מתן תאים עם אנרגיה. מקורות האנרגיה

מן התאים כל היצורים החיים, למעט וירוסים. הם מספקים את כל הדרוש עבור תהליכי החיים של הצמח או החיה. Cell ועשוי עצמו להיות גוף נפרד. ואיך יכול מבנה מורכב כזה לחיות בלי אנרגיה? כמובן שלא. אז איך אתה להבטיח קיימת אנרגיה התא? היא מבוססת על התהליכים אשר יידונו בהמשך.

מתן תאי אנרגיה: איך זה קורה?

תאי מעטים מקבלים את האנרגיה שלהם מבחוץ, הם מייצרים אותו בעצמם. איקריוטיים תאים יש מעין "תחנות". ואת מקור האנרגיה בתא הוא המיטוכונדריה - אברונים שהוא מייצר. זהו תהליך של הנשימה בתא. בשל אותה, ויש תחזוקה של תאים עם אנרגיה. עם זאת, הם נמצאים רק בצמחים, בבעלי חיים ופטריות. בתאים חסרי חיידקים המיטוכונדריה. לכן, הם צריכים להבטיח את האנרגיה בתא נובעת בעיקר בתהליך של תסיסה, ולא נושמים.

המבנה של המיטוכונדריה

זה dvumembranny אברון, אשר הופיע בתא איקריוטיים בתהליך האבולוציה כתוצאה הקליטה של היפים יותר שלה תאים פרוקריוטים. זה עשוי להסביר את העובדה במיטוכונדריה להציג דנ"א משלו RNA וכן ריבוזומים המיטוכונדריה מייצרי האברונים החלבונים הרצויים.

את הקרום הפנימי יש בליטות, אשר נקראות crista או רכסים. כריסטי ואת תהליך הנשימה בתא.

מהו בתוך שתי ממברנות, הנקרא מטריקס. זה סידר חלבונים, אנזימים הדרושים כדי להאיץ תגובות כימיות, וכן מולקולות RNA, DNA ו ריבוזומים.

נשימה תאית - בסיס החיים

זה מתרחש בשלושה שלבים. בואו נסתכל על כל אלה ביתר פירוט.

השלב הראשון - הכנה

בשלב זה, תרכובות אורגניות מורכבות מתפרקות פשוטות. אז, את החלבונים מתפרקים לחומצות אמינו, שומנים - חומצות קרבוקסיליות ו גליצרול, חומצות גרעין - כדי נוקלאוטידים, ופחמימות - לגלוקוז.

הגליקוליזה

זה השלב anoxic. זה טמון בעובדה כי החומר שהתקבל בשלב הראשון, מפורקים נוספים. המקורות העיקריים של אנרגיה המשמשים את התא בשלב זה - מולקולות גלוקוז. כל אחד מהם נמצא בתהליך של הגליקוליזה מתפרק ל שתי מולקולות של פירובט. זו מתרחשת במהלך עשר התגובות הכימיות הרצופות. מכיוון חמש, גלוקוז הראשון עובר פוספורילציה, ואז מתפצל לשניים phosphotriose. בחמש התגובות הבאות הפיק שתי מולקולות של ATP (אדנוזין אדנוזין) ושתי מולקולות של STC (פירובט). תאי האנרגיה מאוחסן בצורה של ATP.

תהליך הגליקוליזה כולו ניתן לפשט לתאר כדלקמן:

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

לפיכך, באמצעות מולקולה אחת של גלוקוז, שתי מולקולות של ADP ושתי חומצה זרחתית, והתא מקבל שתי מולקולות של ATP (אנרגיה) ושתי מולקולות של פירובט, אשר הוא ישתמש בשלב הבא.

השלב השלישי - החמצון

צעד זה מתרחש רק בנוכחות חמצן. תגובות כימיות מתרחשות בשלב זה של המיטוכונדריה. זה וזה החלק העיקרי של נשימה תאית, שבמהלכה שוחרר הכי הרבה האנרגיה. בשלב זה, פירובט, מגיב עם חמצן, הוא בקע למים ופחמן דו חמצני. יתר על כן, הוא להרכיב 36 מולקולות ATP. לפיכך, אנו יכולים להסיק כי המקורות העיקריים של אנרגיה בתאים - גלוקוז ו פירובט.

בסיכום התגובה הכימית, וכן השמטת הפרטים, נוכל לבטא את כל התהליך של תא נשימת משוואה פשוטה אחת:

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

לפיכך, במהלך נשימה משש מולקולת גלוקוז אחת מולקולות חמצן שעה שמונה וחצי מולקולות של ADP ואת אותה הכמות של תאי חומצה זרחתית מקבל 38 מולקולות ATP, ו שבה בצורת אנרגיה אצורה.

המגוון של אנזימים המיטוכונדריה

האנרגיה של החיים של התא מקבל עקב נשימה - חמצון של גלוקוז, ואז פירובט. כל התגובות הכימיות הללו לא יכלו להתקיים ללא אנזימים - זרזים ביולוגיים. בואו נסתכל אלה נמצאים במיטוכונדריה - אברונים אחראים נשימה תאית. כולם נקראים oxidoreductases בגלל הצורך תגובות חמצון-חיזור.

כל oxidoreductases ניתן לחלק לשתי קבוצות:

• מונואמין;
• דהידרוגנז;

דהידרוגנז, בתורו, מחולקים אירובי אנאירובי. אירובית מכילים ב קואנזים הרכב שלהם ריבופלאבין שהגוף מקבל מן ויטמין B2. דהידרוגנז אירובית מהווה מולקולות כמו coenzymes NAD ו- NADP.

Oxidases מגוונת יותר. קודם כל, הם נחלקים לשתי קבוצות:

• אלה המכילים נחושת;
• אלה שבהם חלק הברזל קיים.

הגורמים המחלישים פוליפנול, ascorbate, אל השני - catalase, peroxidase, cytochromes. זה האחרון, בתורו, מחולק לארבע קבוצות:

• cytochromes A;
• ב ציטוכרום;
• ג ציטוכרום;
• cytochromes ד.

Cytochromes ומכילים ב zhelezoformilporfirin הרכב שלהם, cytochromes ב - zhelezoprotoporfirin, ג - להחליף zhelezomezoporfirin, ד - zhelezodigidroporfirin.

יכול להיות שיש דרכים אחרות כדי לייצר אנרגיה?

למרות העובדה כי הרוב המכריע של תאים לקבלו כתוצאת נשימה תאית, ישנם גם חיידקים אנאירוביים להתקיים כי לא דורש חמצן. הם מייצרים את האנרגיה הדרושה על ידי תסיסה. זהו תהליך שבמהלכו הפחמימות מתפרקות על ידי אנזימים ללא השתתפות של חמצן, לפיה תא ומשיגה אנרגיה. ישנם מספר סוגים של תסיסה, בהתאם למוצר הסופי של תגובות כימיות. זוהי חומצה לקטית, אלכוהול, חומצה בוטירית, אצטון, בוטאן, חומצת לימון.

לדוגמה, לשקול את התסיסה האלכוהולית. כאן אתה יכול להביע את המשוואה הזאת:

C ₆ H ₁₂ O ₆ → C ₂ H ₅ OH + 2CO ₂

כלומר, מולקולה של גלוקוז אחד שובר את החיידק מולקולה אחת של אתנול ו שתי מולקולות של (IV) פחמן חד-חמצני.