Энергетические превращения

Энергетический обмен – это биохимический процесс, в результате которого аккумулируется энергия в виде химических соединений (например, АТФ). Она может быть использована для различных анаболических реакций. Часть энергии рассеивается в виде тепла (на этапе пищеварения).

АТФ, или аденозинтрифосфорная кислота – это вещество, которое имеет в своем составе нуклеотид аденозин, три атома фосфорной кислоты и моносахарида рибозы. Все компоненты молекулы соединены между собой макроэргическими химическими связями. Под влиянием ферментов отщепляется один атом фосфорной кислоты и образуется молекула АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). Данный процесс сопровождается освобождением 40 кДж энергии.

Энергетический обмен проходит в несколько этапов:

  1. Подготовительный этап (пищеварение, при котором питательные вещества подвергаются ферментации). Все сложные органические соединения, которые попадают в организм, проходят этапы ферментации и распада сложных молекул (белки, липиды, полисахариды) на более простые (аминокислоты, жирные кислоты и глицерин, олиго- и моносахариды). Вся энергия рассеивается в виде тепла.
  2. Анаэробный этап — без использования кислорода. В результате образуется пируват, ацетил-Коа. Этот процесс сопровождается выделением 200 кДж энергии, 120 из которых рассеивается в виде тепла, а 80 кДж аккумулируется в двух молекулах АТФ.
  3. Аэробный этап, для которого необходим кислород. Этот процесс проходит в митохондриях. В результате ряда реакций (цикл трикарбоновых кислот, или цикл Кребса) образуется 36 молекул АТФ (1440 кДж).

Какие химические реакции являются эквивалентом энергетического превращения в различных живых организмах?

  1. Окислительное фосфорилирование. Данная реакция происходит в митохондриях, и называется дыхательной цепью. Для осуществления переноса электронов и восстановления молекул макроэргических соединений используются специальные белки. В результате синтезируется АТФ.
  2. Превращением неорганических молекул для образования энергии владеют такие организмы: водородные бактерии, железобактерии, серобактерии и др. При окислении водорода, железа, серы микроорганизмы способны накапливать энергию.
  3. Превращение солнечной энергии. Зеленые растения, водоросли, цианобактерии, некоторые простейшие способны использовать энергию Солнца для энергетического обмена (фотосинтез).
Show More