Глава 4. Реализация наследственной информации. Метаболизм — Энергетический обмен — катаболизм — I — стр. 74

В процессе окисления органических веществ выделяется энергия, которая используется для синтеза АТФ. Энергия, содержащаяся в органических веществах, переходит в форму АТФ. Затем энергия, заключенная в АТФ, может быть использована для различных клеточных процессов. АТФ разлагается на АДФ и фосфорную кислоту, при этом выделяется энергия.

Т.к. митохондрии выполняют роль "энергетических централей" клетки. Они непрерывно синтезируют молекулы АТФ в своих кристах, которые накапливают энергию, связанную с химическими связями между тремя фосфорными группами. В митохондриях происходит последний этап энергетического обмена (клеточное дыхание), при котором кислород окисляет органические вещества до образования воды и углекислого газа, выделяя энергию. Энергия необходима для всех жизненных процессов клетки.

Белки - на аминокислоты

углеводы - на глюкозу

жиры - на жирные кислоты и глицерин.

Гликолиз происходит в цитоплазме и не требует наличия кислорода. В результате гликолиза глюкоза расщепляется.

Третий этап - кислородный - представляет собой окончательное расщепление органических веществ при окислении кислородом до простых неорганических соединений, таких как СО2 и Н2О. При этом выделяется наибольшее количество свободной энергии, часть которой накапливается в виде молекул АТФ. Например, при окислении двух молекул молочной кислоты до СО2 и Н2О образуется 36 молекул АТФ. Таким образом, третий этап энергетического обмена обеспечивает клетку значительной энергией, которая сохраняется в форме АТФ.

Молекула АТФ состоит из аденина, рибозы и трех остатков фосфорной кислоты. Образование молекулы начинается с аденозинмонофосфата (АМФ), к которому добавляется второй фосфат, образуя аденозиндифосфат (АДФ). Аденозинтрифосфат (АТФ) является наиболее энергоемкой формой и содержит три остатка фосфорной кислоты. Отщепление концевого фосфата от АТФ сопровождается выделением энергии в размере 40 кДж, в отличие от 12 кДж, выделяемых при разрыве химических связей в других молекулах.

Энергетический обмен обычно разделяется на три этапа. Первый этап - подготовительный - включает разложение макромолекул (углеводов, жиров, белков) на меньшие компоненты, такие как глюкоза, глицерин, жирные кислоты и аминокислоты. На этом этапе выделяется небольшое количество энергии, которая обычно расходуется в виде тепла. Второй этап - бескислородный - известен как гликолиз или анаэробное дыхание, и может происходить без участия кислорода. Третий этап - аэробный - называется кислородным расщеплением и требует наличия кислорода. Реакции на этом этапе также катализируются ферментами и приводят к образованию воды и углекислого газа.