Сколько молекул АТФ будет синтезировано в клетках эукариот на подготовительном этапе энергетического обмена, в процессе гликолиза и в процессе дыхания при окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящей из 400 остатков глюкозы? Сколько АТФ образуется при полном окислении этого фрагмента крахмала?
Сколько молекул АТФ будет синтезировано в клетках эукариот на подготовительном этапе энергетического обмена, в процессе гликолиза и в процессе дыхания при окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящей из 400 остатков глюкозы? Сколько АТФ образуется при полном окислении этого фрагмента крахмала?Учебник Курсы Книги Тесты Вопросы Личный кабинет
Учебник Курсы Книги Тесты Вопросы
Личный кабинет
Задание ЕГЭ по биологии
Линия заданий — 28
Наслаждайтесь
интересным учебником
и решайте
десятки тестов
мы всегда рады вам! =)
1386.
Сколько молекул АТФ будет синтезировано в клетках эукариот на подготовительном этапе энергетического обмена, в процессе гликолиза и в процессе дыхания при окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящей из 400 остатков глюкозы? Сколько АТФ образуется при полном окислении этого фрагмента крахмала?
1) Подготовительный этап энергетического обмена осуществляется в лизосомах (у одноклеточных организмов) и в пищеварительном тракте у многоклеточных организмов. На данном этапе АТФ не образуется — вся энергия рассеивается в виде тепла.
2) В результате гликолиза 1 молекула глюкозы превращается в 2 молекулы ПВК. В ходе этого процесса выделяется 2 АТФ. Значит, при гликолизе 400 молекул глюкозы выделится 800 АТФ.
Всего при полном окислении 400 молекул глюкозы выделяется 15 200 молекул АТФ.
P.
S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 1386.
P.S. Мы нашли статью, которая относится к данной теме, изучите ее — Энергетический обмен 😉
P.S.S. Для вас готово следующее случайное задание. Мы сами не знаем, но вас ждет что-то интересное!
Что такое АТФ и как он вырабатывается в вашем организме?
Скорее всего, вы слышали об АТФ на уроках биологии в старшей школе. В качестве освежающего вещества АТФ обозначает аденозинтрифосфат и действует как источник энергии для многих химических реакций и клеточных процессов в организме человека. Без АТФ у нас не было бы топлива для выполнения повседневных телесных процессов, поддерживающих нашу жизнь!
Обладая такой жизненно важной молекулой, АТФ кажется незаметным, когда речь идет о молекулах, передающих энергию.
Вместо этого многие компании предпочитают сосредотачиваться на таких молекулах, как кофеин, для повышения воспринимаемого уровня энергии.
Хотя кофеин может обмануть ваш разум, заставив его бодрствовать и быть более бдительным, он ничего не делает с точки зрения обеспечения вашего тела реальной энергией. Отличный способ подумать о них с точки зрения уровня важности — отметить, что вы можете жить без кофеина, но вы не можете существовать без АТФ.
АТФ представляет собой молекулу, синтезируемую в организме. Его синтез происходит на клеточном уровне в структуре, известной как митохондрии. Каждая митохондрия похожа на маленькую машину по производству АТФ.
Ниже подробно рассмотрено все, что вам нужно знать об АТФ, в том числе, что это такое, где и как производится.
Что такое АТФ?
АТФ, также известный как аденозинтрифосфат, представляет собой богатую энергией молекулу, которую организм использует для катализа неспонтанных реакций. АТФ удерживает свою энергию между второй и третьей фосфатными группами.
Когда третий фосфат расщепляется, это приводит к высвобождению энергии, которая затем может быть использована для ряда различных реакций, которые позволяют им происходить.
АТФ считается нуклеотидом, который является одной из четырех основных макромолекул, обнаруженных в организме человека. Нуклеотиды составляют структуру и код ДНК, но также играют роль в полезных формах клеточной энергии. Помимо аденозинтрифосфата, молекула гуанозинтрифосфата существует как еще одна энергоемкая молекула нуклеотида для определенных реакций.
