Дыханне і метабалізм. Забеспячэнне энергіяй і будаўнічымі блокамі. Запасание і выкарыстанне энергіі

Вы знаходзіцеся: Дыханне і метабалізм. Забеспячэнне энергіяй і будаўнічымі блокамі

Абмяркуем першым чынам працэсы запасания, вызваленні і выкарыстанні энергіі. Хімічная энергія арганічных злучэнняў - ператвораная форма сонечнай энергіі - складзена ў структуры хімічных сувязяў гэтых злучэнняў. Пры парыве сувязяў, звычайна падчас акісленні, энергія вызваляецца. Калі які-небудзь арганічны матэрыял, напрыклад драўніна, згарае (акісляецца), уся якая змяшчаецца ў ім энергія вызваляецца цалкам, галоўным чынам у выглядзе цяпла. 123456 У расліне такое адначасовае вызваленне вялікай колькасці энергіі было б, відавочна, бескарысным, паколькі яе нельга было б выкарыстоўваць у спарадкаваных, шматступенных канструктыўных працэсах. Жывым арганізмам атрымоўваецца выкарыстоўваць энергію хімічных сувязяў дзякуючы таму, што акісленне складаецца ў іх з шэрагу этапаў, так што энергія вызваляецца невялікімі порцыямі, якія і могуць тут жа расходавацца ў якіх-небудзь іншых працэсах. Якая вызвалілася энергія ідзе на адукацыю новых багатых энергіяй хімічных сувязяў, часта ў форме АТР ('энергетычнай валюты> клеткі; мал. 5.1), пра што мы ўжо казалі раней.

Адну з галоўных формаў такога паступовага акіслення складае працэс пераносу электронаў, які праходзіць у мітахондрыях. Пры гэтым працэсе электроны перасоўваюцца па ланцугу пераносу электронаў, т. е. пераходзяць ад аднаго пераносчыка да іншага, з кожным разам на некалькі ніжэйшы энергетычны ўзровень.

Перасоўваючыся падобнай выявай 'уніз' ад часткова адноўленага злучэння (вуглявода) да той кропкі, дзе яны ўрэшце злучаюцца з кіслародам, электроны на кожным этапе аддаюць нейкую частку сваёй энергіі, вызначаная дзель якой улоўліваецца ў выглядзе АТР. 123456 Пры фотасінтэзе дзейнічаюць два ланцугі пераносу электронаў: адна - для цыклічнага фотофосфорилирования, які здзяйсняецца фотосистемой I, і іншая - для нециклического фотофосфорилирования, што злучае фотосистемы II і I. Абедзве гэтыя сістэмы пастаўляюць АТР, а фотосистема II - яшчэ і аднаўленчую сілу (NADPH) для фіксацыі СО2 і для аднаўлення яе да ўзроўня вуглявода. У іншых жа клеткавых рэакцыях выкарыстоўваецца АТР, які ўтвараецца па перавазе падчас акісляльнага фасфаралявання. 123456 Акісляльнае фасфараляванне злучана з працэсам дыхання і ажыццяўляецца пры дапамозе іншага ланцуга пераносу электронаў, якую мы таксама сцісла разгледзім.

Паступова, т. е. у некалькі этапаў, павінен здзяйсняцца не толькі распад арганічных малекул (бо гэта неабходная ўмова эфектыўнага запасания і выкарыстанні энергіі), але і сінтэз складаных злучэнняў - бялкоў, нуклеінавых кіслот, ліпідаў ці поліцукрыдаў. 123456 Калі з простых малекул будуюцца буйнейшыя, гэтым простым малекулам нярэдка патрабуецца актывацыя; іншымі словамі, ім павінна быць паведамлена дастатковая колькасць энергіі для таго, каб рэакцыя магла завяршыцца. З прычыны гэтага сінтэз таго ці іншага злучэння часта працякае больш складаным шляхам, чым яго распад.