній промисловості розчини глюкози застосовують як живильне середовище для розмноження кормових дріжджів. Спиртовим бродінням глюкози отримують харчовий етиловий спирт. В […]...
- Типи харчування живих організмів За типами харчування все живі організми поділяються на дві групи: Автотрофні. До них відносяться фототрофи – зелені рослини, і хемотрофи – деякі Найпростіші, гриби і бактерії. Це організми, які є продуцентами, що виробляють органічні речовини з неорганічних. Вони розташовуються схематично на першому місці екологічної піраміди. Гетеротрофні. Це – організми, що живляться органічними речовинами, виробленими іншими […]...
- Хімічний склад клітини: неорганічні речовини Хімічний склад клітини включає як неорганічні, так і органічні речовини. В організмі людини виявлено 86 постійно присутніх елементів періодичної системи Д. І. Менделєєва. З них 25 необхідні для підтримки життєдіяльності, 18 з яких є абсолютно необхідними, а 7 – корисні. На частку чотирьох хімічних елементів – кисню, водню, вуглецю і азоту – припадає близько 98% […]...
- Молекулярний рівень Які процеси досліджують вчені на молекулярному рівні? На молекулярному рівні вивчаються найважливіші процеси життєдіяльності організму: його ріст і розвиток, обмін речовин і перетворення енергії, зберігання і передача спадкової інформації, мінливість. Які елементи переважають в складі живих організмів? У складі живого організму налічують понад 70-80 хімічних елементів, проте переважають вуглець, кисень, водень і азот. Чому молекули […]...