Enerji metabolizmasının oksijensiz aşamasında parçalanırlar. Lisede Biyoloji. Enerji metabolizmasının oksijensiz aşaması

Enerji metabolizması

Enerji metabolizması(farklılaştırma)- canlı bir organizmada, gıdayla sağlanan ve vücudun kendisinde depolanan (nişasta, glikojen vb.) karmaşık organik maddeleri (proteinler, nükleik asitler, yağlar, karbonhidratlar) serbest bırakılarak basit maddelere ayırmayı amaçlayan bir dizi enzimatik reaksiyon enerji.

Geleneksel olarak enerji metabolizması birkaç aşamaya ayrılabilir.

İlk aşama - hazırlık karmaşık maddelerin basit moleküllere parçalanmasını içerir.

Bir sonraki aşama oksijensiz oksijenin katılımı olmadan hücrelerin sitoplazmasında meydana gelir.

En önemli şey oksijen aşaması . Mitokondride meydana gelir ve oksijenin varlığını gerektirir.

Hazırlık aşamasıenerji metabolizması Büyük organik madde moleküllerinin daha küçük moleküllere parçalanmasından oluşur.

Bunların parçalanması gastrointestinal sistemin çeşitli yerlerinde meydana gelir. Hücrelerin içinde organik maddeler lizozom enzimlerinin katılımıyla parçalanır.

Hazırlık aşaması sonucunda açığa çıkan enerji ısı şeklinde dağılır ve ortaya çıkan küçük moleküller yapı malzemesi olarak kullanılır.

Oksijensiz sahneenerji metabolizması Anaerobik koşullar altında organik maddelerin enzimatik parçalanmasıyla karakterize edilir.

Doğrudan hücrenin sitoplazmasına gider.

Oksijensiz proseslerin örnekleri glikoliz ve fermantasyondur.

Enerji metabolizmasının oksijensiz aşaması sonucunda organizmalar yaşam için gerekli enerjiyi alırlar; Enerjinin %40'ı ATP sentezine harcanır, geri kalanı ısı şeklinde harcanır.

Oksijen parçalanması (oksijen aşaması)- Oksijensiz aşamanın ürünlerinin, enerjinin salınması ve ATP moleküllerinde birikmesiyle tamamen karbondioksit ve suya oksitlendiği enerji metabolizması aşaması.

Böylece iki molekül laktik asitin oksidasyonu 36 molekül ATP üretir.Moleküllerin bir kısmı oksidasyon süreçlerinde harcanır ve diğer hücresel yapıların çalışmasını sağlamak için 21 ATP molekülü sitoplazmaya aktarılır.

2C 3 H 6 Ö 3 + 6O 2 + 36H 3 PO 4 + 36ADP => 6CO 2 + 6H 2 O + 36ATP

Oksijen parçalanması, mitokondrinin iç zarında ve matriste çok sayıda krista enziminin etkisi altında meydana gelir.

ATP molekülü (adenozin trifosforik asit) evrensel bir taşıyıcıdır ve hücredeki kimyasal enerjinin ana akümülatörüdür. Adenin, riboz ve üç fosforik asit kalıntısından oluşan bir nükleotiddir.Vücutta ATP, ADP ve inorganik fosfattan sentezlenir:

ADP + H3PO4 + enerji → ATP + H 2 Ö.

Moleküllerin küçük boyutu, hayati süreçler için enerji sağlamanın gerekli olduğu hücrenin çeşitli bölümlerine kolayca yayılmalarını sağlar.

ATP vücutta en sık yenilenen maddelerden biridir; örneğin insanlarda bir ATP molekülünün ömrü 1 dakikadan azdır. Gün boyunca bir ATP molekülü ortalama 2.000 - 3.000 döngü yeniden sentezden geçer (günde yaklaşık 40 kg ATP). Böylece vücutta neredeyse hiç ATP rezervi oluşturulmaz ve normal yaşam için sürekli olarak yeni moleküllerin sentezlenmesi gerekir.

