Tilvejebringe celler med energi. energikilder

Fra cellerne alle levende organismer, undtagen vira. De giver alt det nødvendige for livsprocesser af planten eller dyret. Celle og kan i sig selv være et særskilt organ. Og hvordan kunne sådan en kompleks struktur til at leve uden energi? Selvfølgelig ikke. Så hvordan kan du sikre, at der er celle energi? Den er baseret på de processer, der vil blive diskuteret i det følgende.

Forudsat celler energi: hvordan sker det?

Få celler får deres energi udefra, de genererer det selv. Eukaryote celler har en slags "stationer". Og energikilde i cellen er mitokondrierne - organeller, at det genererer. Det er processen med celle respiration. På grund af det, og der er vedligeholdelse af cellerne med energi. Men de er kun til stede i planter, dyr og svampe. I celler, der mangler mitokondrier bakterier. Derfor er de nødt til at sikre cellen energi skyldes primært den gæringsproces, og ikke trækker vejret.

Strukturen af mitokondrier

Det dvumembranny organel, der udkom i en eukaryot celle i processen med udvikling som følge af absorption af dets finere prokaryote celler. Dette kan forklare det faktum, at i mitokondrierne præsentere sit eget DNA og RNA samt mitochondriale ribosomer, der producerer de ønskede proteiner organeller.

Den indre membran har fremspring, som kaldes den crista eller kamme. Christie og processen med celle respiration.

Hvad er inde de to membraner, kaldet en matrix. Det arrangeret proteiner, enzymer, der er nødvendige for at fremskynde kemiske reaktioner, såvel som RNA-molekyler, DNA og ribosomer.

Cellular respiration - grundlaget for livet

Den finder sted i tre faser. Lad os se på hver af disse mere detaljeret.

Den første etape - forberedende

I denne fase, er komplekse organiske forbindelser nedbrydes til simplere. Så proteinerne nedbrydes til aminosyrer, fedtstoffer - til carboxylsyrer og glycerol, nukleinsyre - til nukleotider og kulhydrater - til glucose.

glykolyse

Det anoxisk stadie. Det ligger i det faktum, at det opnåede i første fase stof, nedbrydes yderligere. De vigtigste kilder til energi, der anvendes af cellen på dette stadium - glukosemolekylerne. Hver af dem er i færd med at glycolyse dekomponerer til to molekyler af pyruvat. Dette sker i løbet af de ti på hinanden følgende kemiske reaktioner. Fordi de første fem, glucose phosphoryleres, og derefter deler sig i to phosphotriose. I de følgende fem reaktioner producerede to molekyler ATP (adenosin trifosfat) og to molekyler af STC (pyrodruesyre). Energi-celler og er lagret i form af ATP.

Hele processen med glycolyse kan forenkles til skildre som følger:

2ADF 2NAD + + 2H ₃ PO ₄ + C ₆ H ₁₂ O ₆ → 2H ₂ O + ^2NAD. + 2C _{2 H3 H4} O ₃ + 2ATF

Således ved hjælp af en molekyle glucose, to molekyler af ADP og to phosphorsyre, cellen modtager to molekyler ATP (energi) og to molekyler pyrodruesyre, som den vil bruge i det næste trin.

Den tredje fase - oxidation

Dette trin forekommer kun i nærværelse af oxygen. Kemiske reaktioner forekommer i denne fase af mitokondrierne. At dette er den vigtigste del af cellulære respiration, hvorunder udgivet mest energi. På dette stadium, pyrodruesyre, reagerer med oxygen, spaltes til vand og carbondioxid. Det er desuden danner 36 ATP molekyler. Således kan vi konkludere, at de vigtigste kilder til energi i celler - glucose og pyrodruesyre.

Opsummerer den kemiske reaktion, og udelade detaljer, kan vi udtrykke hele processen med celle respiration en forenklet ligning:

6D ₂ + C ₆ H ₁₂ O ₆ + 38ADF + 38H ₃ PO ₄ → 6SO ₂ + 6H2O + 38ATF.

Således under vejrtrækning fra et glucosemolekyle seks oxygenmolekyler tredive otte molekyler af ADP og den samme mængde phosphorsyre celle modtager 38 ATP molekyler, og hvor i form af lagret energi.

Mangfoldigheden af mitokondrielle enzymer

Energien for livet af cellen modtager skyldes respiration - oxidation af glucose, og derefter pyrodruesyre. Alle disse kemiske reaktioner kunne ikke finde sted uden enzymer - biologiske katalysatorer. Lad os se på dem, der findes i mitokondrierne - organeller, der er ansvarlige for cellulær respiration. Alle af dem er kaldt oxidoreduktaser fordi behovet for reaktioner oxidation-reduktion.

Alle oxidoreduktaser kan opdeles i to grupper:

• oxidase;
• dehydrogenase;

Dehydrogenase, til gengæld er opdelt i aerobe og anaerobe. Aerob indeholder i deres sammensætning coenzym riboflavin, at kroppen får fra vitamin B2. Aerob dehydrogenase omfatter molekyler som coenzymer NAD og NADP.

Oxidaser er mere forskelligartet. Først og fremmest er de delt op i to grupper:

• de, der indeholder kobber;
• dem, hvor en del af jernet er til stede.

Førstnævnte omfatter polyfenoler, ascorbat, til den anden - katalase, peroxidase, cytochromer. Sidstnævnte på sin side er opdelt i fire grupper:

• cytochromer en;
• cytochrom bs;
• cytochrom c;
• cytochromer d.

Cytochromer og indeholder i deres sammensætning zhelezoformilporfirin, cytochromer b - zhelezoprotoporfirin, c - substitueret zhelezomezoporfirin, d - zhelezodigidroporfirin.

Kan der være andre måder at producere energi?

På trods af, at størstedelen af celler modtager det som et resultat af cellulære respiration, er der også anaerobe bakterier til at eksistere, der ikke kræver ilt. De producerer den nødvendige energi ved fermentering. Dette er en proces, hvorunder kulhydrater nedbrydes af enzymer uden tilstedeværelse af oxygen, hvorved en celle og opnår energi. Der findes flere typer af fermentering, afhængigt af det endelige produkt af kemiske reaktioner. Det er mælkesyre, alkohol, smørsyre, acetone, butan, citronsyre.

For eksempel overveje den alkoholgæring. Her kan du udtrykke denne ligning:

C ₆ H ₁₂ O ₆ → _{C2 H5} OH + 2CO ₂

Dvs. et molekyle glucose bryder bakterien til et molekyle ethanol og to molekyler af (IV) carbonmonoxid.