Расщеплению и окислению подверглось 6 молекул глюкозы: Расщеплению и окислению подверглось 6 молекул глюкозы, на это расходовалось 24 молекулы кислорода. Определите сколько молекул воды и углекислого газа выделилось при этом.

404 Cтраница не найдена

Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта МГТУ и большего удобства его использования. Более подробную информацию об использовании файлов cookies можно найти здесь. Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были проинформированы об использовании файлов cookies сайтом ФГБОУ ВО «МГТУ» и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.

Размер:

AAA

Изображения Вкл. Выкл.

Обычная версия сайта

К сожалению запрашиваемая страница не найдена.

Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже

Университет Майкопский государственный технологический университет – один из ведущих вузов юга России. История университета Анонсы Объявления Медиа Представителям СМИ Газета «Технолог» О нас пишут Ректорат Структура Филиал Политехнический колледж Медицинский институт Лечебный факультет Педиатрический факультет Фармацевтический факультет Стоматологический факультет Факультет послевузовского профессионального образования Факультеты Кафедры Ученый совет Дополнительное профессиональное образование Бережливый вуз – МГТУ Новости Объявления Лист проблем Лист предложений (Кайдзен) Реализуемые проекты Архив проектов Фабрика процессов Рабочая группа «Бережливый вуз-МГТУ» Вакансии Профсоюз Противодействие терроризму и экстремизму Противодействие коррупции WorldSkills в МГТУ Научная библиотека МГТУ Реквизиты и контакты Управление имущественным комплексом Опрос в целях выявления мнения граждан о качестве условий оказания образовательных услуг Работа МГТУ в условиях предотвращения COVID-19 Документы, регламентирующие образовательную деятельность Система менеджмента качества университета Региональный центр финансовой грамотности Аккредитационно-симуляционный центр Абитуриентам Подача документов онлайн Абитуриенту 2023 Экран приёма 2022 Иностранным абитуриентам Международная деятельность Общие сведения Кафедры Новости Центр международного образования Академическая мобильность и международное сотрудничество Академическая мобильность и фонды Индивидуальная мобильность студентов и аспирантов Как стать участником программ академической мобильности Дни открытых дверей в МГТУ День открытых дверей online Университетские субботы Дни открытых дверей на факультетах Подготовительные курсы Подготовительное отделение Курсы для выпускников СПО Курсы подготовки к сдаче ОГЭ и ЕГЭ Онлайн-курсы для подготовки к экзаменам Подготовка школьников к участию в олимпиадах Малая технологическая академия Профильный класс Социально-экономический профиль Медико-фармацевтический профиль Инженерно-технологический профиль Эколого-биологический профиль Агротехнологический профиль Индивидуальный проект Кружковое движение юных технологов Олимпиады, конкурсы, фестивали Веб-консультации для абитуриентов и их родителей Веб-консультации для абитуриентов Родительский университет Олимпиады для школьников Отборочный этап Заключительный этап Итоги олимпиад Профориентационная работа Стоимость обучения Студентам Студенческая жизнь Стипендии Организация НИРС в МГТУ Студенческое научное общество Студенческие научные мероприятия Конкурсы Академическая мобильность и международное сотрудничество Образовательные программы Расписание занятий Расписание звонков Онлайн-сервисы Социальная поддержка студентов Общежития Трудоустройство обучающихся и выпускников Вакансии Обеспеченность ПО Инклюзивное образование Условия обучения лиц с ограниченными возможностями Доступная среда Ассоциация выпускников МГТУ Перевод из другого вуза Вакантные места для перевода Студенческое пространство Студенческое пространство Запись на мероприятия Отдел по социально-бытовой и воспитательной работе

