Энергетический обмен

Энергетический обмен

Урок в 10 классе

Лицея КФУ имени Н.И.Лобачевского

Учитель Агапова Т. Д.

2013 год

Условия для перехода электронов на более низкие уровни с выделением энергии

• Наличие в клетке органических соединений- доноров электронов . Процесс отдачи электрона – окисление. Присоединение электрона к атому или молекуле – восстановление. Восстанавливающееся соединение является акцептором электронов.
• Наличие в клетке акцепторов электронов с низкими энергетическими уровнями, способные захватывать электроны . Таким сильным акцептором электронов в клетке служит кислород, который присоединяя 2 электрона и 2 протона восстанавливается до воды. Но акцепторами электронов служат и НАДФ+ и НАД+, когда они находятся в окисленной форме. Присоединяя электроны, они восстанавливаются до НАДФ.Н и НАД.Н.
• Наличие в клетке переносчиков электронов и устройства для запасания энергии. Переносчиками электронов являются специальные ферменты, а аккумуляторами энергии –АТФ, а также НАД.Н и НАДФ.Н в такой восстановленной форме.

Расщепление органических соединений

1 Этап – подготовительный. Реакции подготовительного этапа:

• Белки + Н2О = аминокислоты + Q
• Жиры + Н2О = глицерин + жирные кислоты + Q
• Полисахариды + Н2О = глюкоза + Q

• Вся энергия при этом рассеивается в виде тепла.

2 этап – гликолиз (бескислородный):

• Осуществляется в гиалоплазме, с мембранами не связан;
• в нем участвуют ферменты;
• расщеплению подвергается глюкоза

60% теплота

!

С 6 Н 12 О 6 = 2С 3 Н 4 О 3 + 2Н + Е

!

40% на синтез АТФ и НАД .Н

6 12 6 3 4 3 6 3 2

6 12 6 3 4 2 5

2 2

3 4 3 2 2

Электронно-транспортная цепь

Атом Н включается в цепь реакций, конечный результат которых – синтез АТФ

• Н с помощью ферментов-переносчиков поступает во внутреннюю мембрану митохондрии, где окисляется:

Н – e = Н+

• Н+ выносится переносчиками на наружную поверхность мембраны крист
• e водорода переносятся на внутреннюю поверхность крист и присоединяются к О 2 с помощью оксидазы: О 2 + 2 e = О 2 –
• Когда разность потенциалов по обе стороны мембраны достигнет 200мВ, начинает действовать протонный канал в молекулах АТФ-синтетазы.
• Н+ устремляются внутрь митохондрии, создавая высокий уровень энергии, большая часть которой идет на синтез АТФ, а сами они взаимодействуют с активным О2

4Н+ +2О2 = 2Н2О + О2

3 4 3 2 2 2

Окислительное фосфорилирование

• Процесс образования АТФ на клеточных мембранах. Сопряжено с окислением восстановленных переносчиков (например, НАД.Н2 до НАД) и переносом электронов в электронно-транспортной цепи.
• Окислительное фосфорилирование было открыто в 1930 году В.А.Энгельгардтом.

Общая схема превращения веществ энергетического обмена

признаки

фотосинтез

И спользуемые вещества

дыхание

Итог процесса

Превращение энергии

Место образования АТФ

Важнейшие этапы процесса

Место осуществления процесса

Отношение к солнечному свету

Суммарное уравнение

признаки

горение

Необходимость кислорода

дыхание

Конечные продукты

Наличие мембран

Скорость выделения энергии

Наличие ферментов

Необходимость воды

Путь образовавшейся энергии

Связь О2 с окисляемым в-вом