Използването на енергия
Живата клетка - сложна и непрекъснато се променя структурата. химични реакции, които протичат в него, могат да бъдат разделени на две големи групи. Анаболните реакциите на големи молекули са синтезирани от по-малки. За да направите това изисква разход на енергия. Катаболните реакции молекули се разделят на по-малки; Този процес обикновено идва с пускането на енергия. Впоследствие тези малки "градивните елементи" могат да се използват отново за биосинтеза.
Тези два типа реакция са клетъчния метаболизъм.
Освободеният по време на катаболитни реакции енергия може да се използва от клетката за различни цели: синтез на нови молекули, транспорт, мускулна контракция и др енергия може да се движи от една форма в друга; .. най-удобно да се използва химически вид енергия, която е свързващата енергия на молекулите. Въпреки това, независимо от по трансформацията на енергия в клетките, неговият основен източник е слънцето. Хранителната верига на слънчевата енергия може да участва, след като ще бъде поето от автотрофните организми.
Веднага избор на химическата енергия възниква в процеса на дишане. Обикновено тя е в присъствието на кислород; в този случай той се нарича аеробно дишане. Дихателните процеси, които се извършват без участието на кислород се наричат анаеробни. Дишането се провежда в два етапа: взаимодействие с околната среда (поглъщане на кислород и отделяне на въглероден диоксид) и реакции на окисление в клетки.
В клетката, реакцията на оксидативния на три типа:
- директно окисляване с кислород;
- окисляване за сметка на други вещества;
Основният резултат е образуването на дишане в резултат на фосфорилиране на АТР от ADP и фосфат в клетка митохондрии:
За да направите това, трябва да се харчат 30,6 кДж мол 1; необходимо енергия доставя градиента на протонната установени на различни страни на митохондриалната мембрана (в пространството между двата слоя на мембраната на митохондриите натрупват положително заредени протони, и в митохондриалния матрикс - отрицателно заредени хидроксилни йони, а именно за сметка на енергията на синтезата на АТР, което се осъществява, когато движението на протони през митохондриалната мембрана ензим АТФ синтаза). ATP (аденозин трифосфат) - универсален източник на енергия, тя може да бъде доставено до всяко място в клетката и се хидролизира там с освобождаването на енергия.
Молекулата се състои от АТР аденин pentaribozy и три фосфатни групи. Тя пирофосфат връзка и ще позволи да се запасите в молекулата на АТФ, така че много енергия.
В дихателния процес трябва да окисляем вещество (субстрат). Като правило, за ролята на въглехидратите, които влизат в клетката под формата на хранителни вещества, най-малко - мазнини, в изключителни случаи - протеини. Например, всяка от молекулите на глюкоза, който се получава две ATP молекули и две молекули на пирогроздена киселина 2C3 Н4 О3. В присъствието на кислород киселината е напълно окислен до въглероден диоксид и вода:
при анаеробно дишане се образува етилов алкохол (например дрожди)
или млечна киселина (например, в клетки с недостиг на кислород):
Ефективността на тези реакции е около 40% за аеробна ферментация дишането и млечна киселина и около 29% за алкохолна ферментация. Тъй като част от АТФ по време на ферментация на млечна киселина се образува по-късно, в присъствието на кислород, аеробно дишане може да се разглежда по-ефективно от анаеробно. Въпреки това, ефективността на всяка една от тези процеси е много по-висока, отколкото, да речем, на ефективността на парен двигател (около 10%). Повечето от описаните процеси се проведе в митохондриите.
В деня на лице, обхванато от енергия храна, която съдържа повече от един фунт захар. Тъй като всяка от молекулите на глюкоза, произведени 38 ATP молекули на ден в човешкото тяло е оформен и отцепва отново повече от 50 кг АТР.
Дори и по-ефективно е използването на мазнини. Първо, включващи ензими хидролизират до глицерол и мастни киселини. Окислението на една молекула глицерол дава общ сбор от 19 молекули АТР, но окисление, например, стеаринова киселина - толкова, колкото 147 молекули.