a) biyopolimerlerin monomerlere bölünmesi
b) amino asitlerden protein sentezi
c) glikoz ve fruktozdan polisakkaritlerin sentezi
d) glikozun laktik asite parçalanması
2. Hücrede polisakkaritlerin monosakkaritlere parçalanması enzimlerin katılımıyla gerçekleşir
a) lizozomlar
b) ribozomlar
c) Golgi kompleksi
d) endoplazmik retikulum
3. Enerji metabolizması sayesinde hücrenin
a) proteinler
b) karbonhidratlar
c) lipitler
d) ATP molekülleri
4. Hücredeki organik maddelerin parçalanma reaksiyonları
a) enerjinin serbest bırakılması
b) güneş enerjisinin kullanılması
c) biyopolimerlerin oluşumu
d) karbondioksitin karbonhidratlara indirgenmesi
5. Lipitlerin gliserol ve yağ asitlerine parçalanması şu şekilde gerçekleşir:
a) enerji metabolizmasının hazırlık aşaması
b) glikoliz süreci
c) enerji metabolizmasının oksijen aşaması
d) plastik değişimi sırasında

Bir cevap seçin: a. mitokondri ve plastidler b. Plazma zarı c. Kabuksuz nükleer madde d. birçok büyük lizozom, maddelerin hücreye girişine ve hareketine katılır Bir veya daha fazla cevap seçin: a. Endoplazmik retikulum b. ribozomlar c. Sitoplazmanın sıvı kısmı d. Plazma zarı e. Hücre merkezinin sentriyolleri Ribozomlar Bir cevap seçin: a. iki membranlı silindir b. yuvarlak membranöz cisimler c. Mikrotübül kompleksi d. hayvan hücresinden farklı olarak bitki hücresinin zar dışı iki alt birimi vardır. Bir cevabı seçin: a. mitokondri b. plastidler c. Plazma zarı d. Golgi aygıtı Büyük biyopolimer molekülleri hücre zarından geçerek hücreye girer Bir cevap seçin: a. Pinositoz yoluyla b. Osmoz yoluyla c. Fagositoz yoluyla d. difüzyon yoluyla Hücredeki protein moleküllerinin üçüncül ve dördüncül yapısı bozulduğunda işlevleri sona erer. Bir cevap seçin: a. enzimler b. karbonhidratlar c. ATP d. lipitler Soru metni

Plastik ve enerji metabolizması arasındaki ilişki nedir?

Bir cevap seçin: a. enerji metabolizması plastiğe oksijen sağlar b. Plastik metabolizma enerji için organik maddeler sağlar c. plastik metabolizma enerji için ATP moleküllerini sağlar d. plastik metabolizma enerji için mineraller sağlar

Glikoliz sırasında kaç ATP molekülü depolanır?

Bir cevap seçin: a. 38b. 36 c. 4 gün. 2

Fotosentezin karanlık fazındaki reaksiyonlar şunları içerir:

Bir cevap seçin: a. moleküler oksijen, klorofil ve DNA b. karbondioksit, ATP ve NADPH2 c. su, hidrojen ve tRNA d. karbon monoksit, atomik oksijen ve NADP+

Kemosentez ile fotosentez arasındaki benzerlik, her iki süreçte de

Bir cevap seçin: a. Güneş enerjisinden organik madde oluşturmak için yararlanılır b. İnorganik maddelerin oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerji, organik maddelerin oluşumunda kullanılır c. Organik maddeler inorganik maddelerden oluşur d. aynı metabolik ürünler oluşur

Bir protein molekülündeki amino asitlerin dizilimi hakkındaki bilgi çekirdekte DNA molekülünden moleküle kopyalanır.

Bir cevap seçin: a. rRNA b. mRNA c. ATP d. tRNA Hangi dizi genetik bilginin uygulanma yolunu doğru şekilde yansıtır Bir cevap seçin: a. özellik --> protein --> mRNA --> gen --> DNA b. gen --> DNA --> özellik --> protein c. gen --> mRNA --> protein --> özellik d. mRNA --> gen --> protein --> özellik

Tüm set kimyasal reaksiyonlar kafeste buna denir

Bir cevap seçin: a. Fermantasyon b. metabolizma c. kemosentez d. fotosentez

Heterotrofik beslenmenin biyolojik anlamı

Bir cevap seçin: a. inorganik bileşiklerin tüketimi b. ADP ve ATP sentezi c. Hücreler için yapı malzemeleri ve enerjinin elde edilmesi d. inorganik maddelerden organik bileşiklerin sentezi

Yaşam sürecindeki tüm canlı organizmalar, inorganik maddelerden oluşturulan organik maddelerde depolanan enerjiyi kullanır.

