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. На першому етапі йде окислення глюкози до піровиноградної кислоти (пірувату, ПВК) з утворенням 2 молекул АТФ (гліколіз).
Надалі ПВК за відсутності кисню може окислюватися до молочної кислоти або інших речовин. Анаеробне окислення субстратів бактеріями називається бродінням і може бути також спиртовим, маслянокислим, оцтовокислим і т. д. У присутності кисню йде аеробне окислення до Н2О і СО2, яке протікає в мітохондріях і включає комплекс реакцій – цикл Кребса або трикарбонових кислот (ЦТК) і окисне фосфорилювання.
Біологічний сенс циклу Кребса: при переході від однієї карбонової кислоти до іншої отщепляется водень, який захоплюється акцептором НАД або ФАД, які відновлюються і передають енергію до АТФ в дихальної ланцюга. Після того, як Н + віддав свою енергію, він зв’язується з О2.
Загальні рівняння:
С6Н12О6 + 6 Н2О – 6 СО2 + 12 Н + + 4 АТФ (гліколіз + цикл Кребса) 12Н + + 6О2 – 12 Н2О + 34 АТФ (дихальна ланцюг).
Таким чином, при повному окислюванні глюкози утворюється 38 молекул АТФ. Інші, більш складні поживні речовини спочатку розщеплюються до мономерів (полісахариди – на моносахара, білки – на амінокислоти, жири – на гліцерин і жирні кислоти), а потім можуть включатися в ЦТК на різних етапах. ЦТК постачає клітку не тільки енергією, але і речовинами для синтезу необхідних клітині складних молекул (можливо перебіг зворотних реакцій).





Related posts:
- 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 […]...
- 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 […]...
- Аеробне та анаеробне окислення глюкози У присутності кисню (в аеробних умовах) більшість клітин тварин отримують енергію за рахунок повного руйнування поживних речовин (ліпідів, амінокислот і вуглеводів), тобто за рахунок окислювальних процесів. За відсутності кисню (анаеробні умови) клітина може синтезувати АТФ (АТР) тільки за рахунок гліколітичного руйнування глюкози. Хоча таке руйнування глюкози, яке закінчується утворенням лактату, дає незначну енергію для синтезу […]...
- 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, […]...
- 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 […]...
- Фотосинтез як основа автотрофного харчування Залежно від енергії, яка використовується для синтезу органічних речовин з неорганічних, автотрофи діляться на фотоавтотрофи – використовують енергію Сонця (рослини, синьо-зелені водорості, процес називається фотосинтезом), і хемоавтотрофи – використовують енергію хімічних реакцій (хемосинтезирующие бактерії, нитрифицирующие бактерії – окислення аміаку до азотистої кілота, участь у кругообігу азоту, сіробактерії – окислення сірководню до вільної сірки, железобактерии, що […]...
- 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 […]...
- 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. […]...
- Хімічні властивості глюкози Хімічні властивості глюкози, як і будь-якого іншого органічної речовини, визначаються її будовою. Оскільки глюкоза є одночасно і альдегідом, і багатоатомним спиртом, для неї характерні властивості і багатоатомних спиртів, і альдегідів. Реакції глюкози як багатоатомного спирту Глюкоза дає якісну реакцію багатоатомних спиртів (згадайте гліцерин) зі свежеполученной гідроксидом міді (II), утворюючи яскраво-синій розчин сполуки міді (II). Глюкоза, […]...
- Класифікація хімічних реакцій за зміни ступеня окислення елементів За зміною ступеня окислення елементів хімічні реакції ділять на окислювально-відновні реакції, і реакції, що йдуть без зміни ступенів окислення хімічних елементів. Окислювально-відновні реакції (ОВР) – це реакції, в ході яких ступеня окислення речовин змінюються. При цьому відбувається обмін електронами. У неорганічній хімії до таких реакцій відносяться, як правило, реакції розкладання, заміщення, з’єднання, і все реакції, […]...
- Окислення аміаку Аміак або нітрид водню – активне з’єднання, яке набирає реакції з простими і складними речовинами. У присутності кисню відбувається окислення аміаку. Залежно від умов протікання реакції аміак може окислюватися до оксиду або азоту. Ступінь окислення Ступінь окислювання аміаку залежить від ступеня окислення елементів, що входять до його складу. На зовнішньому енергетичному рівні азоту знаходиться п’ять […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Різниця між ступенем окислення і валентність Дуже важливо розуміти принципову різницю між цими поняттями. Ступінь окислення – це умовний електричний заряд, яким володіє ядро атома, в той час як валентність – це кількість зв’язків, які може встановити ядро елемента. Розглянемо докладніше, що таке ступінь окислення. Відповідно до сучасної теорії про будову атома, ядро елемента складається з позитивно заряджених протонів і нейтронів […]...
