توفير الخلايا بالطاقة. مصادر الطاقة

من الخلايا جميع الكائنات الحية، باستثناء الفيروسات. أنها توفر كل ما هو ضروري لعمليات الحياة للنبات أو الحيوان. خلية وقد تكون هي نفسها هيئة مستقلة. وكيف يمكن لمثل هذا التركيب المعقد للعيش دون الطاقة؟ بالطبع لا. إذا كيف يمكنك التأكد من وجود طاقة الخلية؟ لأنه يقوم على العمليات التي سيتم مناقشتها أدناه.

توفير خلايا الطاقة: كيف يحدث ذلك؟

خلايا قليلة الحصول على الطاقة من الخارج، وأنها تولد ما بأنفسهم. الخلايا حقيقية النواة لديها نوع من "محطات". ومصدر للطاقة في الخلية هو الميتوكوندريا - العضيات أنه يولد. وهذه هي عملية تنفس الخلية. نظرا لذلك، وهناك صيانة الخلايا بالطاقة. ومع ذلك، فهي موجودة فقط في النباتات والحيوانات والفطريات. في الخلايا التي تفتقر إلى البكتيريا الميتوكوندريا. لذلك، لديهم لضمان طاقة الخلية ويرجع ذلك أساسا إلى عملية التخمير، وليس في التنفس.

هيكل الميتوكوندريا

ومن dvumembranny عضية، والتي ظهرت في خلية حقيقية النواة في عملية التطور نتيجة لامتصاص الدقيقة لها خلايا بدائية النواة. ولعل هذا يفسر حقيقة أن في الميتوكوندريا حاضرها DNA الخاص وRNA وكذلك الريبوسومات الميتوكوندريا التي تنتج البروتينات العضيات المطلوب.

الغشاء الداخلي لديها نتوءات، والتي تسمى في عرف أو التلال. كريستي وعملية التنفس الخلوي.

ما هو داخل الأغشية اثنين، ودعا مصفوفة. رتبت البروتينات والانزيمات اللازمة لتسريع التفاعلات الكيميائية، وكذلك جزيئات RNA، DNA والريبوسومات.

التنفس الخلوي - أساس الحياة

فإنه يأخذ مكان في ثلاث مراحل. دعونا ننظر في كل من هذه بمزيد من التفاصيل.

المرحلة الأولى - التحضيرية

خلال هذه المرحلة، يتم تقسيم المركبات العضوية المعقدة وصولا إلى أكثر بساطة. لذا، فإن البروتينات تتحلل إلى الأحماض الأمينية والدهون - الأحماض الكربوكسيلية والجلسرين، وحامض النووي - إلى النيوكليوتيدات، والكربوهيدرات - إلى الجلوكوز.

تحلل

انها مرحلة الأكسجين. ذلك يكمن في حقيقة أن هذه المادة التي تم الحصول عليها في المرحلة الأولى، يتم تقسيم إلى مزيد من الانخفاض. المصادر الرئيسية للطاقة التي تستخدمها الخلايا في هذه المرحلة - جزيئات الجلوكوز. كل واحد منهم في عملية تحلل تتحلل إلى جزيئين من البيروفات. يحدث هذا خلال العشر التفاعلات الكيميائية متتالية. لأن الخمسة الأولى، والجلوكوز هو فسفرته، ثم يقسم إلى قسمين فسفوتريوز. في ردود الفعل الخمسة التالية إنتاج جزيئين من ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) وجزيئين من STC (حمض البيروفيك). يتم تخزين خلايا الطاقة وفي شكل ATP.

كامل عملية تحلل يمكن تبسيط لتصوير النحو التالي:

2ADF 2NAD + + 2H ₃ PO ₄ + C ₆ H ₁₂ O ₆ → 2H ₂ O + ^2NAD. + 2C ₂ H ₃ H ₄ O ₃ + 2ATF

وهكذا، وذلك باستخدام جزيء واحد من الجلوكوز، واثنين من جزيئات ADP واثنين من حامض الفوسفوريك، وتتلقى الخلية جزيئين من ATP (الطاقة) وجزيئين من حمض البيروفيك، التي سوف تستخدم في الخطوة التالية.

