Етапи енергетичного обміну. Матеріал для учнів 10 класу.

                            Клітинне дихання

Існує кілька видів даного процесу. Буває анаеробне і аеробне клітинне дихання. Перше характерно для бактерій. Анаеробне дихання буває декількох типів: нітратне, сульфатное, сірчане, залізне, карбонатное, фумаратное. Такі процеси дозволяють бактеріям отримати енергію без використання кисню.

Аеробне клітинне дихання характерне для всіх інших організмів, у тому числі тварин і рослин. Воно відбувається за участю кисню.
У представників фауни клітинне дихання відбувається в спеціальних органоидах. Вони називаються мітохондріями. У рослин також клітинне дихання відбувається в мітохондріях.

Етапи

Клітинне дихання проходить в три стадії:

1. Підготовчий етап.
2. Гліколіз (анаеробний процес, не вимагає кисню).
3. Окислення (аеробний етап).

Підготовчий етап

Перший етап полягає в тому, що складні речовини в травній системі розщеплюються на більш прості. Таким чином, з білків утворюються амінокислоти, ліпідів – жирні кислоти і гліцерин, з складних вуглеводів – глюкоза. Ці сполуки транспортуються в клітку, а потім – безпосередньо в мітохондрії.

Гліколіз

Він полягає в тому, що під дією ферментів глюкоза розщеплюється до піровиноградної кислоти і атомів водню. При цьому утворюється АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). Цей процес можна виразити таким рівнянням:

• С₆Н₁₂О₆ = 2С₃Н₆О₃ + 4Н + 2АТФ.

Таким чином, у процесі гліколізу з однієї молекули глюкози організм може отримати дві молекули АТФ.

Окислення

На даному етапі утворилася під час гліколізу піровиноградна кислота під дією ферментів реагує з киснем, у результаті чого утворюється вуглекислий газ і атоми водню. Ці атоми потім транспортуються на крісти, де окислюється, утворюючи воду і 36 молекул АТФ.
Отже, в процесі клітинного дихання в цілому утворюється 38 молекул АТФ: 2 на другому етапі та 36 – на третьому. Аденозинтрифосфорная кислота і є основне джерело енергії, яким мітохондрії забезпечують клітину.

Структура мітохондрій

Всіх органел, в яких відбувається дихання, є й у тварин, і рослинних, і грибних клітинах. Вони мають кулястої формою і розміром близько 1 мікрона.
Мітохондрії, як і хлоропласти, мають дві мембрани, розділені межмембранным простором. Те, що знаходиться всередині оболонок цього органоида, називається матриксом. У ньому знаходяться рибосоми, мітохондріальна ДНК (мтДНК) і мтРНК. У матриксі проходить гліколіз та перша стадія окислення.
З внутрішньої мембрани формуються складки, схожі на гребені. Вони називаються кристами. Тут проходить друга стадія третього етапу клітинного дихання. Під час неї утворюється більше всього молекул АТФ.

Походження двухмембранных органоїдів

Вченими доведено, що структури, які забезпечують фотосинтез і дихання, з’явилися в клітині шляхом симбиогенеза. Тобто колись це були окремі організми. Цим пояснюється те, що і в мітохондріях, і в хлоропластах є свої рибосоми, ДНК і РНК.