Наука и инновации Научная инфраструктура Проректор по научной работе и инновационному развитию Научно-технический совет Управление научной деятельностью Управление аспирантуры и докторантуры Точка кипения МГТУ О Точке кипения МГТУ Руководитель и сотрудники Документы Контакты Центр коллективного пользования Центр народной дипломатии и межкультурных коммуникаций Студенческое научное общество Новости Научные издания Научный журнал «Новые технологии» Научный журнал «Вестник МГТУ» Научный журнал «Актуальные вопросы науки и образования» Публикационная активность Конкурсы, гранты Научные направления и результаты научно-исследовательской деятельности Основные научные направления университета Отчет о научно-исследовательской деятельности в университете Результативность научных исследований и разработок МГТУ Финансируемые научно-исследовательские работы Объекты интеллектуальной собственности МГТУ Результативность научной деятельности организаций, подведомственных Минобрнауки России (Анкеты по референтным группам) Студенческое научное общество Инновационная инфраструктура Федеральная инновационная площадка Проблемные научно-исследовательские лаборатории Научно-исследовательская лаборатория «Совершенствование системы управления региональной экономикой» Научно-исследовательская лаборатория проблем развития региональной экономики Научно-исследовательская лаборатория организации и технологии защиты информации Научно-исследовательская лаборатория функциональной диагностики (НИЛФД) лечебного факультета медицинского института ФГБОУ ВПО «МГТУ» Научно-исследовательская лаборатория «Инновационных проектов и нанотехнологий» Научно-техническая и опытно-экспериментальная база Центр коллективного пользования Научная библиотека Экспортный контроль Локальный этический комитет Конференции Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы науки и образования» VI Международная научно-практическая онлайн-конференция Наука и университеты Международная деятельность Иностранным студентам Международные партнеры Академические обмены, иностранные преподаватели Академическая мобильность и фонды Индивидуальная мобильность студентов и аспирантов Факультет международного образования Новости факультета Информация о факультете Международная деятельность Кафедры Кафедра русского языка как иностранного Кафедра иностранных языков Центр Международного образования Центр обучения русскому языку иностранных граждан Приказы и распоряжения Курсы русского языка Расписание Академическая мобильность Контактная информация Контактная информация факультета международного образования Сведения об образовательной организации Основные сведения Структура и органы управления образовательной организацией Документы Образование Образовательные стандарты и требования Руководство. Педагогический (научно-педагогический) состав Материально-техническое обеспечение и оснащённость образовательного процесса Стипендии и меры поддержки обучающихся Платные образовательные услуги Финансово-хозяйственная деятельность Вакантные места для приёма (перевода) Международное сотрудничество Доступная среда Организация питания в образовательной организации

Учебное пособие для слушателей факультета довузовской подготовки

жүктеу/скачать 0. 82 Mb. Pdf көрінісі бет 1/64 Дата 13.02.2023 өлшемі 0.82 Mb. #67560 түрі Учебное пособие

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   …   64

Байланысты:
zadachi-2017
Геометрическая прогрессия. Формула n-го члена., Болашақ энергия-emirsaba.org, урок, celebrations — answers 8, Болашақ энергия-emirsaba.org (2)

Бұл бет үшін навигация:

