Utilizarea energiei

Celula vie - o structură complexă și în continuă schimbare. Reacțiile chimice care au loc în ea, pot fi împărțite în două grupuri mari. Reactiile anabolice ale moleculelor mai mari sunt sintetizate de cele mai mici. Pentru a face acest lucru necesită cheltuieli de energie. Reacțiile catabolice molecule se descompun în mai mici; Acest proces vine de obicei cu eliberarea de energie. Ulterior, aceste mici „blocuri“ poate fi folosit din nou pentru biosinteza.

Aceste două tipuri de reacții sunt metabolismului celular.

Eliberată este în timpul reacțiilor catabolice energiei pot fi utilizate de către celula pentru scopuri diferite: sinteza de noi molecule, transport, contracția musculară, etc. Energia se poate deplasa de la o formă la alta; .. cel mai convenabil de a folosi un tip chimic de energie, adică energia de legare în molecule. Cu toate acestea, oricare ar fi transformarea energiei în interiorul celulelor, sursa primară este soarele. Lanțul alimentar al energiei solare pot fi implicate, după vor fi absorbite de organisme autotrofe.

Imediat selecție a energiei chimice are loc în procesul de respirație. De obicei, este în prezența oxigenului; în acest caz se numește respirație aerobă. proceselor respiratorii care au loc fără participarea oxigenului sunt numite anaerobe. Respiratia are loc în două etape: interacțiunea cu mediul (absorbția de oxigen și eliberarea de dioxid de carbon) și reacțiile de oxidare în celule.

In celula, reactia oxidativă a trei tipuri:

- oxidarea directă cu oxigen;

- oxidarea în detrimentul altor substanțe;

Rezultatul principal este formarea de respirație, ca rezultat al fosforilării ATP din ADP si fosfat in mitocondriile celulare:

Pentru a face acest lucru, trebuie să-și petreacă 30.6 kJ mol 1; energia necesară furnizează gradientul de protoni stabilit pe diferite părți ale membranei mitochondrion (în spațiul dintre cele două straturi ale membranei mitocondriilor se acumuleaza protoni incarcati pozitiv si in matricea mitocondrial - ionii hidroxil încărcate negativ, și anume în detrimentul energiei sintezei ATP, care se realizează atunci când deplasarea protonilor prin membrana mitocondrială enzimă sintaza ATP). ATP (adenozin trifosfat) - sursa de energie universala, acesta poate fi livrat la orice loc în celulă și este hidrolizat acolo cu eliberarea de energie.

Molecula constă din ATP adenină pentaribozy și trei grupări fosfat. Aceasta legătură pirofosfat și se lasă să stoc în molecula de ATP astfel încât o mulțime de energie.

In procesul respirator trebuie să aibă substanțe oxidabile (substrat). Ca o regulă, rolul jucat de hidrați de carbon, venind în celulă sub formă de nutrienți, cel puțin - grăsimi, în cazuri excepționale - proteine. De exemplu, fiecare dintre moleculele de glucoză în cele din urmă a obținut două molecule de ATP și două molecule de acid piruvic 2C3 H4 O3. În prezența oxigenului acidul este complet oxidat la bioxid de carbon și apă:

sub respirația anaerobă format, fie etil alcool (de exemplu, drojdii)

sau acid lactic (de exemplu, în celulele musculare, cu un deficit de oxigen):

Eficiența acestor reacții este de aproximativ 40% pentru respirație aerobă și acid lactic fermentație și aproximativ 29% pentru fermentația alcoolică. Din moment ce o parte din ATP în timpul fermentației acidului lactic se formează mai târziu, în prezența oxigenului, respirație aerobă poate fi considerată mai eficientă decât anaerob. Cu toate acestea, eficiența oricare dintre aceste procese este mult mai mare decât, să zicem, o eficiență motor cu aburi (aproximativ 10%). Cele mai multe dintre procedeele descrise au loc în mitocondrii.

A doua zi, o persoană acoperită de alimente de energie, care conțin mai mult de o lira de glucoză. Deoarece fiecare din moleculele de glucoză produse 38 molecule de ATP pe zi, in corpul uman este format și scindat din nou mai mult de 50 kg ATP.

Chiar și mai eficient este utilizarea de grăsime. În primul rând ele implicând enzime hidrolizează la glicerol și acizi grași. Oxidarea unei molecule de glicerol dă un total de 19 molecule de ATP, dar de oxidare, de exemplu, acid stearic - la fel de mult ca 147 de molecule.