Как следует из названия, АТФ состоит из трех фосфатных групп, поэтому АТФ имеет две другие формы. Ниже более подробно рассмотрим формы АТФ и то, что они делают для организма.
AMP
AMP представляет собой аденозинмонофосфат и наименее энергичную молекулу из всех форм АТФ. AMP используется в качестве мономера для РНК, но AMP также может действовать как сигнальный путь для определенных реакций. Когда вы думаете об этом, AMP представляет собой хорошую молекулу, на которую стоит обратить внимание, поскольку AMP является наименее энергичной и наиболее энергетически восстановленной формой АТФ.
В частности, форма AMP, известная как циклический AMP, является мощным регулятором метаболизма сахара, липидов и гликогена.
АДП
Основное назначение АДФ — выступать в качестве промежуточного звена по отношению к АТФ. АДФ имеет дополнительный фосфат по сравнению с АМФ, и в некоторых случаях второй фосфат может использоваться в качестве источника энергии для проведения реакций.
АТФ
АТФ является желанной энергетической валютой в клетке. АТФ имеет три фосфатные группы, а связь между второй и третьей фосфатными группами довольно высока, поэтому АТФ используется во многих реакциях
Где производится АТФ?
Итак, вы знаете, что АДФ является предшественником АТФ, но где именно производится АТФ? АТФ в основном производится клеточной структурой, известной как митохондрии. Митохондрии представляют собой уникальную структуру внутри клетки, которая, как полагают, в какой-то момент эволюционной истории была отдельной бактерией.
Эндосимбионтная теория предполагает, что клетка поглотила бактерию, и вместо того, чтобы разрушить ее, меньшая клетка принесла пользу, благодаря которой премитохондриальная клетка смогла выжить.
Эта теория сильно поддерживается рядом различных факторов, которые все еще наблюдаются по сей день. Это включает в себя тот факт, что митохондрии делятся независимо от клетки и содержат свой собственный набор ДНК.
Структура митохондрий уникальна, поскольку они имеют двойную мембрану с промежуточным пространством между ними. В мембранах митохондрий также есть CoQ10, который представляет собой жирорастворимую молекулу, которая может действовать как антиоксидант.
Митохондрии постоянно выкачивают АТФ и в процессе создают активные формы кислорода, которые могли бы вызвать окислительное повреждение мембраны, если бы CoQ10 не присутствовал. К сожалению, уровень CoQ10 может снижаться, и здесь на помощь приходит MitoQ.0003
MitoQ представляет собой модифицированную добавку CoQ10, которая легко усваивается и интегрируется в высокоселективную митохондриальную мембрану, помогая бороться с окислительным стрессом.
Как производится АТФ?
Большая часть АТФ в клетке производится в процессе, известном как клеточное дыхание.
Клеточное дыхание состоит из превращения глюкозы и кислорода в АТФ, воду и углекислый газ. Клеточное дыхание представляет собой сложный многоэтапный процесс, который можно разбить на три основных этапа. Это включает гликолиз, цикл Кребса и цепь переноса электронов.
Гликолиз
Гликолиз – это начало клеточного дыхания, а также первая точка, в которой вырабатывается АТФ. В дополнение к производству АТФ, гликолиз также дает НАДН, который представляет собой молекулу, которая может быть использована в цепи переноса электронов для производства большего количества АТФ.
Простые сахара, такие как глюкоза, расщепляются во время гликолиза на трехуглеродные молекулы, известные как пируват. Гликолиз происходит вне митохондрий и представляет собой основу анаэробного дыхания, поскольку до сих пор ни на одной из стадий не требовался кислород.
Цикл Кребса
Цикл Кребса, также известный как цикл ТСА, начинается с превращения пирувата в ацетил-КоА. После превращения в ацетил-КоА молекула может войти в цикл трикарбоновых кислот, где атомы углерода перестраиваются и медленно удаляются в виде углекислого газа.
Каждая потеря углерода высвобождает энергию, и цикл Кребса использует эту энергию в форме АТФ, НАДН и ФАДН.
Цепь переноса электронов
Цепь переноса электронов является последним этапом в процессе клеточного дыхания. Глядя на синтез АТФ до сих пор, было произведено только четыре АТФ. Цепь переноса электронов — это действительно то, где митохондрии могут зарабатывать на углеводном обмене для получения АТФ.
NADH и FADh3, синтезируемые на других стадиях клеточного дыхания, управляют этой частью клеточного дыхания. Эта стадия включает не просто протекание реакций, а взаимодействие с интегральными мембранными белками внутри митохондрий.
Существует четыре отдельных комплекса и один белок, называемый АТФ-синтазой, который превращает АДФ в АТФ. АТФ-синтаза подпитывается высокой концентрацией протонов в межмембранном пространстве, которое происходит от четырех комплексов.
Цепь переноса электронов начинается с окисления НАДН до НАД+ комплексом 1. Это окисление переносит электрон на комплекс, который, в свою очередь, позволяет поверхностному белку перекачивать протон в межмембранное пространство.
Следующее, что происходит, это то, что FADh3 может взаимодействовать с комплексом 2. Вместо того, чтобы поставлять больше протонов в межмембранное пространство, окисление FADh3 приводит к переносу электронов, а также к последующему перемещению этих электронов с CoQ10 к комплексу 3. Из комплекса 3 цитохром С помогает продолжить путешествие электрона к комплексу 4, где путешествие электрона заканчивается кислородом, являющимся конечным акцептором электрона. Движение через комплексы 3 и 4 дает больше протонов в межмембранное пространство.
АТФ-синтаза
После всего движения электронов и протонной накачки межмембранное пространство содержит высокую концентрацию протонов. АТФ-синтаза представляет собой связанный с мембраной белок, который действует как спускной клапан. Когда он высвобождает часть протонов, он одновременно поглощает АДФ и добавляет фосфат, чтобы получить АТФ.
Пока клеточное дыхание и цепь переноса электронов продолжают создавать межмембранный протонный градиент, молекула АТФ-синтазы может продолжать вырабатывать АТФ.
Целостность мембран
Одна потенциальная проблема с митохондриями заключается в том, что они могут быть восприимчивы к повреждению мембран из-за активных форм кислорода, которые воспроизводятся в результате естественного производства энергии. Если мембрана повреждена из-за окисления, это может привести к негерметичности межмембранного слоя, что затем снизит способность АТФ-синтазы работать наилучшим образом.
MitoQ — это специально разработанная версия CoQ10, которая обладает способностью поддерживать и обеспечивать антиоксидантную защиту митохондриальной мембраны и помогает снизить вероятность окислительного повреждения мембраны.
Заключение
Таким образом, АТФ является энергетической валютой клетки и вырабатывается в клеточной структуре, известной как митохондрии. Процесс преобразования АДФ в АТФ длительный, но с помощью этого запутанного механизма клетка способна производить АТФ на постоянной основе.
Обзор линейки MitoQ
5.
9: Клеточное дыхание — Биология LibreTexts- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 17025
- Сюзанна Ваким и Мандип Грюал
- Колледж Бьютт 9 0118
- 2 АТФ
- 8 НАДН
- 2 ФАДХ\(_2\)
- 6 CO\(_2\): 2 CO\(_2\) от превращения ацетил-КоА и 4 CO\(_2\) от цикла лимонной кислоты.
- Какова цель клеточного дыхания? Дайте краткое описание процесса.
- Нарисуйте и объясните структуру АТФ (аденозинтрифосфата).
- Укажите, что происходит при гликолизе.
- Опишите строение митохондрии.
- Опишите этапы цикла Кребса.
- Что происходит на стадии переноса электронов клеточного дыхания?
- Сколько молекул АТФ может образоваться из одной молекулы глюкозы во время всех трех стадий клеточного дыхания вместе взятых?
- Подвергаются ли растения клеточному дыханию? Почему или почему нет?
- Объясните, почему описанный в этом разделе процесс клеточного дыхания считается аэробным.
- Назовите три молекулы-носители энергии, участвующие в клеточном дыхании.
- Энергия хранится в химическом _________ в молекуле глюкозы.
- Правда или Ложь . Во время клеточного дыхания НАДН и АТФ используются для производства глюкозы.
- Правда или Ложь . АТФ-синтаза действует как фермент и канальный белок.
- Правда или Ложь . В конце клеточного дыхания углероды глюкозы попадают в молекулы АТФ.
- На какой стадии аэробного клеточного дыхания образуется больше всего АТФ?
- Campfire Джона Салливана, общественное достояние через Wikimedia Commons
- Структура ATP от Mysid, общественное достояние через Wikimedia Commons
- Клеточное дыхание от OpenStax College, лицензия CC BY 4.0 через Wikimedia Commons
- Гликолиз от Lumen Learning, CC BY 4.0
- Цикл лимонной кислоты от Lumen Learning, CC BY 4.
Приготовь вкусняшки!
Этот манящий костер можно использовать как для обогрева, так и для освещения. Тепло и свет — это две формы энергии, которые высвобождаются при сжигании такого топлива, как древесина. Клетки живых существ также получают энергию путем «сжигания». Они «сжигают» глюкозу в процессе, называемом клеточным дыханием.
Рисунок \(\PageIndex{1}\): Сжигание дров, при котором углерод в древесине преобразуется в двуокись углерода и значительное количество тепловой энергии.
Внутри каждой клетки всех живых существ энергия необходима для осуществления жизненных процессов. Энергия требуется для разрушения и создания молекул, а также для переноса многих молекул через плазматические мембраны. Вся работа в жизни требует энергии. Много энергии также просто теряется в окружающей среде в виде тепла. История жизни — это история потока энергии — ее улавливания, изменения формы, использования для работы и потери в виде тепла. Энергия, в отличие от материи, не может быть переработана, поэтому организмы требуют постоянного поступления энергии. Жизнь работает на химической энергии. Откуда живые организмы получают эту химическую энергию?
Откуда организмы получают энергию?
Химическая энергия, в которой нуждаются организмы, поступает из пищи. Пища состоит из органических молекул, запасающих энергию в своих химических связях. Глюкоза — это простой углевод с химической формулой \(\mathrm{C_6H_{12}O_6}\). Он хранит химическую энергию в концентрированной, стабильной форме.
В вашем теле глюкоза — это форма энергии, которая переносится кровью и поглощается каждой из ваших триллионов клеток. Клетки осуществляют клеточное дыхание, чтобы извлечь энергию из связей глюкозы и других пищевых молекул. Клетки могут запасать извлеченную энергию в виде АТФ (аденозинтрифосфата).
Что такое АТФ?
Рассмотрим подробнее молекулу АТФ, показанную на рисунке \(\PageIndex{2}\). Хотя он несет меньше энергии, чем глюкоза, его структура более сложная. «А» в АТФ относится к большей части молекулы — аденозину — комбинации азотистого основания и пятиуглеродного сахара. «Т» и «Р» обозначают три фосфата, связанных связями, которые удерживают энергию, фактически используемую клетками. Обычно только самая внешняя связь разрывается, чтобы высвободить или потратить энергию на клеточную работу.
Молекула АТФ подобна перезаряжаемой батарее: ее энергия может быть использована клеткой, когда она распадается на АДФ (аденозиндифосфат) и фосфат, а затем «изношенная батарея» АДФ может быть перезаряжена с использованием новой энергии для присоединения новый фосфат и восстановить АТФ.
Материалы пригодны для повторного использования, но помните, что энергия — нет! АДФ может быть дополнительно восстановлен до АМФ (аденозинмонофосфат и фосфат, высвобождая дополнительную энергию. Как и в случае с АДТ, «перезаряжаемым» до АТФ, АМФ может перезаряжаться до АДФ.
Сколько энергии тратит ваше тело на работу? Одна клетка использует около 10 миллионов молекул АТФ в секунду и перерабатывает все свои молекулы АТФ примерно каждые 20-30 секунд.
Рисунок \(\PageIndex{2}\): Химическая структура АТФ состоит из 5-углеродного сахара (рибозы), присоединенного к азотистому основанию (аденину) и трех фосфатов. Когда ковалентная связь между концевой фосфатной группой и средней фосфатной группой разрывается, высвобождается энергия, которая используется клетками для выполнения работы.Что такое клеточное дыхание?
Некоторые организмы могут производить себе пищу, тогда как другие не могут. Автотроф — это организм, который может производить себе пищу.
Греческие корни слова autotroph означают «самостоятельный» ( auto ) «кормящий» ( troph ). Растения являются наиболее известными автотрофами, но существуют и другие, в том числе определенные виды бактерий и водорослей. Океанические водоросли вносят огромное количество пищи и кислорода в глобальные пищевые цепи. Растения тоже фотоавтотрофы , тип автотрофов, которые используют солнечный свет и углерод из углекислого газа для синтеза химической энергии в виде углеводов. Гетеротрофы — это организмы, неспособные к фотосинтезу, поэтому они должны получать энергию и углерод из пищи, потребляя другие организмы. Греческие корни слова гетеротроф означают «другой» ( гетеро ) «кормящий» ( троф ), имея в виду, что их пища поступает от других организмов. Даже если пищевым организмом является другое животное, эта пища ведет свое происхождение от автотрофов и процесса фотосинтеза.
Люди гетеротрофы, как и все животные. Гетеротрофы зависят от автотрофов прямо или косвенно.
Клеточное дыхание — это процесс, при котором отдельные клетки расщепляют молекулы пищи, такие как глюкоза, и выделяют энергию. Этот процесс похож на горение, хотя он не дает света или сильного тепла, как у костра. Это связано с тем, что клеточное дыхание высвобождает энергию в глюкозе медленно, в виде множества маленьких шагов. Он использует энергию, которая высвобождается, для формирования молекул АТФ, молекул-носителей энергии, которые клетки используют для питания биохимических процессов. Клеточное дыхание включает в себя множество химических реакций, но все они могут быть выражены следующим химическим уравнением:
\[\ce{C6h22O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6h3O + Energy} \nonumber\]
где высвобождаемая энергия выражается в виде химической энергии в АТФ (по сравнению с тепловой энергией в виде тепла). Уравнение выше показывает, что глюкоза (\(\ce{C6h22O6}\)) и кислород (\(\ce{O_2}\)) реагируют с образованием углекислого газа (\(\ce{CO_2}\)) и воды \( \ce{H_2O}\), высвобождая при этом энергию.
Поскольку кислород необходим для клеточного дыхания, это аэробный процесс.
Клеточное дыхание встречается в клетках всех живых существ, как автотрофов, так и гетеротрофов. Все они катаболизируют глюкозу с образованием АТФ. Реакции клеточного дыхания можно разделить на три основные стадии и промежуточную стадию: гликолиз , Превращение пирувата , цикл Кребса (также называемый циклом лимонной кислоты) и окислительное фосфорилирование . На рисунке \(\PageIndex{3}\) представлен обзор этих трех этапов, которые также подробно описаны ниже.
Рисунок \(\PageIndex{3}\): Клеточное дыхание протекает на стадиях, показанных здесь. Процесс начинается с гликолиза. На этом первом этапе молекула глюкозы, состоящая из шести атомов углерода, расщепляется на две трехуглеродные молекулы. Трехуглеродная молекула называется пируватом. Пируват окисляется и превращается в ацетил-КоА. Эти две стадии происходят в цитоплазме клетки.
Ацетил-КоА поступает в матрикс митохондрий, где полностью окисляется до углекислого газа по циклу Кребса. Наконец, в процессе окислительного фосфорилирования электроны, извлеченные из пищи, движутся по электрон-транспортной цепи во внутренней мембране митохондрии. По мере того, как электроны движутся вниз по ВТЦ и, наконец, к кислороду, они теряют энергию. Эта энергия используется для фосфорилирования АМФ с образованием АТФ.Гликолиз
Первой стадией клеточного дыхания является гликолиз . Этот процесс показан в верхней части рисунка \(\PageIndex{3}\), показывающего расщепление 6-углеродной молекулы на две 3-углеродные молекулы пирувата. АТФ производится в этом процессе, который происходит в цитозоле цитоплазмы.
Расщепление глюкозы
Слово гликолиз означает «расщепление глюкозы», что и происходит на этом этапе. Ферменты расщепляют молекулу глюкозы на две молекулы пирувата (также известного как пировиноградная кислота).