• Составители сборника
• Рецензенты

1  ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России)  ФАКУЛЬТЕТ ДОВУЗОВСКОЙ ПОДГОТОВКИ        СБОРНИК ЗАДАЧ С РЕШЕНИЯМИ ПО ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ  Учебное пособие для слушателей факультета довузовской подготовки  Краснодар – 2017  2  УДК 577 (075)  ББК 28. 8  О-26  Составители сборника:  Преподаватели факультета довузовской подготовки ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России:  Обухова Н.А., кандидат биологических наук, доцент; Шевчук Л.Д., ассистент кафедры биологии с курсом медицинской генетики ФГБОУ ВО КубГМУ  Минздрава России Мороз А.Н., кандидат биологических наук.  Под редакцией Голубцова В.И., д.м.н., профессора,кафедры биологии с курсом  медицинской генетики ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России.  Рецензенты:  Колесникова Н.В., доктор биологических наук, профессор, зав. ЦНИЛ ФГБОУ ВО  КубГМУ Минздрава России.  Гусарук Л.Р., кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии с курсом  медицинской генетики ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России.  «Сборник задач с решениями по общей биологии»: учебное пособие для слушателей  факультета довузовской подготовки. – Краснодар, ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России,  2017 – 54 с.  Издание второе, испр. и допол.  Пособие предназначено для углубленного изучения биологии и 10-11 классах и  полностью соответствует требованиям Федеральном) государственного образовательного  стандарта среднего (полного) общего образования (2012 г). В пособие включены  биологические задачи с решениями и ответами для более глубокого изучения основных  закономерностей жизни на клеточном, организменном и биогеоценотическом уровнях.  Сборник предназначен для слушателей факультета довузовской подготовки ФГБОУ ВО  КубГМУ Минздрава России, а также абитуриентов, готовящихся сдавать ЕГЭ по биологии.  Пособие может быть полезно для учителей, методистов, преподавателей подготовительных  курсов.  Рекомендовано к изданию ЦМС ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России, протокол №3 от 07.11,2017 г.  3  ПРЕДИСЛОВИЕ  Цель учебного пособия – оказание методической помощи в освоении важного раздела  программы профильного уровня – общей биологии.   В данном Учебном пособии предлагаются задачи, ориентирующие учащихся на  закрепление теоретических знаний по курсу общей биологии, а также сдаче ЕГЭ. Это будет  способствовать более углубленному пониманию основных закономерностей жизни на  клеточном, организменном и биогеоценотических уровнях. Особое внимание уделено  жүктеу/скачать 0.82 Mb. Достарыңызбен бөлісу:

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   …   64

---

©emirsaba.org 2023
әкімшілігінің қараңыз

5.9: Клеточное дыхание — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

17025

• Сюзанна Ваким и Мандип Грюал
• Колледж Бьютт

Давай вкусняшки!

Этот уютный костер можно использовать как для обогрева, так и для освещения. Тепло и свет — это две формы энергии, которые высвобождаются при сжигании такого топлива, как древесина. Клетки живых существ также получают энергию путем «сжигания». Они «сжигают» глюкозу в процессе, называемом клеточным дыханием.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Сжигание дров, при котором углерод в древесине преобразуется в двуокись углерода и значительное количество тепловой энергии.

Внутри каждой клетки всех живых существ энергия необходима для осуществления жизненных процессов. Энергия требуется для разрушения и создания молекул, а также для переноса многих молекул через плазматические мембраны. Вся работа в жизни требует энергии. Много энергии также просто теряется в окружающей среде в виде тепла. История жизни — это история потока энергии — ее улавливания, изменения формы, использования для работы и потери в виде тепла. Энергия, в отличие от материи, не может быть переработана, поэтому организмы требуют постоянного поступления энергии. Жизнь работает на химической энергии. Откуда живые организмы получают эту химическую энергию?

Откуда организмы получают энергию?

Химическая энергия, в которой нуждаются организмы, поступает из пищи. Пища состоит из органических молекул, запасающих энергию в своих химических связях. Глюкоза — это простой углевод с химической формулой \(\mathrm{C_6H_{12}O_6}\). Он хранит химическую энергию в концентрированной, стабильной форме. В вашем теле глюкоза — это форма энергии, которая переносится кровью и поглощается каждой из ваших триллионов клеток. Клетки осуществляют клеточное дыхание, чтобы извлечь энергию из связей глюкозы и других пищевых молекул. Клетки могут запасать извлеченную энергию в виде АТФ (аденозинтрифосфата).

Что такое АТФ?

Давайте подробнее рассмотрим молекулу АТФ, показанную на рисунке \(\PageIndex{2}\). Хотя он несет меньше энергии, чем глюкоза, его структура более сложная. «А» в АТФ относится к большей части молекулы — аденозину — комбинации азотистого основания и пятиуглеродного сахара. «Т» и «Р» обозначают три фосфата, связанных связями, которые удерживают энергию, фактически используемую клетками. Обычно только самая внешняя связь разрывается, чтобы высвободить или потратить энергию на клеточную работу.

