Кислородный этап клеточного дыхания протекает в митохондриях. В этот этап вступают ПВК и восстановленный НАД (продукты гликолиза, предшествующего кислородному этапу). В ходе подготовительного этапа АТФ не синтезируется. Осуществляется в митохондриях, связан с матриксом митохондрий и внутренней мембраной.

Этот этап заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ, образовавшихся во время подготовительного этапа, происходит в цитоплазме клетки и в присутствии кислорода не нуждается. Диссимиляция, или энергетический обмен. В этом процессе высокомолекулярные органические вещества превращаются в простые органические и неорганические.

Таким образом, процессы диссимиляции в клетке происходят за счет органических веществ, ранее синтезированных клеткой, и свободного кислорода, поступающего из внешней среды благодаря дыханию. Энергетический выход кислородного этапа – 36 моль АТФ (в расчёте на 1 моль глюкозы). Кроме того, для осуществления кислородного этапа необходимо поступление в митохондрии молекулярного кислорода (О2), наличие особых ферментов и других веществ.

Подготовительный этап

Главным источником энергии в клетке является глюкоза. Процесс бескислородного неполного расщепления глюкозы — гликолиз. Гликолиз — сложный многоступенчатый процесс, включающий в себя десять реакций. Дальнейшая судьба ПВК зависит от присутствия кислорода в клетке. Заключается в полном расщеплении пировиноградной кислоты, происходит в митохондриях и при обязательном присутствии кислорода.

Протоны закачиваются в межмембранное пространство митохондрий, в «протонный резервуар». Процесс этот многоступенчатый и сложный. Схематично он может быть сведен к следующим трем этапам:Первый этап — подготовительный. Высокомолекулярные органические вещества ферментативно превращаются в более простые: белки — в аминокислоты, крахмал — в глюкозу, жиры— в глицерин и жирные кислоты.

Второй этап — бескислородный. Образовавшиеся на первом этапе вещества под действием ферментов претерпевают дальнейший распад. В качестве примера может служить гликолиз — ферментативный бескислородный распад молекулы глюкозы до двух молекул молочной кислоты в клетках животных организмов. По мере течения реакции гликолиза на каждом этапе выделяется свободная энергия. Суммарное ее количество распределяется следующим образом: одна часть (≈60%) рассеивается в виде теплоты, а другая («≈0%) сохраняется в клетке и затем используется.

С6Н12О6 → 2СO2 + 2С2Н5ОН + свободная энергия. Третий этап — кислородный. 1. Клеточное дыхание относится к процессам ассимиляции или диссимиляции? 2. Что представляет собой процесс клеточного дыхания?

Энергия для синтеза АТФ выделяется (высвобождается) в результате разрыва химических связей в молекулах расщепляемых веществ. ПВК поступает в матрикс митохондрий, где полностью расщепляется и окисляется до конечных продуктов – СО2 и Н2О. Восстановленный НАД также поступает в митохондрии, где подвергается окислению.

I. Актуализация знаний

При отсутствии кислорода не происходит полного окисления органических веществ, поэтому значительная часть энергии остаётся в конечных продуктах. При отсутствии кислорода происходит накопление протонов в матриксе, что ведёт к торможению, а затем и к прекращению работы АТФ-синтетазы. Увеличение ширины митохондрий привело бы к замедлению транспорта метаболитов и снижению интенсивности кислородного этапа клеточного дыхания. В обменных процессах от нее последовательно отщепляются остатки фосфорной кислоты путем разрыва богатой энергией, но непрочной связи между вторым и третьим остатками фосфорной кислоты.

Спасибо, что решили отправить нам материалы

АДФ Следовательно, АТФ — своеобразный аккумулятор энергии в клетке, который «разряжается» при ее расщеплении. Распад АТФ происходит в процессе реакций синтеза белков, жиров, углеводов и любых других жизненных функций клеток. Эти реакции идут с поглощением энергии, которая извлекается в ходе расщепления веществ. I этап — подготовительный: сложные органические вещества под действием пищеварительных ферментов распадаются на простые, при этом выделяется только тепловая энергия.

Учитель: Обмен веществ и энергии состоит из двух взаимосвязанных и противоположных процессов с одним из них мы уже познакомились. Откуда берётся энергия для синтеза АТФ в процессе клеточного дыхания?