ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергетические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность клетки из "Биология с общей генетикой" Все функции, выполняемые клеткой, требуют затраты энергии, которая черпается из питательных веществ в процессе диссимиляции. [c.59] Биологическое значение процесса диссимиляции сводится не только к освобождению энергии, потреонойклетке, но также нередко и к разрушению веществ, вредных для организма. [c.59] На втором, бескислородном, или анаэробном, этапе, который завершает энергетический обмен у организмов, живущих в отсутствие кислорода, происходит распад органических соединений с разрывом молекул между углеродными атомами и отщеплением атомов водорода. При этом выделяется значительно больше энергии, чем на подготовительном этапе. В бескислородном этапе диссимиляции (или, как его называют иначе, гликолизе) участвует более 10 ферментов, сосредоточенных в цитоплазме. Эти ферменты не только ускоряют все химические реакции, но и обеспечивают последовательность, плавность экзотермических процессов. Без ферментативного контроля процессы диссимиляции привели бы к такому бурному выделению энергии, которое неминуемо вызвало бы гибель клетки. [c.59] Как видно, для запуска процесса требуется энергия, содержащаяся-в 2 молекулах АТФ. В результате же гликолиза выделяется энергия, часть которой утилизируется, давая 4 молекулы АТФ, так что суммарный энергетический выход гликолиза — 2 молекулы АТФ. [c.60] Пировиноградная кислота, получающаяся при этом, еще заключает в себе значительную часть энергии. Полное извлечение энергии из молекул глюкозы завершается в ходе так называемого цикла лимонной кислоты, или цикла Кребса. В этот цикл входнт более 10 последовательных реакций, в результате чего отщепляются все атомы водорода, первоначально принадлежавшие глюкозе, и выделяется энергия химических ее связей. Цикл Кребса протекает в митохондриях. [c.60] Если учесть еще 2 молекулы АТФ, образовавшиеся в процессе гликолиза, то при окислении одной молекулы глюкозы синтезируется 38 молекул АТФ. Таким образом, на синтез АТФ клетка использует 67% энергии поступающих в нее органических веществ. [c.61] Процесс аэробного дыхания может прекратиться в результате отсутствия кислорода (ибо кислород является конечным акцептором водорода) он может быть значительно заторможен при недостатке в пище витаминов группы В — ниацина и рибофлавина (уменьшается количество акцептора водорода), недостатке железа (железо входит в состав цитохромов) и гемоглобина — транспорта кислорода в организме. Цианиды образуют прочные соединения с цитохромами, блокируя их, и поэтому являются смертельными ядами почти для всех организмов. [c.61] Выше описан весь путь диссимиляции, или катаболизма, которому подвергается глюкоза в организме. [c.61] Глюкоза является обычным субстратом для выработки энергии в клетке, но и другие органические соединения также окисляются, минуя нередко ряд начальных этапов описанного процесса окисления. Этап, на котором вещество включается в окислительный цикл, определяется количеством атомов углерода в молекуле этого вещества. [c.61] Жирные кислоты содержат в молекулах четное число атомов углерода и распадаются на двууглеродистые фрагменты, которые при этом должны превратиться в уксусную кислоту. В уксусную же кислоту превращаются и винный спирт, и аминокислоты с двумя атомами углерода. Аминокислоты, молекулы которых содержат 3 атома углерода, превращаются в пировиноградную кислоту. [c.61] Пировиноградная кислота обычно превращается в уксусную с отщеплением еще одного атома углерода. Уксусная кислота дальше используется в цикле Кребса. [c.61] Небольшие количества молочной кислоты, быстро окисляясь до Н2О и СО2 с освобождением энергии, способствуют усилению мышечной деятельности. Поэтому мышцы работают особенно хорошо после короткой разминки . Большие же количества молочной кислоты, которые накапливаются при чрезмерной работе мышц, вызывают чувство усталости, так как вредно действуют на клетку, и характеризуют кислородную задолженность. [c.61] Вернуться к основной статье