Молекула АТФ подобна перезаряжаемой батарее: ее энергия может быть использована клеткой, когда она распадается на АДФ (аденозиндифосфат) и фосфат, а затем «изношенная батарея» АДФ может быть перезаряжена с использованием новой энергии для присоединения новый фосфат и восстановить АТФ. Материалы пригодны для повторного использования, но помните, что энергия — нет! АДФ может быть дополнительно восстановлен до АМФ (аденозинмонофосфат и фосфат, высвобождая дополнительную энергию. Как и в случае с АДТ, «перезаряжаемым» до АТФ, АМФ может перезаряжаться до АДФ.

Сколько энергии тратится на работу вашего тела? Одна клетка использует около 10 миллионов молекул АТФ в секунду и перерабатывает все свои молекулы АТФ примерно каждые 20-30 секунд.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Химическая структура АТФ состоит из 5-углеродного сахара (рибозы), присоединенного к азотистому основанию (аденину) и трех фосфатов. Когда ковалентная связь между концевой фосфатной группой и средней фосфатной группой разрывается, высвобождается энергия, которая используется клетками для выполнения работы.

Что такое клеточное дыхание?

Некоторые организмы могут производить себе пищу, а другие нет. Автотроф — это организм, который может производить себе пищу. Греческие корни слова autotroph означают «самостоятельный» ( auto ), «кормящий» ( troph ). Растения являются наиболее известными автотрофами, но существуют и другие, в том числе определенные виды бактерий и водорослей. Океанические водоросли вносят огромное количество пищи и кислорода в глобальные пищевые цепи. Растения тоже фотоавтотрофы , тип автотрофов, которые используют солнечный свет и углерод из углекислого газа для синтеза химической энергии в форме углеводов. Гетеротрофы — это организмы, неспособные к фотосинтезу, поэтому они должны получать энергию и углерод из пищи, потребляя другие организмы. Греческие корни слова гетеротроф означают «другой» ( гетеро ) «кормящий» ( троф ), означая, что их пища поступает от других организмов. Даже если пищевым организмом является другое животное, эта пища ведет свое происхождение от автотрофов и процесса фотосинтеза. Люди гетеротрофы, как и все животные. Гетеротрофы зависят от автотрофов прямо или косвенно.

Клеточное дыхание — это процесс, при котором отдельные клетки расщепляют молекулы пищи, такие как глюкоза, и выделяют энергию. Этот процесс похож на горение, хотя он не дает света или сильного тепла, как у костра. Это связано с тем, что клеточное дыхание высвобождает энергию в глюкозе медленно, в виде множества маленьких шагов. Он использует энергию, которая высвобождается, для формирования молекул АТФ, молекул-носителей энергии, которые клетки используют для питания биохимических процессов. Клеточное дыхание включает в себя множество химических реакций, но все они могут быть выражены следующим химическим уравнением:

\[\ce{C6h22O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6h3O + Energy} \nonumber\]

где высвобождаемая энергия выражается в виде химической энергии в АТФ (по сравнению с тепловой энергией в виде тепла). Уравнение выше показывает, что глюкоза (\(\ce{C6h22O6}\)) и кислород (\(\ce{O_2}\)) реагируют с образованием углекислого газа (\(\ce{CO_2}\)) и воды \( \ce{H_2O}\), высвобождая при этом энергию. Поскольку кислород необходим для клеточного дыхания, это аэробный процесс.

Клеточное дыхание встречается в клетках всех живых существ, как автотрофов, так и гетеротрофов. Все они катаболизируют глюкозу с образованием АТФ. Реакции клеточного дыхания можно разделить на три основные стадии и промежуточную стадию: гликолиз , превращение пирувата , цикл Кребса (также называемый циклом лимонной кислоты) и окислительное фосфорилирование . На рисунке \(\PageIndex{3}\) представлен обзор этих трех этапов, которые также подробно описаны ниже.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Клеточное дыхание протекает на стадиях, показанных здесь. Процесс начинается с гликолиза. На этом первом этапе молекула глюкозы, состоящая из шести атомов углерода, расщепляется на две трехуглеродные молекулы. Трехуглеродная молекула называется пируватом. Пируват окисляется и превращается в ацетил-КоА. Эти две стадии происходят в цитоплазме клетки. Ацетил-КоА поступает в матрикс митохондрий, где полностью окисляется до углекислого газа по циклу Кребса. Наконец, в процессе окислительного фосфорилирования электроны, извлеченные из пищи, движутся по электрон-транспортной цепи во внутренней мембране митохондрии. По мере того, как электроны движутся вниз по ВТЦ и, наконец, к кислороду, они теряют энергию. Эта энергия используется для фосфорилирования АМФ с образованием АТФ.

