Биология: Задания и упражнения - Богданова Т.Л.
ISBN 5-06-001728-1
Скачать (прямая ссылка):
3. Что включают в себя: процесс ассимиляции (синтез органических веществ с поглощением энергии, распад органических веществ с выделением энергии); процесс диссимиляции (синтез органических веществ
52
с поглощением энергии, распад органических веществ с выделением энергии)?
4. Какие процессы, происходящие в клетке, относятся к ассимиляционным (синтез белка, фотосинтез, синтез липидов, синтез АТФ, дыхание)?
5. Чем отличается окисление органических веществ в митохондриях от горения этих же веществ (выделение теплоты, выделение теплоты и синтез АТФ, синтез АТФ; процесс окисления происходит с участием ферментов, без участия ферментов)?
6. Что общего между окислением, происходящим в митохондриях клеток, и горением (образование СС>2 и Н2О; выделение теплоты; синтез АТФ)?
7. На каком этапе диссимиляции полимеры расщепляются до мономеров (I, II, III)?
8. Что происходит с глюкозой на II этапе диссимиляции (гликолиз с образованием молочной кислоты; окисление до СОг и H2O)?
9. Какой этап диссимиляции называют кислородным (I, И, III) и почему (в процессе реакции к промежуточным продуктам присоединяется кислород; в процессе реакции выделяется кислород)?
10. На каком этапе диссимиляции углеводов синтезируются 2 АТФ (I, II, III); 36 АТФ (I, И, III); АТФ не синтезируется (I, II, III)?
ПОЯСНЕНИЯ К СХЕМЕ 4. ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В ПРОЦЕССЕ ДИССИМИЛЯЦИИ
I этап — подготовительный: сложные органиче-
ские вещества под действием пищеварительных ферментов распадаются на простые, при этом выделяется только тепловая энергия.
Белки -> аминокислоты
Жиры -> глицерин и жирные кислоты
Крахмал -> глюкоза
II этап — гликолиз (бескислородный): осуществляется в гиалоплазме, G мембранами не связан; в нем участвуют ферменты; расщеплению подвергается глюкоза:
C1
.
глюкоза
молочная кислота
60% теплота
40% на синтез 2АДФ + + 2Ф-»2АТФ
53
Схема 4 Синтез АТФ в митохондрии клетки
ЦИТОПЛАЗМА
(гиалоплазма)
МИТОХОНДРИЯ
Гликолиз
C6H12O6- 2С3Н603 + 2АТФ /
/
____________Lh_____________
Внешняя мембрана
M ежме мбранное пространство
Внутренняя мембрана / Матрикс /
H+
Протонный резервуар H+
C3H6O3 + ЗН20 —* 3C02 + 12Н
АДФ-
HtH^
Протонный канал
¦ АТФ-синтетаза АТФ
Ill этап — гидролиз (кислородный): осуществляется в митохондриях, связан с матриксом митохондрий и внутренней мембраной, в нем участвуют ферменты, расщеплению подвергается молочная кислота:
C3H6O3+3H20-*3C02+ 12Н
СОг (диоксид углерода) выделяется из митохондрий в окружающую среду. Атом водорода включается в цепь реакций, конечный результат которых — синтез АТФ. Эти реакции идут в такой последовательности:
1. Атом водорода H с помощью ферментов-пере-носчиков поступает во внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы, где он окисляется:
Н-ё->Н+
2. Протон водорода H+ (катион) выносится переносчиками на наружную поверхность мембраны крист. Для протонов эта мембрана непроницаема, поэтому они накапливаются в межмембранном пространстве, образуя протонный резервуар.
3. Электроны водорода е переносятся на внутреннюю поверхность мембраны крист и тут же присоединяются к кислороду с помощью фермента оксида-зы, образуя отрицательно заряженный активный кислород (анион):
02-{~в—>Ог
4. Катионы и анионы по обе стороны мембраны создают разноименно заряженное электрическое поле, и когда разность потенциалов достигнет 200 мВ, начинает действовать протонный канал. Он возникает в молекулах ферментов АТФ-синтетаз, которые встроены во внутреннюю мембрану, образующую кристы.
5. Через протонный канал протоны водорода H+ устремляются внутрь митохондрии, создавая высокий уровень энергии, большая часть которой идет на синтез АТФ из АДФ и Ф (АДФ + Ф-»-АТФ), а протоны H+ взаимодействуют с активным кислородом, образуя воду и молекулярный O2:
4Н+ + 202--*2Н20+02
55
Таким образом, Ог, поступающий в митохондрии в процессе дыхания организма, необходим для присоединения протонов водорода H+. При его отсутствии весь процесс в митохондриях прекращается, так как электронно-транспортная цепь перестает функционировать. Общая реакция III этапа:
2СзН60з + 602+36АДФ + 36Ф-*6С02 + 36АТФ + 4-42Н20
В результате расщепления одной молекулы глюкозы образуются 38 молекул АТФ: на II этапе —
2 АТФ и на III этапе — 36 АТФ. Образовавшиеся молекулы АТФ выходят за пределы митохондрии и участвуют во всех процессах клетки, где необходима энергия. Расщепляясь, АТФ отдает энергию (одна фосфатная связь заключает 40 кДж) и в виде АДФ и Ф (фосфата) возвращается в митохондрии.
0 Вопросы для самоконтроля (фотосинтез)
Почему роль зеленых растений на Земле К. А. Тимирязев назвал космической?
В какой органелле растительной клетки содержится хлорофилл?
Когда и у каких растений впервые появился хлорофилл в процессе эволюции?
Каковы физико-химические свойства хлорофилла?
Каково внутреннее строение хлоропласта?
В какой структуре хлоропласта содержится пигмент хлорофилл?
Как называются мембранные структуры хлоропласта?