Это происходит в несколько этапов, как показано на рисунке \(\PageIndex{4}\). Глюкоза сначала расщепляется на глицеральдегид-3-фосфат (молекула, содержащая 3 атома углерода и фосфатную группу). Этот процесс использует 2 АТФ. Затем каждый глицеральдегид-3-фосфат превращается в пируват (молекула с 3 атомами углерода). это производит два 4 АТФ и 2 НАДН.
Результаты гликолиза
Энергия необходима в начале гликолиза для расщепления молекулы глюкозы на две молекулы пирувата. Эти две молекулы переходят на II стадию клеточного дыхания. Энергия для расщепления глюкозы обеспечивается двумя молекулами АТФ. В ходе гликолиза высвобождается энергия, которая используется для образования четырех молекул АТФ. В результате получается чистый прирост двух молекул АТФ во время гликолиза. высокоэнергетические электроны также передаются энергонесущим молекулам, называемым переносчиками электронов, посредством процесса 90–198, известного как восстановление.
Электронный переносчик гликолиза – НАД+(никотинамидадениндифосфат) . Электроны переносятся на 2 НАД+ с образованием двух молекул НАДН. Энергия, запасенная в НАДН, используется на стадии III клеточного дыхания для производства большего количества АТФ. В конце гликолиза образуется:
• 2 молекулы NADH
• 2 чистые молекулы АТФ
Превращение пирувата в ацетил-КоА
В эукариотических клетках молекулы пирувата, образующиеся в конце гликолиза, транспортируются в митохондрии, которые являются местами клеточного дыхания. Если кислород доступен, аэробное дыхание пойдет вперед. В митохондриях пируват трансформируется в двухуглеродную ацетильную группу (путем удаления молекулы углекислого газа), которая подхватывается соединением-носителем, называемым коферментом А (КоА), который производится из витамина В9.0207 5 . Полученное соединение называется ацетил-КоА, а его производство часто называют окислением или превращением пирувата (см. рисунок \(\PageIndex{5}\).
Ацетил-КоА может использоваться клеткой различными способами, но его основная Функция состоит в том, чтобы доставить ацетильную группу, полученную из пирувата, на следующую стадию пути, цикл лимонной кислоты.
Цикл лимонной кислоты
Прежде чем читать о последних двух стадиях клеточного дыхания, вам необходимо рассмотреть структуру митохондрии, в которой происходят эти две стадии. Как видно из рисунка \(\PageIndex{6}\), митохондрия имеет внутреннюю и внешнюю мембраны. Пространство между внутренней и внешней мембранами называется межмембранным пространством. Пространство, ограниченное внутренней мембраной, называется матриксом. В матриксе протекает вторая стадия клеточного дыхания, цикл Кребса. Третий этап, транспорт электронов, происходит на внутренней мембране.
Рисунок \(\PageIndex{6}\): Структура митохондрии определяется внутренней и внешней мембраной. Пространство внутри внутренней мембраны заполнено жидкостью, ферментами, рибосомами и митохондриальной ДНК. Это пространство называется матрицей.
Внутренняя мембрана имеет большую площадь поверхности по сравнению с внешней мембраной. Поэтому сминается. Расширения складок называются кристами. Пространство между наружной и внутренней мембранами называется межмембранным пространством.Напомним, что при гликолизе образуются две молекулы пирувата (пировиноградной кислоты). Пируват, имеющий три атома углерода, расщепляется и соединяется с КоА, что означает кофермент А. Продуктом этой реакции является ацетил-КоА. Эти молекулы входят в матрикс митохондрии, где они запускают цикл лимонной кислоты. Третий углерод из пирувата соединяется с кислородом с образованием углекислого газа, который выделяется как побочный продукт. Высокоэнергетические электроны также высвобождаются и захватываются НАДН. Следующие реакции показаны на рисунке \(\PageIndex{7}\).
Стадии цикла лимонной кислоты (Кребса)
Цикл лимонной кислоты начинается, когда ацетил-КоА соединяется с четырехуглеродной молекулой, называемой ОАА (оксалоацетат; см. нижнюю часть рисунка \(\PageIndex{7}\)) .
