Παροχή κυττάρων με ενέργεια. Πηγές ενέργειας

Εκπαίδευση:

Τα κύτταρα αποτελούνται από όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, εκτός απόιούς. Παρέχουν όλες τις απαραίτητες διαδικασίες για τη ζωή φυτών ή ζώων. Το ίδιο το κύτταρο μπορεί να είναι ένας ξεχωριστός οργανισμός. Και πώς μπορεί μια τόσο περίπλοκη δομή να ζει χωρίς ενέργεια; Φυσικά όχι. Πώς λοιπόν τα κύτταρα παρέχουν ενέργεια; Βασίζεται σε διαδικασίες που θεωρούμε παρακάτω.

Παροχή ενέργειας σε κύτταρα: πώς συμβαίνει αυτό;

Λίγες κελιά λαμβάνουν ενέργεια από το εξωτερικό, αυτοίπαράγουν οι ίδιοι. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν μοναδικούς "σταθμούς". Και η πηγή ενέργειας του κυττάρου είναι τα μιτοχόνδρια - οργανίδια που δημιουργεί. Είναι η διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής. Λόγω αυτού, τα κύτταρα παρέχονται με ενέργεια. Ωστόσο, υπάρχουν μόνο σε φυτά, ζώα και μύκητες. Στα κύτταρα των βακτηρίων απουσιάζουν τα μιτοχόνδρια. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να εξασφαλιστεί η ενέργεια των κυττάρων οφείλεται κυρίως στη διαδικασία της ζύμωσης, και δεν αναπνέει.

Δομή των μιτοχονδρίων

Αυτό είναι ένα οργανοειδές δύο μεμβρανών που εμφανίστηκε μέσαευκαρυωτικό κύτταρο στη διαδικασία της εξέλιξης ως αποτέλεσμα της απορρόφησής του από μικρότερο προκαρυωτικό κύτταρο. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι τα μιτοχόνδρια περιέχουν φυσικό DNA και RNA, καθώς και μιτοχονδριακά ριβοσώματα, τα οποία παράγουν πρωτεΐνες απαραίτητες για οργανοειδή.

παροχή κυττάρων με ενέργεια

Η εσωτερική μεμβράνη διαθέτει εκροές, οι οποίες ονομάζονται cristae ή κορυφογραμμές. Η διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής λαμβάνει χώρα στις κρυστάδες.

Αυτό που είναι μέσα στις δύο μεμβράνες ονομάζεται μήτρα. Περιέχει πρωτεΐνες, ένζυμα απαραίτητα για την επιτάχυνση των χημικών αντιδράσεων, καθώς και μόρια RNA, ϋΝΑ και ριβοσώματα.

Η κυτταρική αναπνοή είναι η βάση της ζωής

Διεξάγεται σε τρία στάδια. Ας εξετάσουμε καθένα από αυτά με περισσότερες λεπτομέρειες.

πηγές ενέργειας

Το πρώτο στάδιο είναι η προπαρασκευαστική

Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου, πολύπλοκο οργανικόοι ενώσεις χωρίζονται σε απλούστερες. Έτσι, οι πρωτεΐνες διασπώνται σε αμινοξέα, λίπη σε καρβοξυλικά οξέα και γλυκερίνη, νουκλεϊνικά οξέα σε νουκλεοτίδια και υδατάνθρακες σε γλυκόζη.

Γλυκόλυση

Αυτό είναι ένα ανοξικό στάδιο. Συνίσταται στο γεγονός ότι οι ουσίες που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια του πρώτου σταδίου υποδιαιρούνται περαιτέρω. Οι κύριες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιεί το κύτταρο σε αυτό το στάδιο είναι μόρια γλυκόζης. Κάθε ένας από αυτούς στη διαδικασία της γλυκόλυσης διαλύει μέχρι δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος. Αυτό συμβαίνει κατά τη διάρκεια δέκα διαδοχικών χημικών αντιδράσεων. Λόγω των πρώτων πέντε, η γλυκόζη φωσφορυλιώνεται και στη συνέχεια διαιρείται σε δύο φωσφοτριώσεις. Οι ακόλουθες πέντε αντιδράσεις σχηματίζουν δύο μόρια ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη) και δύο μόρια PVK (πυροσταφυλικό οξύ). Η ενέργεια του κυττάρου αποθηκεύεται με τη μορφή του ΑΤΡ.

Η όλη διαδικασία γλυκόλυσης μπορεί να απλουστευθεί ως εξής:

2NAD + 2 ADP + 2Η3RO4 + C6H12Ω6 2O + 2NAD.H2 + 2C3H4Ω3 + 2ATF

Έτσι, χρησιμοποιώντας ένα μόριο γλυκόζης,δύο μόρια ADP και δύο φωσφορικά οξέα, το κύτταρο λαμβάνει δύο μόρια ΑΤΡ (ενέργεια) και δύο μόρια πυρουβικού οξέος, τα οποία θα χρησιμοποιήσει στο επόμενο στάδιο.

