Пименов А.В. Задачи: Дать характеристику аэробному этапу окисления – окислению

митохондриях

Тема: «Энергетический обмен. Дыхание».

продуктов (СО2 и Н2О), а до соединений, которые еще богаты

энергией и, окисляясь далее, могут дать ее в больших количествах (молочная кислота, этиловый спирт и др.).
Поэтому в аэробных организмах после гликолиза (или спиртового брожения) следует завершающий этап энергетического обмена — полное кислородное расщепление, или клеточное дыхание. В процессе этого третьего этапа органические вещества, образовавшиеся в ходе второго этапа при бескислородном расщеплении и содержащие большие запасы химической энергии, окисляются до конечных продуктов СО2 и Н2О.

Кислородное окисление - дыхание

в митохондриях.
Как устроены митохондрии?
Каковы функции митохондрий?
Каково происхождение митохондрий?
Кислородное окисление

- дыхание

ее дегидрирование (отщепление водорода) и декарбоксилирование (отщепление углекислого газа) с

образованием двууглеродной ацетильной группы, которая вступает в цикл реакций, получивших название реакций цикла Кребса.

Кислородное окисление - дыхание

декарбоксилированием. В результате на каждую разрушенную моль ПВК из митохондрии

удаляется 3 моль СО2, образуется 5 пар атомов водорода, связанных с переносчиками (4 НАДН2, ФАДН2), а также моль АТФ.

Кислородное окисление - дыхание

и углекислого газа выглядит следующим образом:

С6Н12О6 + 6Н2О  6СО2

+ 4АТФ + 12Н2

Кислородное окисление - дыхание

до Н2О с одновременным фосфорилированием АДФ до АТФ. Этот процесс

называется окислительным фосфорилированием и происходит на внутренней мембране митохондрий. Водород передается по трем большим ферментным комплексам дыхательной цепи (флавопротеин, кофермент Q, цитохромы).

Кислородное окисление - дыхание

митохондрий, в «протонный резервуар». Внутренняя мембрана непроницаема для ионов водорода.

Электроны передаются по ферментам дыхательной цепи на цитохромоксидазу.

Кислородное окисление - дыхание

достигает 200 мВ, протоны (24Н+) проходят через канал фермента АТФ-синтетазы

и происходит восстановление кислорода до воды (12Н2О) с выделением энергии, часть которой запасается в форме 34 АТФ. Таким образом, в митохондрии образуется всего 36 АТФ – 55%, 45% - рассеивается в форме тепла.

Кислородное окисление - дыхание

+ 24е-  12Н2О + 34АТФ +Qт
Кислородное окисление - дыхание

2АТФ + 2Н2О + 2НАД·Н2
При этом образуется 200 кДж энергии,

120 рассеивается в форме тепла, 80 кДж запасается в форме 2 моль АТФ

Суммарная реакция энергетического обмена выглядит так:
С6Н12О6 + 6О2  6СО2 + 6Н2О + 38АТФ + Qт
Если внутренняя мембрана повреждена, то окисление НАД·Н2 продолжается, но не работает АТФ-синтетаза и образования АТФ не происходит, вся энергия выделяется в форме тепла.

Суммарная реакция гликолиза и разрушения ПВК в митохондриях до водорода и углекислого газа выглядит следующим образом:
С6Н12О6 + 6Н2О  6СО2 + 4АТФ + 12Н2

Ферменты дыхательной цепи и АТФ-синтетаза на кристах:
24Н+ + 6О2 + 12е-  12Н2О + 34АТФ +Qт

Кислородное окисление - дыхание

2АДФ + 2Н3РО4 + 2НАД+
2 С3Н4О3 + 2АТФ + 2Н2О

+ 2НАД·Н2
Сколько при этом образуется энергии? Сколько запасается в форме АТФ?
200 кДж энергии, 120 рассеивается в форме тепла, 80 кДж запасается в форме 2 молекул АТФ.
Что происходит с ПВК сразу после ее поступления в митохондрию?
Дегидрирование, декарбоксилирование и образование ацетил-КоА.

Подведем итоги:

образуется при разрушении 2 молекул молочной кислоты в митохондриях?
2С3Н6О3 +

6О2 + 36 АДФ + 36 Н3РО4  6СО2 + 42Н2О + 36АТФ.
Какая часть энергии запасает ся в митохондриях в форме АТФ, какая часть – рассеивается в форме тепла?
55% - в форме АТФ, 45% - в форме тепла.
Сколько всего молекул АТФ образуется в реакциях энергетического обмена при полном разрушении молекулы глюкозы?
38 молекул, 2 – при гликолизе, 36 – в митохондриях.
Какие вещества, кроме углеводов, могут использоваться в энергетическом обмене?
Липиды, белки, однако мономеры белков, т. е. аминокислоты, слишком нужны клетке для синтеза собственных белковых структур. Поэтому белки обычно представляют собой «неприкосновенный запас» клетки и редко расходуются для получения энергии .

Подведем итоги:

образованием молекулы АТФ, 4 пары водорода захватываются переносчиками.












Как выглядит суммарная

реакция гликолиза и разрушения ПВК в митохондриях до водорода и углекислого газа?
С6Н12О6 + 6Н2О  6СО2 + 4АТФ + 12Н2

Подведем итоги:

24Н+ + 6О2 + 12е-  12Н2О + 34АТФ +Ет














Сколько

всего АТФ образуется всего при полном окислении молекулы глюкозы:
С6Н12О6 + 6О2  6СО2 + 6Н2О + 38АТФ + Ет

Подведем итоги: