Безкислородный и кислородный этап веществ

энергетический обмен  (катаболизм, диссимиляция) — совокупность реакций расщепления органических веществ, выделением энергии. энергия, при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается в форме атф и других высокоэнергетических соединений. атф — универсальный источник энергообеспечения клетки. синтез атф происходит в клетках всех организмов в процессе фосфорилирования — присоединения неорганического фосфата к адф.

у  аэробных  организмов (живущих в кислородной среде) выделяют три этапа энергетического обмена: подготовительный, бескислородное окисление и кислородное окисление; у  анаэробныхорганизмов (живущих в бескислородной среде) и аэробных при недостатке кислорода — два этапа: подготовительный, бескислородное окисление.

заключается в ферментативном расщеплении сложных органических веществ до простых: белковые молекулы — до аминокислот, жиры — до глицерина и карбоновых кислот, углеводы — до глюкозы, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов. распад высокомолекулярных органических соединений осуществляется или ферментами желудочно-кишечного тракта или ферментами лизосом. вся при этом энергия рассеивается в виде тепла. образовавшиеся небольшие органические молекулы могут быть использованы в качестве «строительного материала» или могут подвергаться дальнейшему расщеплению.

этот этап заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ, образовавшихся во время подготовительного этапа, происходит в цитоплазме клетки и в присутствии кислорода не нуждается. главным источником энергии в клетке является глюкоза. процесс бескислородного неполного расщепления глюкозы —  гликолиз.

потеря электронов называется окислением, приобретение — восстановлением, при этом донор электронов окисляется, акцептор восстанавливается.

следует отметить, что биологическое окисление в клетках может происходить как с участием кислорода:

а + о2  → ао2,

так и без его участия, за счет переноса атомов водорода от одного вещества к другому. например, вещество «а» окисляется за счет вещества «в»:

ан2  + в → а + вн2

или за счет переноса электронов, например, двухвалентное железо окисляется до трехвалентного:

fe2+  → fe3+  + e—.

гликолиз — сложный многоступенчатый процесс, включающий в себя десять реакций. во время этого процесса происходит дегидрирование глюкозы, акцептором водорода служит кофермент над+  (никотинамидадениндинуклеотид). глюкоза в результате цепочки ферментативных реакций превращается в две молекулы пировиноградной кислоты (пвк), при этом суммарно образуются 2 молекулы атф и восстановленная форма переносчика водорода над·н2:

с6н12о6  + 2адф + 2н3ро4  + 2над+  → 2с3н4о3  + 2атф + 2н2о + 2над·н2.

дальнейшая судьба пвк зависит от присутствия кислорода в клетке. если кислорода нет, у дрожжей и растений происходит спиртовое брожение, при котором сначала происходит образование уксусного альдегида, а затем этилового спирта:

женские половые клетки формируются в завязи пестика в семяпочке.

одна из клеток семяпочки делится путем мейоза. из 16 пар хромасом клеток вишни возьмем условно 3 пары и проследим за их судьбой. в результате мейоза возникают 4 клетки. в каждой из клеток диплоидный набор хромосом – это женские споры цветкового растения. из этих клеток 3 дегенерируют, а оставшаяся клетка растет. в ней содержится большое кл-во цитоплазмы. ядро этой клетки делится путем митоза. возникшие в результате деления дочернии ядра расходятся в противоположные стороны и каждый из них вновь днлится дважды. образуется восьмиядерная клетка. в верхней и нижней ее частях располагаютя по 4-ре ядра. от каждой группы к центру перемещается по 1-му ядру. вокруг остальных ядер обосабливается цитоплазма. одна из образовавшихся клеток становится гаметой – яйцеклеткой.