Bir cevap seçin: a. bitkiler b. hayvanlar c. mantarlar d. virüsler

Plastik değişim işlemi sırasında

Bir cevap seçin: a. Daha az karmaşık olanlardan daha karmaşık karbonhidratlar sentezlenir b. yağlar gliserol ve yağ asitlerine dönüştürülür c. proteinler karbondioksit, su, nitrojen içeren maddeler oluşturacak şekilde oksitlenir d. enerji açığa çıkar ve ATP sentezlenir

Tamamlayıcılık ilkesi etkileşimin temelini oluşturur

Bir cevap seçin: a. nükleotidler ve çift sarmallı DNA molekülünün oluşumu b. Amino asitler ve birincil protein yapısının oluşumu c. glikoz ve bir lif polisakkarit molekülünün oluşumu d. gliserol ve yağ asitleri ve bir yağ molekülünün oluşumu

Enerji metabolizmasının hücresel metabolizmadaki önemi sentez reaksiyonlarını sağlamasıdır.

Bir cevap seçin: a. Nükleik asitler b. vitaminler c. enzimler d. ATP molekülleri

Oksijen olmadan glikozun enzimatik parçalanması

Bir cevap seçin: a. plastik değişimi b. glikoliz c. Değişimin hazırlık aşaması d. biyolojik oksidasyon

Lipitlerin gliserol ve yağ asitlerine parçalanması şu şekilde gerçekleşir:

Bir cevap seçin: a. Enerji metabolizmasının oksijen aşaması b. Glikoliz süreci c. Plastik değişimi sırasında d. Enerji metabolizmasının hazırlık aşaması

1. Yüzey katmanı proteinlerle birleştirilmiş karbonhidratlardan oluşan hayvan hücreleri:
a) Alt zar kompleksi
b) Plazmalemma
c) Glikokaliks
d) Pellikül
2. Kromozom kompleksinin özellikleri:
a) Genotip
b) Karyotip
c) Fenotip
d) Kromatin
3. Hücrede ribozom sentezinin lokalizasyonu:
a) Sitoplazma
b) endoplazmik retikulum
c) Çekirdek
d) Golgi aygıtı
5. Mayozun 1. fazı, mitozun prafazından şu şekilde farklıdır:
a) bir metafaz plakası belirir
b) DNA sarmalı meydana gelir
c) geçiş süreci devam ediyor
d) iş mili oluşturulur
6. Glikoz molekülü başına enerji metabolizmasının oksijensiz aşamasında sentezlenen ATP moleküllerinin sayısı:
a) 2
b) 6
8
38
7. Hücrede protein sentezinin lokalizasyonu
a) sitoplazma
b) pürüzsüz endoplazmik retikulumun zarları
c) kaba endoplazmik retikulumun zarları
d) Golgi aygıtı
8. Fotosentez işleminin gerçekleşmesi için aşağıdakilerin mevcut olması gerekir:
a) ışık
b) karbondioksit molekülleri
c) oksijen molekülleri
d) klorofil molekülleri
9. Fotosentetik organizmalar:
a) hayvanlar
b)siyanobakteriler
c) bitkiler
d) mavi-yeşil algler
10. Mitokondriyal kabuğu oluşturan zarların sayısı:
a) iki - dış ve iç
b) bir - harici
c) üç - dış, orta ve iç
d) bir - dahili A) ATP oluşumu;
B) birincil şekerin oluşumu ve oksijenin salınması;
B) lökoplastların kroloplastlara dönüşümü:
D) Güneş ışığının etkisi altında su moleküllerinin bölünmesi.
20) Kromozomların hücrenin ekvatorunda dizilişi mitozun aşağıdaki aşamasında gerçekleşir:
A) profaz
B) anafaz
B) metafaz
D) telofaz
21) Fotosentez sırasında bir molekülden oksijen oluşur:
A) glikoz
B) ışık
B) su
D) karbondioksit
22) Mitozun bir sonraki aşamasında kromozom sentromerlerinin ayrılması ve kromatitlerin hücre kutuplarına ayrılması meydana gelir:
A) anafaz
B) profaz
B) telofaz
D) metafaz

Enerji metabolizması- bu, ATP moleküllerinin yüksek enerjili bağlarında depolanan ve daha sonra biyosentez de dahil olmak üzere hücre yaşamı sürecinde kullanılan enerjinin salınmasıyla ortaya çıkan karmaşık organik bileşiklerin adım adım ayrışmasıdır; yani. plastik değişimi.