Гликолиз

Первой стадией клеточного дыхания является гликолиз . Этот процесс показан в верхней части рисунка \(\PageIndex{3}\), показывающего расщепление 6-углеродной молекулы на две 3-углеродные молекулы пирувата. АТФ производится в этом процессе, который происходит в цитозоле цитоплазмы.

Расщепление глюкозы

Слово гликолиз означает «расщепление глюкозы», что и происходит на этом этапе. Ферменты расщепляют молекулу глюкозы на две молекулы пирувата (также известного как пировиноградная кислота). Это происходит в несколько этапов, как показано на рисунке \(\PageIndex{4}\). Глюкоза сначала расщепляется на глицеральдегид-3-фосфат (молекула, содержащая 3 атома углерода и фосфатную группу). Этот процесс использует 2 АТФ. Затем каждый глицеральдегид-3-фосфат превращается в пируват (молекула с 3 атомами углерода). это производит два 4 АТФ и 2 НАДН.

Рисунок \(\PageIndex{4}\): При гликолизе молекула глюкозы превращается в две молекулы пирувата.

Результаты гликолиза

Энергия необходима в начале гликолиза для расщепления молекулы глюкозы на две молекулы пирувата. Эти две молекулы переходят на II стадию клеточного дыхания. Энергия для расщепления глюкозы обеспечивается двумя молекулами АТФ. В ходе гликолиза высвобождается энергия, которая используется для образования четырех молекул АТФ. В результате получается чистый прирост двух молекул АТФ во время гликолиза. высокоэнергетические электроны также передаются энергонесущим молекулам, называемым переносчиками электронов, посредством процесса 90–110, известного как восстановление. Электронный переносчик гликолиза – НАД+(никотинамидадениндифосфат) . Электроны переносятся на 2 НАД+ с образованием двух молекул НАДН. Энергия, запасенная в НАДН, используется на стадии III клеточного дыхания для производства большего количества АТФ. В конце гликолиза образуется:
• 2 молекулы НАДН
• 2 чистые молекулы АТФ

Превращение пирувата в ацетил-КоА

В эукариотических клетках молекулы пирувата, образующиеся в конце гликолиза, транспортируются в митохондрии, которые являются местами клеточного дыхания. Если кислород доступен, аэробное дыхание пойдет вперед. В митохондриях пируват трансформируется в двухуглеродную ацетильную группу (путем удаления молекулы углекислого газа), которая подхватывается соединением-носителем, называемым коферментом А (КоА), который производится из витамина В9. 0119 5 . Полученное соединение называется ацетил-КоА, а его производство часто называют окислением или превращением пирувата (см. рисунок \(\PageIndex{5}\). Ацетил-КоА может использоваться клеткой различными способами, но его основная Функция состоит в том, чтобы доставить ацетильную группу, полученную из пирувата, на следующую стадию пути, цикл лимонной кислоты.

Цикл лимонной кислоты

Прежде чем читать о последних двух стадиях клеточного дыхания, необходимо рассмотреть структуру митохондрии, в которой эти две стадии происходят. Как видно из рисунка \(\PageIndex{6}\), митохондрия имеет внутреннюю и внешнюю мембраны. Пространство между внутренней и внешней мембранами называется межмембранным пространством. Пространство, ограниченное внутренней мембраной, называется матриксом. В матриксе протекает вторая стадия клеточного дыхания, цикл Кребса. Третий этап, транспорт электронов, происходит на внутренней мембране.

Рисунок \(\PageIndex{6}\): Структура митохондрии определяется внутренней и внешней мембранами. Пространство внутри внутренней мембраны заполнено жидкостью, ферментами, рибосомами и митохондриальной ДНК. Это пространство называется матрицей. Внутренняя мембрана имеет большую площадь поверхности по сравнению с внешней мембраной. Поэтому сминается. Расширения складок называются кристами. Пространство между наружной и внутренней мембранами называется межмембранным пространством.

