Енергетичний обмін: його етапи, послідовність, значення для клітини

Енергетичний обмін

Зміст:

  • Що таке АТФ
  • Етапи енергетичного обміну
  • Підготовчий етап енергетичного обміну
  • Безкисневий етап енергетичного обміну
  • Кисневий етап енергетичного обміну
  • Енергетичний обмін, відео

    Енергетичний обмін в клітині являє собою загальну діяльність хімічних реакцій під час розпаду органічних речовин. При цьому відбувається звільнення енергії, яка згодом йде на синтез аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ). Значення енергетичного обміну в біології велике, саме з його допомогою здійснюється клітинний метаболізм, а сама клітина забезпечується необхідною енергією для її функціонування та підтримки життя.

    Що таке АТФ?

    Аденозинтрифосфорна кислота (вона ж АТФ) є постійним джерелом енергії для клітини. Діяльність АТФ починається з реакції фосфорилювання – додавання атомів фосфорного з’єднання до молекул аденозиндифосфата (АДФ).

    будова молекули АТФ

    Ось так виглядає будова молекули АТФ.

    Як результат, енергія що витрачається накопичується в зв’язках АДФ, щоб після її розпаду і гідролізу (взаємодії з водою) потрапити у матерію в кількості 40 кДж. Говорячи по простому, розпад органічних речовин сприяє виділенню енергії. А саме виділення енергії, енергетичний обмін, проходить через дві або три стадії. І тут ми переходимо до наступного пункту.

    Етапи енергетичного обміну

    В цілому існує три етапи енергетичного обміну:

    • Підготовчий.
    • Безкисневий.
    • Кисневий.

    Так ці етапи або фази енергетичного обміну виглядають схематично:

    Етапи енергетичного обміну

    Але є виняток. Таким винятком є організми, що живуть без повітря, так як вони не мають потреби в надходженні кисню, то енергетичний обмін у них відбувається тільки в два етапи. Кисень в цьому процесі участі не бере.

    Далі ми детально розглянемо всі етапи ЕО у живій природі.

    Підготовчий етап енергетичного обміну

    На цій фазі відбувається розпад великих харчових полімерів на більш дрібні утворення. У шлунково-кишковому тракті багатоклітинних істот здійснюється ферментативний травний розпад, в той час як у істот одноклітинних він відбувається за допомогою лізосом (клітинних органел, відповідальних за розщеплення біополімерів).

    В цей же час полісахариди (високомолекулярні вуглеводи) розпадаються на дисахариди та моносахариди. Потім білки перетворюються в амінокислоти, а жири в чистий гліцерин та інші жирні сполуки.

    В результаті описаних вище перетворень утворюється певна кількість енергії у вигляді тепла. АТФ при цьому ще не утворюється. Зате отримані мономери можуть брати участь в метаболізмі для синтезу речовин, необхідних для отримання сили.

    Жива матерія використовує, перш за все, вуглеводи, в той час як жири, будучи джерелом енергії першого резерву, вичерпуються після закінчення вуглецевого запасу. Винятком виступають скелетні м’язи, в них перевага віддається наявності жирів, а не глюкози. Білки при цьому витрачаються набагато пізніше, вже після вичерпання запасів вуглеводів і жирів.

    Безкисневий етап енергетичного обміну

    Також другий етап енергетичного обміну називається гліколізом. Відбувається він у цитоплазмі. Головна роль тут відведена глюкозі, вона ж є основним джерелом звільненої енергії. Гліколіз здійснюється завдяки безкисневому розкладу власне глюкози, з метою її перетворення в лактат. Втомлені спортсмени після інтенсивного тренування часто відчувають цю речовину в своїх м’язах.

    Також на цьому етапі відбувається ферментативний розподіл органічних частинок.

    Гліколіз є багаторівневим процесом безкисневого розпаду частинок глюкози. Сама ж глюкоза містить шість елементів водню і дві одиниці піровиноградного з’єднання.

    гліколіз глюкози

    Так виглядає гліколіз глюкози.

    В ході гліколізу при розпаді 1 моля глюкози виділяється 200 кДж енергії, 60% яких звільняється у вигляді тепла, а решта 40% йде на синтез декількох частинок АТФ з декількох частинок АДФ.

    Якщо ж в оточенні піровиноградного з’єднання раптом виявляється кисень, то він переходить із цитоплазми в мітохондрії, ще одну важливу клітинну органелу, де проходить його участь в 3 етапі енергетичного обміну клітини.

    Кисневий етап енергетичного обміну

    Кисневий енергетичний обмін складніший, ніж гліколіз, він має більш складну структуру, проходить в кілька етапів, будучи, по суті, багаторівневим процесом за участю великої кількості ферментів.

    В закінчення третього етапу формування енергії з двох частинок СН3(СО)СООН виходить CO2, Н2О і 36 елементів АТФ. Для АТФ створюється запас в процесі безкисневого розпаду C6H12O6.

    3 етап енергетичного обміну.

    Енергетичний обмін, відео

    І на завершення освітнє відео по темі нашої статті.


  • Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *