Подих і метаболізм. Постачання енергією й будівельними блоками. Запасання й використання енергії

Ви перебуваєте: Подих і метаболізм. Постачання енергією й будівельними блоками

Обговоримо насамперед процеси запасання, вивільнення й використання енергії. Хімічна енергія органічних сполук - перетворена форма сонячної енергії - укладена в структурі хімічних зв'язків цих з'єднань. При розриві зв'язків, звичайно в процесі окиснення, енергія вивільняється. Коли який-небудь органічний матеріал, наприклад деревина, згоряє (окисниться), уся енергія, що втримується в ньому, вивільняється цілком, головним чином у вигляді тепла. В рослині таке одночасне вивільнення великої кількості енергії було б, мабуть, пошукам, оскільки її не можна було б використовувати в упорядкованих, багатоступінчастих конструктивних процесах. Живим організмам вдається використовувати енергію хімічних зв'язків завдяки тому, що окиснення полягає в них з ряду етапів, так що енергія вивільняється невеликими порціями, які й можуть відразу витрачатися в яких-небудь інших процесах. енергія, що вивільнився, іде на утвір нових багатих енергією хімічних зв'язків, часто у формі АТР (' енергетичної валюти> клітки; мал. 5.1), про що ми вже говорили раніше.

Одну з головних форм такого поступового окиснення становить процес переносу електронів, що протікає в мітохондріях. При цьому процесі електрони переміщаються по ланцюгу переносу електронів, тобто переходять від одного переносника до іншого, з кожним разом на трохи більш низький енергетичний рівень

Переміщаючись подібним чином 'униз' від частково відновленого з'єднання (вуглеводу) до тієї крапки, де вони зрештою з'єднуються з киснем, електрони на кожному етапі віддають якусь частину своєї енергії, певна частка якої вловлюється у вигляді АТР. При фотосинтезі діють два ланцюги переносу електронів: одна - для циклічного фотофосфорилирования, здійснюваного фотосистемою I, і інша - для нециклічного фотофосфорилирования, що зв'язує фотосистеми II і I. Обидві ці системи поставляють АТР, а фотосистема II - ще й відбудовну силу (NADPH) для фіксації З2 і для відновлення її до рівня вуглеводу. В інших же клітинних реакціях використовується АТР, що утворюється по перевазі в процесі окисного фосфорилирования. Окисне фосфорилирование пов'язане із процесом подиху й здійснюється за допомогою іншого ланцюга переносу електронів, яку ми також коротко розглянемо

Поступово, тобто в кілька етапів, повинен відбуватися не тільки розпад органічних молекул ( тому що ця необхідна умова ефективного запасання й використання енергії), але й синтез складних з'єднань - білків, нуклеиновых кислот, ліпідів або полисахаридов. Коли із простих молекул будуються більші, цим простим молекулам нерідко потрібна активація; іншими словами, їм повинне бути повідомлена достатня кількість енергії для того, щоб реакція могла завершитися. Внаслідок цього синтез того або іншого з'єднання часто протікає більш складним шляхом, ніж його розпад