Aerobik organizmalarda şunlar bulunur:

1. Hazırlık- biyopolimerlerin monomerlere bölünmesi.
2. Oksijensiz- glikoliz - glikozun pirüvik asite parçalanması.
3. Oksijen- pirüvik asidin karbondioksit ve suya bölünmesi.

Hazırlık aşaması

Açık hazırlık aşaması Enerji metabolizması sırasında, gıdayla sağlanan organik bileşikler daha basit olanlara, genellikle monomerlere parçalanır. Karbonhidratlar, glikoz da dahil olmak üzere şekerlere bu şekilde parçalanır; proteinler - amino asitlere; yağlar - gliserol ve yağ asitlerine.

Enerji açığa çıkmasına rağmen ATP'de depolanmaz ve bu nedenle daha sonra kullanılamaz. Enerji ısı olarak dağılır.

Çok hücreli kompleks hayvanlarda polimerlerin parçalanması, burada bezler tarafından salgılanan enzimlerin etkisi altında sindirim sisteminde meydana gelir. Ortaya çıkan monomerler daha sonra esas olarak bağırsaklar yoluyla kana emilir. Kan, besin maddelerini hücreler boyunca taşır.

Ancak sindirim sisteminde tüm maddeler monomerlere ayrışmaz. Birçoğunun parçalanması doğrudan hücrelerde, lizozomlarında meydana gelir. Tek hücreli organizmalarda emilen maddeler sindirim boşluklarına girer ve orada sindirilirler.

Ortaya çıkan monomerler hem enerji hem de plastik değişimi için kullanılabilir. İlk durumda parçalanırlar, ikincisinde hücrelerin bileşenleri onlardan sentezlenir.

Enerji metabolizmasının oksijensiz aşaması

Oksijensiz aşama hücrelerin sitoplazmasında meydana gelir ve aerobik organizmalar söz konusu olduğunda yalnızca glikoliz - glikozun enzimatik çok aşamalı oksidasyonu ve piruvik aside parçalanması buna piruvat da denir.

Glikoz molekülü altı karbon atomu içerir. Glikoliz sırasında, üç karbon atomu içeren iki piruvat molekülüne parçalanır. Bu durumda, hidrojen atomlarının bir kısmı bölünür ve bunlar daha sonra oksijen aşamasına katılacak olan koenzim NAD'ye aktarılır.

Glikoliz sırasında açığa çıkan enerjinin bir kısmı ATP moleküllerinde depolanır. Bir molekül glikoz için yalnızca iki molekül ATP sentezlenir.

Aeroblarda NAD'de depolanan piruvatta kalan enerji, enerji metabolizmasının bir sonraki aşamasında daha da ekstrakte edilecektir.

Anaerobik koşullar altında, hücresel solunumun oksijen aşaması mevcut olmadığında, piruvat laktik asit halinde "nötralize edilir" veya fermantasyona uğrar. Bu durumda enerji depolanmaz. Dolayısıyla burada yararlı enerji çıkışı yalnızca etkisiz glikolizle sağlanır.

Oksijen aşaması

Oksijen aşaması mitokondride meydana gelir. İki alt aşaması vardır: Krebs döngüsü ve oksidatif fosforilasyon. Hücrelere giren oksijen sadece ikincisinde kullanılır. Krebs döngüsü karbondioksit üretir ve serbest bırakır.

Krebs döngüsü mitokondriyal matrikste meydana gelir ve birçok enzim tarafından gerçekleştirilir. İçeri giren piruvik asit molekülünün kendisi (veya yağ asidi, amino asit) değil, eski piruvatın iki karbon atomunu içeren koenzim A yardımıyla ondan ayrılan asetil grubudur. Çok aşamalı Krebs döngüsü sırasında asetil grubu iki C02 molekülüne ve hidrojen atomuna bölünür. Hidrojen NAD ve FAD ile birleşir. GDP molekülünün sentezi de meydana gelir ve ATP sentezine yol açar.

İki piruvatın oluştuğu bir glikoz molekülü için iki Krebs döngüsü vardır. Böylece iki ATP molekülü oluşur. Enerji metabolizması burada sona ererse, bir glikoz molekülünün toplam parçalanması 4 ATP molekülü (ikisi glikolizden) üretecektir.

