Киснева стадія енергетичного обміну - Агро Журнал

Організми, які можуть жити лише в середовищі, що містить кисень, називають аеробами (від грец. aer – повітря та bios – життя). У клітинах проходять три стадії енергетичного обміну, а АТФ синтезується переважно на кисневої стадії. Органічні речовини в клітинах аеробів окислюються за участю кисню до кінцевих продуктів дихання – СО2 та Н2О, що виділяються у навколишнє середовище. Людина, всі рослини, майже всі тварини, більшість грибів та бактерій – аероби. Гліколіз відбувається в клітинах і аеробів, і анаеробів. Далі в клітинах аеробів ПВК, НАД•Н надходять у мітохондрії, де настає третя стадія енергетичного обміну — киснева, названа за участь кисню в окисленні органічних речовин.

* Киснева стадія супроводжується звільненням енергії. Так, при розщепленні однієї грам молекули глюкози звільняється 635 000 кал. Якби вся енергія звільнялася відразу, клітина загинула від перегріву. Цього немає, оскільки енергія звільняється поетапно, невеликими порціями, під час послідовних ферментативних реакцій.

Реакції кисневої стадії можна поділити на три групи:

Молекули ПВК внаслідок численних реакцій за участю ферментів окислюються до вуглекислого газу та води. При цьому від молекули ПВК відщеплюються атоми водню, що передаються НАД+ з утворенням НАД•Н. Відновлена молекула НАД•Н доставляє атоми водню в дихальний ланцюг і знову перетворюється на НАД+.
Атоми водню в дихальному ланцюгу віддають електрони та окислюються до Н+. Дихальний ланцюг складається з комплексу різноманітних білків, вбудованих у внутрішню мембрану мітохондрії. Переміщаючись від одного білка до іншого, електрони вступають в окислювально-відновлювальні реакції і при цьому віддають енергію, що йде на синтез молекул АТФ із АДФ та фосфорної кислоти (Ф). В результаті кисневого етапу при окисненні двох молекул ПВК утворюється 36 молекул АТФ.
Наприкінці дихального ланцюга електрони з'єднуються з молекулярним киснем і двома протонами H + , у результаті cc8 е утворюється молекула води.

Таким чином, енергія, що звільняється під час окислення водню, використовується для синтезу АТФ з АДФ. В результаті енергетичного обміну при розщепленні однієї молекули глюкози в клітині синтезується 38 молекул АТФ і, таким чином, зберігається близько 55% енергії, що звільняється. Інші 45% енергії, що виділяється при розщепленні, розсіюються у вигляді тепла (ККД парових машин становить всього 12-15%).