ให้เซลล์ที่มีการใช้พลังงาน แหล่งที่มาของพลังงาน

จากเซลล์สิ่งมีชีวิตทั้งหมดยกเว้นไวรัส พวกเขาให้ทุกอย่างที่จำเป็นสำหรับกระบวนการชีวิตของพืชหรือสัตว์ เซลล์และตัวเองอาจจะแยกร่าง และวิธีการที่สามารถเช่นโครงสร้างที่ซับซ้อนที่จะอยู่ได้โดยปราศจากพลังงาน? ไม่แน่นอน ดังนั้นวิธีที่คุณมั่นใจว่ามีพลังงานมือถือ? มันขึ้นอยู่กับกระบวนการที่จะได้รับการกล่าวถึงด้านล่าง

การจัดหาพลังงานเซลล์: วิธีการที่ไม่ได้เกิดขึ้น?

ไม่กี่เซลล์ได้รับพลังงานของพวกเขาจากภายนอกพวกเขาสร้างมันเอง เซลล์ eukaryotic มีชนิดของ "สถานี" a และแหล่งที่มาของพลังงานในเซลล์ที่เป็นที่ mitochondria - organelles ที่จะสร้าง มันเป็นกระบวนการของ การหายใจของเซลล์ เนื่องจากมันและมีการบำรุงรักษาของเซลล์ด้วยพลังงาน แต่พวกเขามีอยู่เฉพาะในพืชสัตว์และเชื้อรา ในเซลล์ขาดแบคทีเรีย mitochondria ดังนั้นพวกเขาต้องให้แน่ใจพลังงานเซลล์เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากกระบวนการของการหมักและไม่หายใจ

โครงสร้างของที่ mitochondria

มัน dvumembranny organelle ซึ่งปรากฏในเซลล์ยูคาริโอในกระบวนการของการวิวัฒนาการเป็นผลมาจากการดูดซึมของปลีกย่อย เซลล์นิวเคลียส นี้อาจอธิบายความจริงที่ว่าใน mitochondria นำเสนอดีเอ็นเอของตัวเองและ RNA เช่นเดียวกับไรโบโซมยลที่ผลิตต้องการ organelles โปรตีน

เยื่อหุ้มภายในมีนูนซึ่งจะเรียกว่า Crista หรือสันเขา คริสตี้และขั้นตอนของการหายใจของเซลล์

สิ่งที่อยู่ภายในสองเยื่อที่เรียกว่าเมทริกซ์ มันจัดโปรตีนเอนไซม์ที่จำเป็นในการเร่งปฏิกิริยาทางเคมีเช่นเดียวกับโมเลกุล RNA, DNA และไรโบโซม

การหายใจของเซลล์ - พื้นฐานของชีวิต

มันจะเกิดขึ้นในสามขั้นตอน ลองดูที่แต่ละเหล่านี้ในรายละเอียดเพิ่มเติม

ขั้นตอนแรก - เตรียมอุดมศึกษา

ระหว่างขั้นตอนนี้สารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนจะแบ่งออกเป็นที่เรียบง่าย ดังนั้นโปรตีนสลายตัวไปเป็นกรดอะมิโนไขมัน - กรดคาร์บอกซิและกลีเซอรีนกรดนิวคลีอิก - เพื่อนิวคลีโอและคาร์โบไฮเดรต - น้ำตาลกลูโคส

glycolysis

มันขั้นตอนซิก มันอยู่ในความจริงที่ว่าสารที่ได้รับในระยะแรกจะถูกแบ่งออกไปอีก แหล่งที่มาหลักของพลังงานที่ใช้เซลล์ในขั้นตอนนี้ - โมเลกุลของน้ำตาลกลูโคส แต่ละของพวกเขาอยู่ในกระบวนการของ glycolysis สลายตัวไปสองโมเลกุลของไพรู นี้เกิดขึ้นในช่วงที่เกิดปฏิกิริยาทางเคมีสิบติดต่อกัน เพราะเป็นครั้งแรกห้ากลูโคสเป็น phosphorylated แล้วแยกออกเป็นสอง phosphotriose ในต่อไปนี้ห้าปฏิกิริยาสองโมเลกุลของ ATP (adenosine triphosphate) และสองโมเลกุลของเอสทีซี (กรดไพรูวิก) เซลล์พลังงานและถูกเก็บไว้ในรูปแบบของเอทีพี

กระบวนการทั้งหมดของการ glycolysis ได้ง่ายเพื่อให้เห็นภาพดังนี้

2ADF 2NAD + 2H ₃ PO ₄ + C ₆ H ₁₂ O ₆ → 2H ₂ O + ^2NAD + 2C ₂ ชั่วโมง ₃ ชั่วโมง ₄ O ₃ + 2ATF

ดังนั้นการใช้หนึ่งโมเลกุลของน้ำตาลกลูโคสสองโมเลกุลของ ADP และกรดฟอสฟสองมือถือที่ได้รับสองโมเลกุลของเอทีพี (พลังงาน) และสองโมเลกุลของกรด pyruvic ซึ่งจะใช้ในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่สาม - การเกิดออกซิเดชัน

ขั้นตอนนี้จะเกิดขึ้นเฉพาะในการปรากฏตัวของออกซิเจน ปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นในขั้นตอนของการ mitochondria นี้ ว่านี่เป็นส่วนหลักของการหายใจของเซลล์ในระหว่างที่ปล่อยพลังงานมากที่สุด ในขั้นตอนนี้ กรดไพรูวิก, ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนจะถูกตัดลงไปในน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ นอกจากนี้ยังมีการขึ้นรูป 36 โมเลกุลเอทีพี ดังนั้นเราจึงสามารถสรุปได้ว่าแหล่งที่มาหลักของพลังงานในเซลล์ - กลูโคสและกรดไพรูวิก

สรุปปฏิกิริยาทางเคมีและถนัดรายละเอียดเราสามารถแสดงกระบวนการทั้งหมดของเซลล์หายใจหนึ่งสมการที่เรียบง่าย:

6D ₂ + C ₆ H ₁₂ O ₆ + 38ADF + 38H ₃ PO ₄ → 6SO ₂ + 6H2O + 38ATF

ดังนั้นในช่วงหายใจจากกลูโคสหนึ่งโมเลกุลหกโมเลกุลออกซิเจนสามหมื่นแปดโมเลกุลของ ADP และจำนวนเงินเดียวกันของเซลล์กรดฟอสฟรับ 38 โมเลกุลเอทีพีและขัดแย้งในรูปแบบของพลังงานที่เก็บไว้

ความหลากหลายของเอนไซม์ยล

พลังงานเพื่อชีวิตของเซลล์ที่ได้รับเนื่องจากการหายใจ - ออกซิเดชันของกลูโคสและจากนั้นกรดไพรูวิก ทั้งหมดของปฏิกิริยาเคมีเหล่านี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้โดยไม่ต้องเอนไซม์ - ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ ลองดูที่คนที่พบใน mitochondria - การ organelles รับผิดชอบในการหายใจของเซลล์ ทั้งหมดของพวกเขาจะเรียกว่า oxidoreductases เพราะความจำเป็นในการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันลดลง

oxidoreductases ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม

• เดส;
• dehydrogenase;

dehydrogenase ในที่สุดก็จะแบ่งออกเป็นแอโรบิกและแบบไม่ใช้ออกซิเจน แอโรบิกประกอบด้วยโคเอนไซม์ในองค์ประกอบของพวกเขา riboflavin ที่ร่างกายได้รับจากวิตามินบี 2 dehydrogenase แอโรบิกประกอบด้วยโมเลกุลเป็นโคเอนไซม์ NAD และ NADP

oxidases มีความหลากหลายมากขึ้น แรกของทั้งหมดที่พวกเขาจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม

• ผู้ที่มีทองแดง;
• ผู้ที่อยู่ในซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเหล็กเป็นปัจจุบัน

อดีต ได้แก่ โพลีฟีน, ascorbate เพื่อที่สอง - catalase, peroxidase, ไซโตโครม หลังในที่สุดก็จะถูกแบ่งออกเป็นสี่กลุ่ม:

• ไซโตโครมนั้น
• cytochrome ข;
• cytochrome ค;
• ไซโตโครม d

ไซโตโครมและมีใน zhelezoformilporfirin องค์ประกอบของพวกเขา, ไซโตโครมข - zhelezoprotoporfirin ค - แทน zhelezomezoporfirin, D - zhelezodigidroporfirin

จะมีวิธีการอื่น ๆ ในการผลิตพลังงาน?

แม้จะมีความจริงที่ว่าส่วนใหญ่ของเซลล์ได้รับมันเป็นผลมาจากการหายใจของเซลล์ยังมีแบคทีเรียอยู่ที่ไม่ต้องใช้ออกซิเจน พวกเขาผลิตพลังงานที่จำเป็นโดยการหมัก นี้เป็นกระบวนการในระหว่างที่มีคาร์โบไฮเดรตจะถูกแบ่งโดยเอนไซม์โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของออกซิเจนโดยถือและได้รับพลังงาน มีหลายประเภทของการหมักขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ในขั้นสุดท้ายของการเกิดปฏิกิริยาเคมี มันเป็นกรดแลคติกแอลกอฮอล์ butyric กรดอะซีโตน, บิวเทน, กรดซิตริก

ยกตัวอย่างเช่นพิจารณา หมักแอลกอฮอล์ ที่นี่คุณสามารถแสดงสมการนี้:

C ₆ H ₁₂ O ₆ → C ₂ H ₅ OH + 2CO ₂

นั่นคือหนึ่งโมเลกุลของน้ำตาลกลูโคสแบ่งแบคทีเรียไปหนึ่งโมเลกุลของเอทานอลและสองโมเลกุลของ (IV) คาร์บอนมอนอกไซด์