Oksidatif fosforilasyon mitokondrinin iç zarının cristae - büyümelerinde meydana gelir. ATP sentetaz enzimi ile biten, solunum zinciri olarak adlandırılan zinciri oluşturan enzimler ve koenzimlerden oluşan bir taşıma bandı tarafından sağlanır.

Solunum zinciri, NAD ve FAD koenzimlerinden alınan hidrojen ve elektronları iletir. Transfer, hidrojen protonlarının iç mitokondri zarının dışında birikeceği ve zincirdeki son enzimlerin yalnızca elektronları aktaracağı şekilde gerçekleştirilir.

Sonuçta elektronlar, orada bulunan oksijen moleküllerine aktarılır. içeri membranların negatif yüklü olmasına neden olur. Protonların ATP sentetaz kanalları boyunca hareket etmesine yol açan kritik düzeyde bir elektriksel potansiyel gradyanı ortaya çıkar. Hidrojen protonlarının hareket enerjisi ATP moleküllerini sentezlemek için kullanılır ve protonların kendileri oksijen anyonlarıyla birleşerek su molekülleri oluşturur.

Solunum zincirinin işleyişinin ATP molekülleri olarak ifade edilen enerji çıkışı büyüktür ve başlangıç ​​glikoz molekülü başına toplam 32 ila 34 ATP molekülüdür.

Canlı organizmaların birincil enerji kaynağı Güneş'tir. Işık kuantumlarının (fotonlar) getirdiği enerji, yeşil yaprakların kloroplastlarında bulunan klorofil pigmenti tarafından emilir ve çeşitli besinlerde kimyasal enerji olarak biriktirilir.

Tüm hücreler ve organizmalar kullandıkları enerji kaynağına göre iki ana sınıfa ayrılabilir. Ototrofik (yeşil bitkiler) olarak adlandırılan ilkinde, CO2 ve H20, fotosentez sırasında temel organik glikoz moleküllerine dönüştürülür ve daha sonra bunlardan daha karmaşık moleküller oluşturulur.

Heterotrofik (hayvan hücreleri) olarak adlandırılan ikinci sınıf hücreler, ototrofik organizmalar tarafından sentezlenen çeşitli besinlerden (karbonhidratlar, yağlar ve proteinler) enerji elde ederler. Bu organik moleküllerin içerdiği enerji, öncelikle aerobik solunum adı verilen bir süreçte havadaki oksijenle (yani oksidasyon) birleşerek açığa çıkar. Heterotrofik organizmalardaki bu enerji döngüsü CO2 ve H2O'nun salınmasıyla sona erer.

Hücresel solunum organik maddelerin oksidasyonu olup kimyasal enerji (ATP) üretimine yol açar. Çoğu hücre ilk önce karbonhidratları kullanır. Polisakkaritler ancak monoskaritlere hidrolize edildikten sonra solunum sürecine dahil olurlar: nişasta, glikoz (bitkilerde) , glikojen (hayvanlarda).

Yağlar "ilk rezervi" oluşturur ve esas olarak karbonhidrat stoku tükendiğinde devreye girer. Ancak iskelet kası hücrelerinde glikoz ve yağ asitlerinin varlığında yağ asitleri tercih edilir. Proteinler bir dizi başka önemli işlevi yerine getirdiğinden, yalnızca tüm karbonhidrat ve yağ rezervleri tükendikten sonra, örneğin uzun süreli açlık sırasında kullanılırlar.

Enerji metabolizmasının aşamaları: Enerji metabolizmasının birleşik süreci birbirini takip eden üç aşamaya ayrılabilir:

İlki hazırlık niteliğinde. Bu aşamada, sitoplazmadaki yüksek moleküllü organik maddeler, uygun enzimlerin etkisi altında küçük moleküllere ayrılır: proteinler - amino asitlere, polisakkaritlere (nişasta, glikojen) - monosakkaritlere (glikoz), yağlar - gliserole ve yağ asitleri, nükleik asitler - nükleotidlere vb. Bu aşamada az miktarda enerji açığa çıkar ve ısı olarak dağılır.