Это производит лимонную кислоту, которая имеет шесть атомов углерода. Вот почему цикл Кребса также называют циклом лимонной кислоты. После того, как образуется лимонная кислота, она проходит ряд реакций, в результате которых высвобождается энергия. Эта энергия захватывается молекулами АТФ и переносчиками электронов. Цикл Кребса имеет два типа переносчиков электронов: НАД+ и ФАД. Перенос электронов на ФАД во время цикла Кребса приводит к образованию молекулы ФАДН 9.0207 2
В процессе три NAD 9Молекулы 0222 + восстанавливаются до НАДН, одна молекула ФАД восстанавливается до ФАДН 2 , и образуется одна молекула АТФ или ГТФ (в зависимости от типа клетки) (посредством фосфорилирования на уровне субстрата). Поскольку конечный продукт цикла лимонной кислоты также является первым реагентом, цикл протекает непрерывно в присутствии достаточного количества реагентов.Результаты цикла лимонной кислоты
После второго прохождения цикла лимонной кислоты исходная молекула глюкозы полностью расщепляется. Все шесть его атомов углерода соединились с кислородом с образованием углекислого газа. Энергия его химических связей хранится в общей сложности в 16 молекулах-носителях энергии. Эти молекулы:
Окислительное фосфорилирование
Окислительное фосфорилирование является завершающей стадией аэробного клеточного дыхания.
Есть две подстадии окислительного фосфорилирования, цепь переноса электронов и хемиосмос. На этих стадиях энергия НАДН и ФАДН 2 , образующихся в результате предыдущих стадий клеточного дыхания, используется для создания АТФ.
Цепь переноса электронов (ЭТЦ)
На этом этапе высокоэнергетические электроны высвобождаются из НАДН и ФАДН 2 и движутся по цепям переноса электронов, обнаруженным во внутренней мембране митохондрии. Цепь переноса электронов представляет собой ряд молекул, которые переносят электроны от молекулы к молекуле в результате химических реакций. Эти молекулы входят в состав трех комплексов цепи переноса электронов (красные структуры во внутренней мембране на рисунке \(\PageIndex{8}\)). Когда электроны проходят через эти молекулы, часть энергии электронов используется для перекачки ионов водорода (H+) через внутреннюю мембрану из матрикса в межмембранное пространство.
Этот перенос ионов создает электрохимический градиент, который стимулирует синтез АТФ. Электроны от конечного белка ЭТЦ присоединяются к молекуле кислорода, и он восстанавливается до воды в матриксе митохондрии.
Хемиосмос
Прокачка ионов водорода через внутреннюю мембрану создает большую концентрацию этих ионов в межмембранном пространстве, чем в матрице, создавая электрохимический градиент. Этот градиент заставляет ионы течь обратно через мембрану в матрицу, где их концентрация ниже. Поток этих ионов происходит через белковый комплекс, известный как комплекс АТФ-синтазы (см. синюю структуру внутренней мембраны на рисунке \(\PageIndex{8}\). АТФ-синтаза действует как канальный белок, помогая ионам водорода через мембрану. Поток протонов через АТФ-синтазу считается хемиосмосом. АТФ-синтаза также действует как фермент, образуя АТФ из АДФ и неорганического фосфата. Именно поток ионов водорода через АТФ-синтазу дает энергию для синтеза АТФ. проходя по цепи переноса электронов, низкоэнергетические электроны соединяются с кислородом, образуя воду.
Сколько АТФ?
Вы видели, как три стадии аэробного дыхания используют энергию глюкозы для производства АТФ. Сколько АТФ образуется на всех трех стадиях вместе взятых? Гликолиз производит 2 молекулы АТФ, а цикл Кребса производит еще 2. Электронный транспорт от молекул НАДН и ФАДН 2 производится в результате гликолиза, превращения пирувата и цикла Кребса, создавая еще 32 молекулы АТФ. Таким образом, всего из одной молекулы глюкозы в процессе клеточного дыхания может образоваться до 36 молекул АТФ.