Напомним, что при гликолизе образуются две молекулы пирувата (пировиноградной кислоты). Пируват, имеющий три атома углерода, расщепляется и соединяется с КоА, что означает кофермент А. Продуктом этой реакции является ацетил-КоА. Эти молекулы входят в матрикс митохондрии, где они запускают цикл лимонной кислоты. Третий углерод из пирувата соединяется с кислородом с образованием углекислого газа, который выделяется как побочный продукт. Высокоэнергетические электроны также высвобождаются и захватываются НАДН. Следующие реакции показаны на рисунке \(\PageIndex{7}\).

Этапы цикла лимонной кислоты (Кребса)

Цикл лимонной кислоты начинается, когда ацетил-КоА соединяется с четырехуглеродной молекулой, называемой ОАА (оксалоацетат; см. нижнюю часть рисунка \(\PageIndex{7}\)) . Это производит лимонную кислоту, которая имеет шесть атомов углерода. Вот почему цикл Кребса также называют циклом лимонной кислоты. После образования лимонной кислоты она проходит ряд реакций, в результате которых выделяется энергия. Эта энергия захватывается молекулами АТФ и переносчиками электронов. Цикл Кребса имеет два типа переносчиков электронов: НАД+ и ФАД. Перенос электронов на ФАД во время цикла Кребса приводит к образованию молекулы ФАДН 9.0119 2 . Углекислый газ также выделяется как побочный продукт этих реакций. Заключительный этап цикла Кребса регенерирует OAA, молекулу, с которой начался цикл Кребса. Эта молекула необходима для следующего оборота цикла. Два оборота необходимы, потому что гликолиз производит две молекулы пирувата, когда он расщепляет глюкозу.

Рисунок \(\PageIndex{7}\): В цикле лимонной кислоты ацетильная группа ацетил-КоА присоединяется к четырехуглеродной молекуле оксалоацетата с образованием шестиуглеродной молекулы цитрата. Через ряд стадий цитрат окисляется, высвобождая две молекулы углекислого газа на каждую ацетильную группу, подаваемую в цикл. В процессе три NAD ⁺ молекул восстанавливаются до НАДН, одна молекула ФАД восстанавливается до ФАДН ₂ , и образуется одна молекула АТФ или ГТФ (в зависимости от типа клетки) (посредством фосфорилирования на уровне субстрата). Поскольку конечный продукт цикла лимонной кислоты также является первым реагентом, цикл протекает непрерывно в присутствии достаточного количества реагентов.

Результаты цикла лимонной кислоты

После второго прохождения цикла лимонной кислоты исходная молекула глюкозы полностью расщепляется. Все шесть его атомов углерода соединились с кислородом с образованием углекислого газа. Энергия его химических связей хранится в общей сложности в 16 молекулах-носителях энергии. Эти молекулы:

• 2 АТП
• 8 НАДН
• 2 ФАДХ\(_2\)
• 6 CO\(_2\): 2 CO\(_2\) от превращения ацетил-КоА и 4 CO\(_2\) от цикла лимонной кислоты.

Окислительное фосфорилирование

Окислительное фосфорилирование является завершающей стадией аэробного клеточного дыхания. Есть две подстадии окислительного фосфорилирования, цепь переноса электронов и хемиосмос. На этих стадиях энергия НАДН и ФАДН ₂ , которые являются результатом предыдущих стадий клеточного дыхания, используется для создания АТФ.

Рисунок \(\PageIndex{8}\): Окислительное фосфорилирование: электрон-транспортная цепь и хемиосмос.

