proceselor de energie în celulă - studopediya

Pentru fluxul de multe procese în celulă și pentru funcționarea întregului corp trebuie să consume o anumită cantitate de energie. Principala sursă de energie pentru organismele vii, precum și pentru majoritatea proceselor de pe planeta este radiația solară. Consumul de energie de către organismele vii începe cu absorbția plantelor a radiației electromagnetice vizibile, cu o lungime de undă de la 400 la 750 nm.

Datorită plantelor energetice lumină absorbită să efectueze fotosinteza. care este un ansamblu complex cu mai multe etape de molecule organice din diferite substanțe anorganice. Într-o vedere foarte simplificată de fotosinteză poate fi reprezentat ca reacția chimică: 6CO2 + 6H2 O → C6 H12 O6 + 6O2

substanță formată organică (glucoza) și oxigenul din dioxid de carbon și apă. Esența procedeului este că atomii de hidrogen se desprinde de moleculele de apă și sunt transportate pe carbon, transformându-l din minerale sub formă (oxidată) la redus organic. Energia este astfel stocată energia sub formă de legături chimice ale moleculelor organice și atomi pot fi utilizate în continuare de către plantele în sine, ci și de toate organismele care au nevoie de alimente ecologice finite.

Fotosinteza apare în organite dvumembrannyh speciale ale celulelor vegetale - cloroplastele (Figura 3.7).

Membrana interioara a formei cloroplastelor pliate structuri, care includ molecule de clorofilă pigment verde, și numeroase enzime implicate în fotosinteză. O parte a acestei membrane este prezentată schematic în figura 3.8.

Fotosinteza poate fi reprezentat ca faze de lumină și întuneric. Faza de lumină începe cu expunerea la lumină în molecula cuantică hlrofilla (Chl) și ejectarea de electroni (# 275;). care începe să se miște enzimele lanț, pierde treptat energia primită de la foton.

Clorofila pierde un electron, se separă de moleculele de apă, pentru a forma radicali OH 0. radicalii Instabil regenerate rapid în moleculele de apă și O2 oxigen molecular. Procesul de descompunere a apei, pentru a forma oxigen numit fotoliza.

Rămas electron liber de ioni de hidrogen H + (proton), sub acțiunea forțelor electrice începe să se miște după electron în mișcare și, eventual, se conectează cu o moleculă de enzimă reducătoare. Agentul reducător este apoi utilizat în reacțiile întunecate pentru recuperarea carbonului.

Unele enzime complexe, în care se deplasează de electroni konformiruyutsya energia mișcării sale, astfel încât să lucreze ca pompe de ioni, pomparea de protoni dintr-o parte a membranei la alta. Există un potențial de membrană, datorită căruia prelucrarea enzimă sintetazei complex ATP. Acest complex este o structură similară cu ATPase discutat mai sus (p.3.10, figura 3.6), dar realizează funcția opusă a sintezei ATP la ADP și fosfat. ATP sintaza are un canal de protoni prin care ionii de hidrogen sub influența potențialului membranei sare peste spate și alunecare de energie este utilizată pentru sinteza ATP. Energia acumulată este atât de obligațiuni de mare de energie și apoi utilizate în reacțiile întunecate ale fotosintezei.

Membrane astfel de membrane interne ale cloroplastelor care efectuează sinteza ATP, numite energoobrazuyuschimi, spre deosebire de alte membrane celulare, care sunt mari consumatoare de energie.

Metode de putere cum ar fi fotosinteză, în care substanțele organice sunt sintetizate din anorganic numit nutriție autotrofe. și organisme care folosesc această putere sunt numite autotrophs. Plantele, în special, yavlyayutsyafotavtotrofami.

A doua cale majoră de a genera energie, care este folosit de absolut toate organismele, este de respirație. În acest caz, energia este produsă prin degradarea oxidativă a substanțelor organice gata să le transforme în minerale. Acest mod de a manca este numit heterotrophic. și organismele care trăiesc exclusiv din cauza respirației se numesc heterotrofe. Datorită respirație și să trăiască nezelonye toate țesuturile plantei (tesut trunchi intern, rădăcini, tuberculi, bulbi), precum și țesut verde în absența luminii.

Respiratia - este, de asemenea, un proces complex, în mai multe etape, care într-o formă simplificată să fie scris ca procesul invers de fotosinteză:

Într-un astfel de proces de înregistrare, este similar cu combustie (compus oxigen cu o substanță organică). Spre deosebire de ardere respirație duce la încălzirea și aprinderea puternică, deoarece energia în procesul enzimatic mai multe etape este eliberat treptat, în porțiuni mici și depozitate în molecule de ATP, doar transformată parțial în căldură. eficienta Respiratia este de aproximativ 56%

Respirația este împărțit în trei etape: o etapă pregătitoare, anoxic (anaerob) respirație și respirație cu oxigen.

Faza pregătitoare este o scindare hidrolitică a moleculelor de polimer (amidon, glicogen) la glucoza. Energia este eliberată la această mică și ATP nu este format. respirația anaerobă este descompunerea moleculelor de glucoză în două molecule de trohuglerodnye acid piruvic (PVK). Astfel, o moleculă de glucoză descompuse (sau 2PVK) 6 este format din molecule ATP. Această etapă este baza tuturor proceselor de fermentație (alcool, acid acetic, acid lactic și altele.). În timpul fermentării formarea diferitelor produse organice moleculara mică de descompunere incompletă a glucozei. Numai datorită respirației anaerobă și fermentare casa multor microorganisme și unele animale multicelulare anaerobe, paraziti interni special lipsit de oxigen.

In organismele aerobe PVC suferă o descompunere ulterioară care implică oxigen. etapa de oxigen are loc în organite speciale ale celulelor - mitocondriile. Când această scindare ESV 2 molecule pe 6 molecule de dioxid de carbon conduce la formarea de 30 molecule de ATP. Astfel, randamentul energeticheskio respirație oxigen total, inclusiv etapa anaerob este de 36 molecule de ATP per molecula de glucoza.

Mitocondriile (ris.3.9) ca cloroplastele sunt dvumembrannye organitelor cu membrana interioară care se formează, de asemenea, este falduri energoobrazuyuschey. Porțiune a unei astfel de membrană este prezentată în Fig. 3.10. Enzima embedded complecșilor cu membrana care transportă electronii și protonii moleculelor substanței organice (RH) pentru oxigen. Cu toate acestea, unele enzime utilizate, de asemenea, transferul de energie de electroni pentru a crea un potențial de membrană, datorită căruia via este format sitetazy ATP ATP.