Розділ 1. Клітинне дихання

Клітинам постійно потрібна енергія для найрізноманітніших процесів – синтезу білків, активного транспорту речовин, клітинного поділу тощо. Найчастіше джерелом такої енергії є багаті органічні сполуки:

Джерела енергії Процеси, в яких використовується Е

Вуглеводи Синтез речовин

Жири АТФ Транспорт

Білки Поділ клітини

У сі організми, як автотрофні, так і гетеротрофні, утворюють АТФ, розщеплюють хімічні зв’язки в органічних сполуках. Для такого розщеплення використовується кисень, відбувається окислення органічних речовин, під час якого вуглець зі ступенем окислення 0 у цих сполуках окислюється до вуглецю зі ступенем окислення +4 у CО₂. Під час окислення руйнуються хімічні зв’язки в органічних молекулах і вивільняється енергія, яка використовується для приєднання неорганічного фосфату до АДФ синтезу АТФ. Таким чином, енергія хімічних зв’язків в органічних речовинах переводиться до АТФ у вигляді так званого макроергічного звязку. За відсутності кисню (анаеробне дихання - бродіння) повне окислення всіх хімічних зв’язків неможливе, отже частина енергії до АТФ не потрапляє.

Сумарне рівняння процесу клітинного дихання має такий вигляд:

Органічна сполука + О₂ → СО₂ + Н₂О + Q

Таким же сумарним рівнянням зображується й процес горіння. Відмінність полягає у тому, що при горінні енергія виділяється вся відразу. Під час дихання вона виділяється поступово, невеликими порціями, при окисленні зв’язок за зв’язком в ланцюгу ферментативних реакцій. Це дозволяє клітині утримати частину енергії і спрямувати її у АТФ, що було б неможливо, якби хімічні зв’язки між вуглецями руйнувались усі миттєво, як при горінні.

Клітинному (тканинному) диханню передує газообмін – поглинання кисню із зовнішнього середовища та виділення в середовище вуглекислого газу.

1.1. Коротка характеристика атф

АТФ – органічна сполука, яка складається з пуринової азотистої основи аденіну, п’ятивуглецевого цукру рибози і трьох фосфатних груп. Дві останні фосфатні групи по’язані між собою макроергічним зв’язком. Енергія, що виділяється при відщепленні двох фосфатних груп, становить близько 30,6 кДж/моль, а при відщепленні останньої третьої – 13,8 кДж/моль. Тому АТФ може утворитися лише під час тих реакцій, при яких вихід енергії становить більше 30,6 кДж/моль. Увесь надлишок енергії (понад 30,6 кДж/моль) не може знаходитися в АТФ, так як і вся енергія реакцій, що дають менше 30,6 кДж/моль.

Оскільки вся хімічна енергія, що використовується в клітині, переведена в одну форму – форму хімічного зв’язку між залишками фосфорної кислоти і АТФ, то всі енергозалежні процеси потребують здійснення лише однієї реакції, здатної вивільнити енергію із АТФ – реакції гідролізу цих зв’язків. Завдяки цьому досягається значна економія щодо діючих у клітині механізмів енергетичного обміну.

Молекула АТФ відносно невелика і тому легко переходить через будь-яку мембрану клітини. АТФ діє як сполука, що пов’язує між собою дихання і всі процеси, які потребують енергії.