Цепь переноса электронов (ЭТЦ)

На этом этапе высокоэнергетические электроны высвобождаются из НАДН и ФАДН ₂ и движутся по цепям переноса электронов, обнаруженным во внутренней мембране митохондрии. Цепь переноса электронов представляет собой ряд молекул, которые переносят электроны от молекулы к молекуле в результате химических реакций. Эти молекулы входят в состав трех комплексов цепи переноса электронов (красные структуры во внутренней мембране на рисунке \(\PageIndex{8}\)). Когда электроны проходят через эти молекулы, часть энергии электронов используется для перекачки ионов водорода (H+) через внутреннюю мембрану из матрикса в межмембранное пространство. Этот перенос ионов создает электрохимический градиент, который стимулирует синтез АТФ. Электроны от конечного белка ЭТЦ присоединяются к молекуле кислорода, и он восстанавливается до воды в матриксе митохондрии.

Хемиосмос

Прокачка ионов водорода через внутреннюю мембрану создает большую концентрацию этих ионов в межмембранном пространстве, чем в матрице, создавая электрохимический градиент. Этот градиент заставляет ионы течь обратно через мембрану в матрицу, где их концентрация ниже. Поток этих ионов происходит через белковый комплекс, известный как комплекс АТФ-синтазы (см. синюю структуру внутренней мембраны на рисунке \(\PageIndex{8}\). АТФ-синтаза действует как канальный белок, помогая ионам водорода через мембрану. Поток протонов через АТФ-синтазу считается хемиосмосом. АТФ-синтаза также действует как фермент, образуя АТФ из АДФ и неорганического фосфата. Именно поток ионов водорода через АТФ-синтазу дает энергию для синтеза АТФ. проходя по цепи переноса электронов, низкоэнергетические электроны соединяются с кислородом, образуя воду.

Сколько АТФ?

Вы видели, как три стадии аэробного дыхания используют энергию глюкозы для производства АТФ. Сколько АТФ образуется на всех трех стадиях вместе взятых? При гликолизе образуется 2 молекулы АТФ, а в цикле Кребса — еще 2. Электронный транспорт от молекул НАДН и ФАДН ₂ производится в результате гликолиза, превращения пирувата и цикла Кребса, создавая еще 32 молекулы АТФ. Таким образом, всего из одной молекулы глюкозы в процессе клеточного дыхания может образоваться до 36 молекул АТФ.

Обзор

1. Каково назначение клеточного дыхания? Дайте краткое описание процесса.
2. Нарисуйте и объясните структуру АТФ (аденозинтрифосфата).
3. Укажите, что происходит при гликолизе.
4. Опишите строение митохондрии.
5. Опишите этапы цикла Кребса.
6. Что происходит на стадии переноса электронов клеточного дыхания?
7. Сколько молекул АТФ может образоваться из одной молекулы глюкозы во время всех трех стадий клеточного дыхания вместе взятых?
8. Подвергаются ли растения клеточному дыханию? Почему или почему нет?
9. Объясните, почему описанный в этом разделе процесс клеточного дыхания считается аэробным.
10. Назовите три молекулы-носители энергии, участвующие в клеточном дыхании.
11. Энергия хранится в химическом _________ в молекуле глюкозы.
12. Верно или неверно . Во время клеточного дыхания НАДН и АТФ используются для производства глюкозы.
13. Правда или Ложь . АТФ-синтаза действует как фермент и канальный белок.
14. Верно или неверно . В конце клеточного дыхания углероды глюкозы попадают в молекулы АТФ.
15. На каком этапе аэробного клеточного дыхания образуется больше всего АТФ?

Attributions

1. Campfire Джона Салливана, общественное достояние через Wikimedia Commons
2. Структура ATP от Mysid, общественное достояние через Wikimedia Commons
3. Клеточное дыхание от OpenStax College, лицензия CC BY 4. 0 через Wikimedia Commons
4. Гликолиз от Lumen Learning, CC BY 4.0
5. Цикл лимонной кислоты от Lumen Learning, CC BY 4.0
6. Mitochondria от Марианы Руис Вильярреал LadyofHats, опубликовано в общественное достояние через Wikimedia Commons
7. Цикл Кребса от OpenStax College, лицензия CC BY 4.0 через Wikimedia Commons
8. Электронная транспортная цепь от OpenStax College, лицензия CC BY 4.0 через Wikimedia Commons
9. Текст адаптирован из книги «Биология человека» по лицензии CK-12, лицензия CC BY-NC 3.0
10. Некоторый текст адаптирован из концепции биологии OpenStax под лицензией CC BY 4.0

