Енергийни процеси в клетката - studopediya

За протичането на много процеси в клетката и за функционирането на цялото тяло трябва да консумира определено количество енергия. Основният източник на енергия за живите организми, както и за по-голямата част от процесите на планетата е слънчевата радиация. Потреблението на енергия от живи организми започва с поемането на растение от видимата електромагнитно излъчване с дължина на вълната от 400 до 750 нм.

Поради абсорбират светлина енергийни растения извършват фотосинтеза. който е сложен многоетапно монтаж на органични молекули от различни неорганични вещества. В много опростен изглед фотосинтеза може да бъде представена като химическа реакция: 6CO2 + 6H2 О → С6 Н12 О6 + 6O2

образува органично вещество (глюкоза) и кислород от въглероден диоксид и вода. Същността на метода е, че водородните атоми се отделят от водните молекули и се извършват върху въглен, превръщането от минерална (окислява) форма на намалена органичната. по този начин енергия се съхранява на енергия под формата на химически връзки на органични молекули и атоми може да се използва по-нататък от самите растения, но и от всички организми, нуждаещи се от завършен органична храна.

Фотосинтезата среща в специални dvumembrannyh органели на растителни клетки - хлоропласти (фигура 3.7).

Вътрешната мембрана на хлоропласти форма сгънати структури, които включват молекули на зелен пигмент хлорофил и множество ензими, участващи в фотосинтеза. Част от тази мембрана е показано схематично на Фигура 3.8.

Фотосинтезата могат да бъдат представени като тъмни и светли фази. Светлинният фаза започва с излагане на светлина в квантовата молекула hlrofilla на (CHL) и електрон изхвърлянето (# 275). който започва да се движи ензимите на веригата, постепенно губи енергия, получена от фотона.

Хлорофил губи електрон, тя се отделя от водни молекули за образуване на ОН-радикали 0. Нестабилни радикали бързо регенерирани във водните молекули и молекулен кислород O2. Процесът на разлагане на вода, за да се образува кислород наречен фотолиза.

Останалата свободен електрон на водородни йони Н + от (протонен) под действието на електрически сили започва да се движи след преместване електрона и в крайна сметка се свързва с намаляване на ензимната молекула. След това редуциращо средство се използва в тъмните реакции за възстановяване на въглерод.

Някои ензимни комплекси, в които електрон движи konformiruyutsya енергия на неговото движение, така че работата като йонни помпи, изпомпване на протони от едната страна на мембраната към другия. Съществува потенциална мембрана, поради което обработката ензимен комплекс АТР синтаза. Този комплекс е подобна по структура на АТРаза обсъдено по-горе (p.3.10, Фигура 3.6), но изпълнява обратната функция на синтеза на АТФ от АДФ и фосфат. АТФ синтаза има протон канал, през който водородните йони под влияние на потенциала на мембрана прескача обратно и да се измъкне енергия се използва за синтез на АТФ. Натрупаната енергия е толкова високо енергийни връзки и след това да се използва в най-тъмните реакциите на фотосинтеза.

Мембрани такива вътрешни мембрани на хлоропласти, извършващи синтеза на АТФ, наречени energoobrazuyuschimi разлика от други клетъчни мембрани, които са енергоемки.

Методи мощност като фотосинтеза, в който органичните вещества са синтезирани от неорганична наречен аВтотрофична хранене. и организми, които използват тази власт се наричат ​​autotrophs. Растенията, и по-специално, yavlyayutsyafotavtotrofami.

Вторият основен начин за генериране на енергия, която се използва от абсолютно всички организми, диша. В този случай енергията се произвежда чрез окислително разграждане на органични вещества, готови да ги превръщат в минерала. Този начин на хранене се нарича хетеротрофична. и организмите, които живеят изключително в резултат на дишането се наричат ​​heterotrophs. Поради дъх и живеят nezelonye всички растителни тъкани (вътрешен багажника тъкан, корени, грудки, луковици), както и зелена тъкан в отсъствие на светлина.

Дишането - това е също сложен многоетапен процес, който в опростен вид да бъде записано като обратния процес на фотосинтеза:

В такъв процес на запис е подобна на горене (кислород съединение с органично вещество). За разлика от горене дишане води до силно нагряване и запалване, тъй като енергията в процеса на ензимно многоетапно се освобождава постепенно, на малки порции и се съхранява в ATP молекули, само частично превръща в топлина. Приспособления ефективност е приблизително 56%

На дишането е разделена на три етапа: подготвителна стъпка, аноксична (анаеробна) дишането и дишане кислород.

Подготвителната фаза е хидролитично разцепване на полимерните молекули (нишесте, гликоген до глюкоза). Енергията се освобождава при тази ниска и АТФ не се образува. Анаеробните дишане е разлагането на глюкозни молекули на две молекули на пирогроздена киселина trohuglerodnye (PVK). Така една молекула глюкоза разлага (или 2PVK) 6 е оформена от АТР молекули. Този етап е в основата на всички ферментационни процеси (алкохол, оцетна киселина, млечна киселина и др.). По време на ферментацията на образуването на различни нискомолекулни органични продукти от непълно разлагане на глюкоза. Само благодарение на анаеробно дишане и ферментация дом на много микроорганизми и някои анаеробни многоклетъчни животни, особено вътрешни паразити липсва кислород.

В аероб PVC претърпява разлагане допълнително включваща кислород. Кислородът етап се извършва в специални органели на клетките - митохондриите. Когато това разцепване на PVCs 2 молекули на 6 молекули въглероден диоксид води до образуването на 30 ATP молекули. Така общият добив energeticheskio кислород дишането, включително анаеробно етап е 36 ATP молекули на молекула глюкоза.

Митохондриите (ris.3.9) като хлоропласти са dvumembrannye органели вътрешната мембрана, която също е плисета е energoobrazuyuschey. Част от тази мембрана е показано на фиг. 3.10. Ензимът вградени мембранни комплекси носещи електроните и протоните на молекулите на органичното вещество (RH) за кислород. Въпреки това, някои ензими също използвани електронен трансфер на енергия да се създаде потенциал на мембраната, поради което се образува Via sitetazy АТР АТР.