المرحلة الثالثة - الأكسدة

تحدث هذه الخطوة فقط في وجود الأكسجين. تحدث التفاعلات الكيميائية في هذه المرحلة من الميتوكوندريا. أن هذا هو الجزء الرئيسي من التنفس الخلوي، حيث صدر أكبر قدر من الطاقة. في هذه المرحلة، حمض البيروفيك، يتفاعل مع الأكسجين، هو المشقوق إلى الماء وثاني أكسيد الكربون. وعلاوة على ذلك، فإنه تشكيل 36 جزيئات ATP. وهكذا، يمكننا أن نستنتج أن المصادر الرئيسية للطاقة في الخلايا - الجلوكوز وحمض البيروفيك.

يلخص تفاعل كيميائي، وإهمال التفاصيل، ونحن يمكن أن تعبر عن كامل عملية التنفس الخلوي واحد المعادلة المبسطة:

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

وهكذا، أثناء التنفس من الجلوكوز واحد جزيء ستة جزيئات الأكسجين ثمانية وثلاثون جزيئات ADP ونفس الكمية من الخلايا حامض الفوسفوريك يتلقى 38 جزيئات ATP، وفيها في شكل من أشكال الطاقة المخزنة.

تنوع الإنزيمات الميتوكوندريا

الطاقة اللازمة لحياة الخلية تحصل بسبب التنفس - أكسدة الجلوكوز، وحمض البيروفيك ثم. كل هذه التفاعلات الكيميائية لا يمكن ان تتم من دون الانزيمات - المحفزات البيولوجية. دعونا ننظر إلى تلك التي توجد في الميتوكوندريا - العضيات المسؤولة عن التنفس الخلوي. وتسمى كل منها إنزيم أكسدة-اختزال لأن الحاجة للتفاعلات الأكسدة والاختزال.

ويمكن تقسيم كل إنزيم أكسدة-اختزال إلى مجموعتين:

• أوكسيديز.
• نازعة.

نازعة، في المقابل، تنقسم الى الهوائية واللاهوائية. الهوائية يحتوي على أنزيم في تكوينها الريبوفلافين أن الجسم يحصل من فيتامين B2. تشمل نازعة الهوائية الجزيئات كما الإنزيمات المساعدة NAD و NADP.

Oxidases أكثر تنوعا. أولا وقبل كل شيء، تم تقسيمها إلى مجموعتين:

• تلك التي تحتوي على النحاس.
• تلك التي جزء من الحديد موجود.

وتشمل الأولى البوليفينول، أسكوربات، إلى الثاني - الكاتلاز، البيروكسيديز، سيتوكروم. هذا الأخير، بدوره، تنقسم إلى أربع مجموعات:

• سيتوكروم ل.
• السيتوكروم ب.
• السيتوكروم ج.
• سيتوكروم د.

سيتوكروم واحتواء في zhelezoformilporfirin تكوينها، سيتوكروم ب - zhelezoprotoporfirin، ج - استبدال zhelezomezoporfirin، د - zhelezodigidroporfirin.

يمكن أن تكون هناك طرق أخرى لإنتاج الطاقة؟

وعلى الرغم من أن غالبية خلايا الحصول عليها نتيجة التنفس الخلوي، وهناك أيضا البكتيريا اللاهوائية في الوجود التي لا تحتاج إلى الأوكسجين. وهي تنتج الطاقة اللازمة عن طريق التخمير. هذا هو عملية يتم خلالها كسر الكربوهيدرات بنسبة الانزيمات دون مشاركة من الأكسجين، حيث خلية ويحصل على الطاقة. وهناك عدة أنواع من التخمير، اعتمادا على المنتج النهائي من التفاعلات الكيميائية. ومن حامض اللبنيك، والكحول، وحامض زبدي، والأسيتون والبيوتان، وحامض الستريك.

على سبيل المثال، والنظر في التخمر الكحولي. هنا يمكنك التعبير عن هذه المعادلة:

C ₆ H ₁₂ O ₆ → C ₂ H ₅ OH + 2CO ₂

وهذا هو، جزيء واحد من الجلوكوز يكسر البكتيريا إلى جزيء واحد من الإيثانول وجزيئين من (IV) أول أكسيد الكربون.