- Валентності та ступені окислення Валентність – це число хімічних зв’язків, утворених атомом з іншими атомами в молекулі. Це позитивне ціле число. Поняття “валентність” вживають тільки до ко-валентним молекулярним з’єднанням. Для позначення валентності зазвичай використовують римські цифри, які ставлять у формулі над символом хімічного елемента. Ступінь окислення – це умовний заряд атомів хімічного елемента в з’єднанні, обчислений на основі припущення, […]...
- 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 […]...
- 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 […]...
- Обмін речовин і перетворення енергії – основа життєдіяльності клітини Обов’язковою умовою існування будь-якого організму є постійний приплив поживних речовин і постійне виділення кінцевих продуктів хімічних реакцій, що відбуваються в клітинах. Живильні речовини використовуються організмами в якості джерела атомів хімічних елементів (перш за все атомів вуглецю), з яких будуються або оновлюються всі структури. В організм, крім поживних речовин, надходять також вода, кисень, мінеральні солі. Надійшли […]...
- 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 […]...
- 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, […]...
- Цикл Кребса Цикл Кребса, інакше званий циклом лимонної кислоти, найважливіший метаболічний цикл у аеробних організмів. Цикл Кребса – це цикл послідовного окисного перетворення ди – і трикарбонових кислот, що забезпечує повне окислення продуктів метаболізму в клітинах жирів, білків і вуглеводів до СО2 і Н2О. При обміні всіх основних речовин в клітині утворюється активізована оцтова кислота або активний […]...
- 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 + […]...
- Ступінь окислення Коли атоми взаємодіють і утворюють хімічний зв’язок, електрони між ними в більшості випадків розподіляються нерівномірно, оскільки властивості атомів розрізняються. Більш електронегативний атом сильніше притягує до себе електронну щільність. Атом, який притягнув до себе електронну щільність, набуває частковий негативний заряд δ-, його “партнер” – частковий позитивний заряд δ +. Якщо різниця електронегативності атомів, що утворюють зв’язок, […]...
- Класифікація мікроорганізмів за типом харчування Мікроорганізми, як і всі живі істоти, залежно від джерела вуглецю ставляться до автотрофам або гетеротрофам. Залежно від джерела енергії мікроорганізми діляться на фототрофи (використовують енергію Сонця, наприклад, ціанобактерії) і хемотрофи (використовують енергію хімічних реакцій, наприклад, серобактерии, нитрифицирующие, железобактерии). Залежно від джерела електронів в енергетичному процесі мікроорганізми діляться на літотрофи (джерело електронів – неторганіческіе речовини) і […]...
- Дихання мікроорганізмів Дихання мікробів є біологічне окислення різних органічних сполук і деяких мінеральних речовин, в результаті чого утворюється енергія у вигляді (АТФ), частина якої використовується мікробної клітиною в фізіологічних процесах життєдіяльності, а решта виводиться в навколишнє середовище. Біологічне окислення протікає шляхом дегідрування (відщеплення водню) від окисляемого з’єднання і подальшого приєднання його до активного кисню або до іншого […]...
- Структури окислення Присутність карбонату перешкоджає цьому ефекту лише частково, так як сульфати CaSO4 і MgSO4, що виникають при утворенні смитсонита, вилуговуються, оголюючи все нові поверхні сфалериту. Таке різне поведінка мінералів важливо для характерних явищ, що розрізняються в складних рудах майже в межах кожного міліметра. Ми не можемо зупинятися на розгляді всіх структур окислення, що змінюються для кожного […]...
- Обмін речовин в організмах живих істот Метаболізм або обмін речовин – це повний комплекс хімічних реакцій і процесів, які протікають в живій клітині, що забезпечують її життєдіяльність, ріст, поділ і взаємодію із зовнішнім середовищем. Саме правильний обмін речовин забезпечує розщеплення і засвоєння молекул речовин, з яких складаються клітини або необхідних для функціонування, руйнування, відновлення клітин і міжклітинної речовини. Завдяки правильному метаболізму […]...