---

Эта страница под названием 5.9: Клеточное дыхание распространяется под лицензией CK-12 и была создана, изменена и/или курирована Сюзанной Ваким и Мандипом Грюалом посредством исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

ПОД ЛИЦЕНЗИЕЙ

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Сюзанна Ваким и Мандип Гревал

   Количество столбцов печати

   Два

   Печать CSS

   Плотный

   Лицензия

   СК-12

   Версия лицензии

   3,0

   Программа OER или Publisher

   Программа ASCCC OERI

   Показать оглавление

   да

2. Теги

   1. аэробный
   2. АТП
   3. автотрофы
   4. клеточное дыхание
   5. хемиосмос
   6. электрохимический градиент
   7. Электронотранспортная цепь
   8. гликолиз
   9. гетеротроф
   10. Цикл Кребса
   11. Окислительное фосфорилирование
   12. фотоавтотроф
   13. источник@https://www. ck12.org/book/ck-12-human-biology/
   14. стадии клеточного дыхания
   15. превращение пирувата

Клеточное дыхание | Биология для специальностей I

Клеточное дыхание — это процесс, с помощью которого все живые существа превращают глюкозу в энергию. Автотрофы (например, растения) производят глюкозу во время фотосинтеза. Гетеротрофы (например, люди) поглощают другие живые существа для получения глюкозы. Хотя этот процесс может показаться сложным, эта страница знакомит вас с ключевыми элементами каждой части клеточного дыхания.

Клеточное дыхание представляет собой совокупность трех уникальных метаболических путей: гликолиза, цикла лимонной кислоты и цепи переноса электронов. Гликолиз — это анаэробный процесс, а два других пути — аэробные. Чтобы перейти от гликолиза к циклу лимонной кислоты, молекулы пирувата (выход гликолиза) должны быть окислены в процессе, называемом окислением пирувата.

Гликолиз

Гликолиз является первым путем клеточного дыхания. Этот путь является анаэробным и протекает в цитоплазме клетки. Этот путь расщепляет 1 молекулу глюкозы и производит 2 молекулы пирувата. Есть две половины гликолиза, в каждой половине по пять стадий. Первая половина известна как этапы, требующие энергии. Эта половина расщепляет глюкозу и использует 2 АТФ. Если концентрация пируваткиназы достаточно высока, может протекать вторая половина гликолиза. Во второй половине «высвобождение энергии»: этапы, высвобождаются 4 молекулы АТФ и 2 НАДН. Гликолиз имеет чистый прирост из 2 молекулы АТФ и 2 НАДН.

Некоторые клетки (например, зрелые эритроциты млекопитающих) не могут подвергаться аэробному дыханию, поэтому их источник АТФ — гликолиз. Однако большинство клеток подвергаются окислению пирувата и переходят к другим путям клеточного дыхания.

Окисление пирувата

У эукариот окисление пирувата происходит в митохондриях. Окисление пирувата может происходить только при наличии кислорода. В этом процессе пируват, образующийся в результате гликолиза, окисляется. В этом процессе окисления карбоксильная группа удаляется из пирувата, создавая ацетильные группы, которые соединяются с коферментом А (КоА) с образованием ацетил-КоА. Этот процесс также высвобождает CO ₂ .

Цикл лимонной кислоты

Цикл лимонной кислоты (также известный как цикл Кребса) является вторым путем клеточного дыхания, и он также происходит в митохондриях. Скорость цикла контролируется концентрацией АТФ. Когда доступно больше АТФ, скорость замедляется; когда АТФ меньше, скорость увеличивается. Этот путь представляет собой замкнутый цикл: на последнем этапе производится соединение, необходимое для первого этапа.

Цикл лимонной кислоты считается аэробным путем, поскольку NADH и FADH ₂ он действует как соединения временного хранения электронов, передавая свои электроны на следующий путь (цепь переноса электронов), который использует кислород воздуха.