Proteinler + H 2 O = amino asit + ısı (dağılır)

Yağlar + H 2 O = gliserol + yağ asitleri + ısı

Polisakkaritler + H2O = glikoz + ısı

İkinci aşama - oksijensiz, veya eksik. Hazırlık aşamasında oluşan maddeler - glikoz, amino asitler vb. - oksijene erişim olmadan daha fazla enzimatik parçalanmaya uğrar. Bunun bir örneği, tüm canlı hücrelerin ana enerji kaynaklarından biri olan glikozun enzimatik oksidasyonudur (glikoliz). Glikoliz- glikozun anaerobik (oksijensiz) koşullar altında pirüvik asit (PVA) ve daha sonra hücrenin sitoplazmasında meydana gelen laktik, asetik, bütirik asitler veya etil alkole parçalanmasının çok aşamalı bir süreci. Enzimlerin etkisi altındaki glikoz, enerjinin açığa çıkmasıyla iki molekül C3H6O3'e parçalanır ve bu enerjinin% 60'ı ısı şeklinde,% 40'ı ATP formunda dağılır.

Bu redoks reaksiyonlarında elektron ve protonların taşıyıcısı nikotinamid adenin dinükleotid (NAD) ve onun indirgenmiş formu NAD *H'dir. Glikolizin ürünleri pirüvik asit, NADH formundaki hidrojen ve ATP formundaki enerjidir.

Şu tarihte: farklı türler Fermantasyon, glikoliz ürünlerinin diğer kaderi farklıdır. Hayvan hücrelerinde ve çok sayıda bakteride PVK, laktik asite indirgenir. İyi bilinen laktik asit fermantasyonu (sütün imhası sırasında, ekşi krema, kefir vb. oluşumu sırasında) laktik asit mantarları ve bakterilerden kaynaklanır.

Alkolik fermantasyon sırasında glikoliz ürünleri etil alkol ve CO2'dir. Diğer mikroorganizmalar için fermantasyon ürünleri bütil alkol, aseton, asetik asit vb. olabilir.

Oksijensiz fisyon sırasında açığa çıkan enerjinin bir kısmı ısı şeklinde dağılır ve bir kısmı ATP moleküllerinde birikir.

Enerji metabolizmasının üçüncü aşaması - oksijenin parçalanması veya aerobik solunum aşaması - mitokondride meydana gelir. Bu aşamada elektron transfer enzimleri oksidasyon sürecinde önemli rol oynar. Üçüncü aşamanın geçişini sağlayan yapılara elektron taşıma zinciri denir. Elektron taşıma zinciri, glikoz oksidasyonunun ikinci aşamasında enerji yükü alan enerji taşıyıcı molekülleri alır. Moleküllerden gelen elektronlar - enerji taşıyıcıları, bir zincirin bağlantıları boyunca daha yüksek bir enerji seviyesinden daha düşük bir seviyeye doğru adım adım hareket eder. Açığa çıkan enerji ATP moleküllerini şarj etmek için harcanır. ATP'yi "şarj etmek" için enerjiden vazgeçen enerji taşıyıcıları olan moleküllerin elektronları, sonuçta oksijenle birleşir. Bunun sonucunda su oluşur. Elektron taşıma zincirinde oksijen, elektronların son alıcısıdır. Bu nedenle tüm canlılar, elektronların son yuvası olarak oksijene ihtiyaç duyar. Oksijen, elektron taşıma zincirinde potansiyel farkı sağlar ve adeta yüksek enerji seviyesindeki enerji taşıyıcı moleküllerden elektronları düşük enerji seviyesine çeker. Yol boyunca enerji açısından zengin ATP molekülleri sentezlenir. Sonuç olarak oksijen aşamasında 36 ATP oluşur.

Hücre, bir organizmanın işlevsel birimidir. Hücreye sürekli olarak çeşitli maddeler girer. İçinde yeni moleküller sentezlenir; bazı moleküller yok edilir. Bazı maddeler hücre tarafından tüketilir, bazıları depolanır, bazıları ise hücreden uzaklaştırılır. Maddeler sürekli olarak hücrenin bir kısmından diğerine hareket eder. Enerji hücrenin bazı moleküllerinde depolanırken, diğer moleküller parçalanarak hücrenin yaşamı için gerekli olan enerji açığa çıkar.

Bir hücrede aynı anda binlerce farklı enzimatik reaksiyon meydana gelir ve bunların tamamına denir. metabolizma (Yunanca metabolden - değişim, dönüşüm) veya hücresel metabolizma. Bu reaksiyonlardaki ana rol, enzimler ve ATP'ye aittir ve bunlar olmadan ilerlemezler. Metabolizma sırasında hücre, yağ, karbonhidrat ve protein moleküllerinin oksidasyonu yoluyla açığa çıkan enerjiyi alır. Metabolizma aynı zamanda hücreye yapı malzemesi de sağlar: içinde yeni karmaşık moleküller oluşur.

