Краткий ответ: конспект §12 «Обеспечение клеток энергией»
Главная мысль Энергетический обмен, или диссимиляция, — это расщепление сложных органических веществ до более простых с разрушением химических связей. Выделяющаяся энергия запасается в АТФ. У аэробных организмов выделяют 3 стадии, у анаэробных и у аэробов при недостатке кислорода — 2 стадии.
Стадии энергетического обмена
| Стадия | Где идёт | Что происходит | Энергия и АТФ |
|---|---|---|---|
| 1. Подготовительная | Желудочно-кишечный тракт, лизосомы; у простейших — пищеварительные вакуоли | Биополимеры распадаются на мономеры: полисахариды → глюкоза, белки → аминокислоты, жиры → глицерин и жирные кислоты, нуклеиновые кислоты → нуклеотиды | Небольшое количество энергии рассеивается в виде тепла |
| 2. Бескислородное расщепление (гликолиз) | Цитоплазма | Глюкоза → 2 молекулы ПВК (пировиноградной кислоты) | 200 кДж; 60% — тепло, 40% — в АТФ; образуется 2 АТФ |
| 3. Кислородное расщепление (клеточное дыхание) | Митохондрии | ПВК окисляется до CO₂ и H₂O | 2600 кДж; 55% — в АТФ, 45% — тепло; образуется 36 АТФ |
Что важно добавить
- Первая и вторая стадии идут в цитоплазме, третья — в митохондриях.
- Образовавшиеся на первой стадии мономеры могут использоваться как «строительный материал» или подвергаться дальнейшему расщеплению.
- При недостатке кислорода ПВК превращается в молочную кислоту (лактат) — например, в мышцах при интенсивной нагрузке.
- Гликолиз — древний способ получения энергии, лежит в основе брожения.
- В клеточном дыхании могут расщепляться не только глюкоза, но и другие углеводы, белки и жиры.
- Дыхание сравнивают с горением: поглощается O₂, выделяются CO₂, H₂O и энергия. Но при дыхании часть энергии запасается в АТФ, а не только рассеивается теплом.
Ключевое уравнение гликолиза
$$C_6H_{12}O_6 + 2\text{АДФ} + 2\text{Ф} \rightarrow 2C_3H_4O_3 + 2H^+ + 2\text{АТФ}$$
Итог При полном окислении 1 молекулы глюкозы образуется 38 АТФ: 2 — в гликолизе и 36 — в кислородном расщеплении. Энергетический выход кислородного расщепления в молекулах АТФ примерно в 20 раз выше, чем при анаэробном гликолизе.
План рассказа
- Зачем клетке энергия и что такое энергетический обмен.
- Три стадии у аэробов; две — у анаэробов. Где идут стадии.
- Подготовительная стадия: что и где расщепляется, что образуется.
- Гликолиз: уравнение, продукты, выход энергии, судьба ПВК при недостатке O₂.
- Кислородное расщепление: где идёт, до чего окисляется, сколько энергии.
- Итог: 38 АТФ, сравнение аэробного и анаэробного путей, сравнение дыхания с горением.
Проверка
- Уравнение гликолиза сбалансировано по углероду: 6 атомов C в глюкозе и 2 × 3 = 6 в ПВК.
- Суммарная энергия: 200 кДж + 2600 кДж = 2800 кДж.
- Суммарное число АТФ: 2 + 36 = 38.
- Проценты сходятся: 60 + 40 = 100; 55 + 45 = 100.