πηγή ενέργειας στο κελί είναι

Το τρίτο στάδιο είναι η οξείδωση

Αυτό το στάδιο εμφανίζεται μόνο αν υπάρχειοξυγόνο. Οι χημικές αντιδράσεις αυτού του σταδίου εμφανίζονται στα μιτοχόνδρια. Αυτό είναι το κύριο μέρος της κυτταρικής αναπνοής, κατά τη διάρκεια της οποίας απελευθερώνεται η περισσότερη ενέργεια. Σε αυτό το στάδιο, το πυρουβικό οξύ, που αντιδρά με οξυγόνο, χωρίζεται σε νερό και διοξείδιο του άνθρακα. Επιπλέον, σχηματίζονται 36 μόρια ΑΤΡ. Έτσι, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι οι κυριότερες πηγές ενέργειας στο κύτταρο είναι η γλυκόζη και το πυροσταφυλικό οξύ.

Συνοψίζοντας όλες τις χημικές αντιδράσεις και παραλείποντας τις λεπτομέρειες, μπορούμε να εκφράσουμε ολόκληρη τη διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής με μια απλοποιημένη εξίσωση:

2 + C6H12Ω6 + 38 ADP + 38Η3RO4 6CO2 + 6Η2Ο + 38ΑΤΡ.

Έτσι, κατά τη διάρκεια της αναπνοής από ένα μόνο μόριογλυκόζη, έξι μόρια οξυγόνου, τριάντα οκτώ μόρια ADP και την ίδια ποσότητα φωσφορικού οξέος, το κύτταρο δέχεται 38 μόρια ΑΤΡ, με τη μορφή της οποίας αποθηκεύεται ενέργεια.

ενέργεια για τη ζωή του κυττάρου

Ποικιλία μιτοχονδριακών ενζύμων

Η ενέργεια για τη ζωή λαμβάνεται από το κύτταρο γιααναπνευστική αντιμετώπιση - οξείδωση της γλυκόζης και στη συνέχεια πυροσταφυλικό οξύ. Όλες αυτές οι χημικές αντιδράσεις δεν θα μπορούσαν να περάσουν χωρίς ένζυμα - βιολογικούς καταλύτες. Ας δούμε αυτά που βρίσκονται στα μιτοχόνδρια - τα οργανοειδή που είναι υπεύθυνα για την κυτταρική αναπνοή. Όλα αυτά ονομάζονται οξειδορεδουκτάσες, επειδή χρειάζονται για να εξασφαλίσουν τη ροή αντιδράσεων μείωσης οξείδωσης.

κυτταρική ενέργεια

Όλες οι οξειδοαναγωγάσες μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες:

  • οξειδάση.
  • αφυδρογονάση.

Οι αφυδρογονάσες, με τη σειρά τους, χωρίζονται σεαερόβια και αναερόβια. Αερόβια περιέχουν στη σύνθεση τους συνένζυμο ριβοφλαβίνη, την οποία λαμβάνει ο οργανισμός από τη βιταμίνη Β2. Οι αερόβιες αφυδρογονάσες περιέχουν μόρια NAD και NADPH ως συνένζυμα.

Οι οξειδάσες είναι πιο ποικίλες. Πρώτα απ 'όλα, χωρίζονται σε δύο ομάδες:

  • εκείνα που περιέχουν χαλκό.
  • εκείνα στα οποία υπάρχει σίδηρος.

Το πρώτο περιλαμβάνει οξειδάση πολυφαινόλης, οξειδάση ασκορβικού άλατος, στη δεύτερη - καταλάση, υπεροξειδάση, κυτόχρωμα. Οι τελευταίοι, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε τέσσερις ομάδες:

  • κυτοχρώματα α?
  • κυτοχρώματα b;
  • κυτοχρώματα c;
  • κυτοχρώματα d.

Τα κυττοχρώματα α περιέχουν σορρομορφόπορφυρίνη, κυτοχρώματα β-σίδηρο-πρωτοπορφυρίνη, c-υποκατεστημένο σίδηρο μεσοπορφυρίνη, δι-σιδήρου διυδροπορφυρίνη.

Υπάρχουν άλλοι τρόποι απόκτησης ενέργειας;

Παρά το γεγονός ότι τα περισσότερα κύτταρα το λαμβάνουνως αποτέλεσμα της κυτταρικής αναπνοής, υπάρχουν επίσης και αναερόβια βακτηρίδια, για την ύπαρξη των οποίων δεν απαιτείται οξυγόνο. Παράγουν την απαραίτητη ενέργεια με τη ζύμωση. Αυτή είναι μια διαδικασία κατά την οποία οι υδατάνθρακες διασπώνται από ένζυμα χωρίς τη συμμετοχή του οξυγόνου, ως αποτέλεσμα της οποίας το κύτταρο λαμβάνει ενέργεια. Υπάρχουν διάφοροι τύποι ζύμωσης, ανάλογα με το τελικό προϊόν των χημικών αντιδράσεων. Μπορεί να είναι γαλακτικό οξύ, αλκοολικό, βουτυρικό οξύ, ακετόνη-βουτάνιο, κιτρικό οξύ.

Για παράδειγμα, εξετάστε τη ζύμωση με αλκοόλ. Μπορεί να εκφραστεί σε αυτή την εξίσωση:

Γ6H12Ω6 Γ2H5ΟΗ + 2CO2

Δηλαδή, ένα μόριο γλυκόζης, το βακτήριο διασπάται μέχρι ένα μόριο αιθυλικής αλκοόλης και δύο μόρια μονοξειδίου του άνθρακα (IV).

Σχόλια (0)
Προσθέστε ένα σχόλιο