Metabolizma birbiriyle ilişkili iki grup reaksiyonu içerir: maddelerin sentezi - plastik değişimi ve maddelerin parçalanması - enerji metabolizması. Öncelikle enerji metabolizmasını tanıyalım.

Enerji metabolizması sırasında, birçok enzimin katılımıyla karmaşık karbonhidrat, yağ ve protein molekülleri, karbondioksit ve suya oksitlenir. Bu durumda açığa çıkan enerji ATP moleküllerinde depolanır.

Aeroblarda enerji metabolizması üç aşamadan oluşur:

• hazırlık;
• oksijensiz;
• oksijen

İlk önce, hazırlık aşaması büyük moleküller "bloklara" ayrılır: proteinler amino asitlere, polisakkaritler monosakkaritlere, yağlar gliserol ve yağ asitlerine, nükleik asitler nükleotitlere ayrılır. Bu işlem hücrenin lizozomlarında meydana gelir. Küçük miktar Bu süreçte açığa çıkan enerji ısı şeklinde dağılır.

Saniye, oksijensiz sahne Organik maddelerin daha basit maddelere parçalandığı sitoplazmada meydana gelir. Bu aşama oksijenin katılımı olmadan gerçekleşir; Aynı zamanda çok az enerji açığa çıkar; bir kısmı ısı şeklinde dağılır ve küçük bir kısmı ADP'den iki ATP molekülünün sentezi için harcanır.

Hücrelerde ATP nasıl üretilir?

Moleküllerinin sentezi için gereken enerji nereden geliyor? ATP'nin çoğunun, kaynağı hidrojen atomları olan H + proton ve elektronların enerjisinden sentezlendiği iyi bilinmektedir. Ve organik madde moleküllerinin bölünmesi sırasında hidrojen atomları açığa çıkar.

Örneği kullanarak ikinci aşamanın karakteristik süreçlerini ele alalım. glikoliz- oksijenin katılımı olmadan glikozun parçalanma süreci. 6 karbon atomu içeren glikoz molekülü, üç karbonlu iki pirüvik asit molekülüne (PVA) bölünür. Bölünme birkaç aşamada meydana gelir ve çok sayıda enzimi içeren 10'dan fazla reaksiyonu içerir. Bu, ADP'den iki ATP molekülünün sentezlenmesi için kullanılan enerjiyi serbest bırakır.
Bir glikoz molekülü oksitlendiğinde, ondan elektronlar ve hidrojen iyonları ayrılır ve bunlar özel bir NAD + maddesine eklenir. NAD H'nin indirgenmiş formuna dönüşür. NAD molekülleri, hücredeki protonları ve elektronları bir reaksiyondan diğerine aktarırken, kendileri reaksiyonlara katılmaz, yok edilmez ve tekrar tekrar kullanılır.

Böylece, glikozun parçalanmasının oksijensiz aşamasının bir sonucu olarak, 2 molekül PVK, 2 molekül ATP ve 2 molekül NADH2 oluşur.

Farklı organizmaların hücrelerindeki piruvik asit (PVA) moleküllerinin kaderi farklıdır. Oksijensiz ortamda yaşayan mikroorganizmalar vardır. Onlar denir anaeroblar (Yunanca an - negatif parçacık ve hava - havadan). Anaerob hücrelerinde, enerji metabolizmasının yalnızca iki aşaması meydana gelir (aeroblarda üç tane vardır) - hazırlık ve oksijensizdir ve fermantasyon işlemi sırasında ATP molekülleri sentezlenir. Anaeroblarda PVK ya laktik asite, etil alkole ya da hala çok fazla enerji içeren asetik asite dönüştürülür.
Laktik asit, süt ve lahana turşusunun ekşimesi sırasında oluşan laktik asit fermantasyon bakterilerinin ömrü boyunca oluşur. Alkolik fermantasyon maya tarafından gerçekleştirilir ve bunun sonucunda etil alkol ve karbondioksit oluşur. Fermantasyon, insan ekonomik faaliyetlerinde hamur, bira, şarap, lahana turşusu ve kefir üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.