- З’єднання з різними ступенями окислення сірки Чи досягнута та чи інша ступінь, залежить, природно, від тиску і температури, але також і від наявності в надлишку сірки, від присутності віддають або зв’язують сірку супутників і від того, обумовлює Чи віддачу сірки хімізм вміщають порід. Навіть здаються дуже простими взаємини можуть представляти великі труднощі; так, наприклад, реакція FeS2FeS +-jS при відомому тиску і […]...
- Біологічне значення суцвіть Їх значення важко переоцінити – це основна частина, яка бере участь в запиленні рослини, і чим воно пишніше, тим швидше і масштабніше відбувається запилення. Рослини, що утворюють плоди, потребують зав’язі – ось тут і приходять на допомогу комахи, які запилюють квітки. В кінці сезону на суцвіттях можна побачити коробочку з насінням, які, потрапляючи в землю, […]...
- 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 […]...
- Харчування і дихання бактерій За способами харчування готовими органічними речовинами бактерій ділять на дві групи: сапротрофи (від грец. “Сапроос” – гнилий і “трофеї” – їжа) і паразити. Сапротрофи харчуються органічними речовинами мертвих рослин і тварин, а паразити живуть завдяки живим організмам, у яких паразитують. До сап-ротрофам відносять грунтових бактерій і бактерій, що поселяються на різних рослинних та інших органічних […]...
- Гексозомонофосфатний шлях Гексозомонофосфатний шлях [ГМП (HMW), часто званий також пентозофосфатний шляхом] є окислювальним обміном речовин в цитоплазмі, в якому, як і в гліколізі, вихідним субстратом служить глюкоза-6-фосфат. ГМП поставляє два важливих вихідних з’єднання для анаболічних процесів: НАДФН + Н + (NADPH + Н +), необхідний для біосинтезу жирних кислот і изопреноидов (див. С. 170), і рибоза-5-фосфат, попередник […]...
- 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 […]...
- Метаболізм – доповідь У біології метаболізм – це сукупність тісно взаємопов’язаних процесів, що забезпечують зв’язок живих організмів з навколишнім середовищем. Мета метаболізму – створення складних речовин і постачання організму енергією. Визначення Метаболізм клітини включає безліч хімічних реакцій, що відбуваються в органелах і необхідних для підтримки життя. Обмін речовин включає два процеси: Катаболізм (дисиміляція, енергетичний обмін) – сукупність хімічних […]...
- 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 […]...
- Проблема харчування Для перших клітин харчування не було серйозною проблемою: справді, первинний океан містив величезну кількість різних простих органічних речовин, які проникали в клітини шляхом дифузії і під впливом клітинних ферментів перетворювалися в складові частини протоплазми. Надалі, однак, виникла серйозна проблема. Поступово всі запаси органічних сполук в первинному океані вичерпалися, а умови на Землі змінилися таким чином, […]...
- Біологічне значення окислювально-відновних процесів Процеси обміну речовин, дихання, гниття, бродіння, фотосинтезу є в своїй основі окислювально-відновними процесами. У разі аеробного метаболізму основним окислювачем є молекулярний кисень, а відновником – органічні речовини продуктів харчування. Показником того, що в основі життєдіяльності організму лежать окислювально-відновні реакції, є біоелектричні потенціали органів і тканин. Біопотенціали є якісної і кількісної характеристикою напрямки, глибини і інтенсивності […]...
- Апоптоз клітини: біологічне значення та його роль Апоптоз – це генетично запрограмоване самогубство клітини. Даний процес може відбуватися в різних ситуаціях, перш за все в процесі ембріонального розвитку або у випадках серйозних пошкоджень генетичного матеріалу при впливі на клітини специфічних сигналів, які спонукають їх до самознищення. Смерть живої клітини може відбутися двома шляхами – апоптозу або некрозу. Хоча кінцевий результат обох процесів […]...
- Біологічне різноманіття Біорізноманіття, або біологічне різноманіття – це розмаїття життя на нашій планеті – рослин, тварин і екосистем. Це поняття також включає взаємозв’язку між живими істотами в екосистемах. Ми, городяни, живемо в штучно створеному середовищі. Під ногами у нас асфальт, а навколо нас – будівлі. Ми купуємо в магазинах красиво упаковану їжу, часом забуваючи, звідки вона береться. […]...
- 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 – […]...