Энергетические кислоты. АТФ — презентация онлайн
Похожие презентации:
Эндокринная система
Анатомо — физиологические особенности сердечно — сосудистой системы детей
Хронический панкреатит
Топографическая анатомия верхних конечностей
Анатомия и физиология сердца
Мышцы головы и шеи
Эхинококкоз человека
Черепно-мозговые нервы
Анатомия и физиология печени
Топографическая анатомия и оперативная хирургия таза и промежности
Энергетические кислоты
АТФ, АДФ, АМФ
(0,02% — 0,09%)
Топливо для клеток
С Н О N + S P
питательные вещества + О2
Е
Энергия
• Химическая
•Тепловая
Источник Е на Земле
•Механическая
•Электрическая
•Тепловая и др
Е
Ф-S
АТФ
Дыхание
Основные
процессы
жизнедеят
Органическое в -во
Открыты в 1930 году Энгельгардтом
Аденозинтрифосфорная кислота
— АТФ
Аденозиндифосфорная кислота
— АДФ
Аденозинмонофосфорная кислота — АМФ
В клетках -в виде солей, называемых аденозинтрифосфатами.
Количество АТФ колеблется и в среднем составляет 0,04% (в клетке в
среднем находится около 1 млрд молекул АТФ). Митохондрии, пластиды,
цитоплазма, ядро.
Наибольшее количество АТФ содержится в скелетных мышцах
СТРОЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КИСЛОТ
АТФ — адениловый нуклеотид
А – Рибоза – ф к
АТФ относится к
макроэргическим в-в
в -вам, содержащим в
своих связях большое
кол- во энергии.
А – С5 Н10О5 — ф к ~ фк ~ фк
Макроэргическая
.АТФ имеет устойчивую тенденцию к отделению своей концевой фосфатной группы:
Азотистое
основание
Азотистое
основание
рибоза
рибоза
Остаток
фосфорной
кислоты
Остаток
фосфорной
кислоты
~
~
Остаток
фосфорной
кислоты
~
Остаток
фосфорной
кислоты
Макроэргическая
связь
Остаток
фосфорной
Остаток
фосфорной
кислоты
кислоты
+ 40 кДж Е
Аденозиндифосфорная кислота АДФ
Азотистое
основание
рибоза
Остаток
фосфорной
Остаток
фосфорной
кислоты
кислоты
Аденозинмонофосфорная кислота АМФ
+ 40 к Дж Е
40 кДж или 10к/кал
= 1 АТФ
АТФ+ Н2О
АДФ + 40 кДж + Ф К
АДФ + Н2О
АМФ + 40 кДж + ФК
Фосфорилирование – процесс образования АТФ
Образование АТФ в клетке
Анаэробное фосфорилирование -синтеза АТФ из АДФ и низкомолекулярного фосфата
(Фн).
В бескислородных условия (например, гликолиз – процесс бескислородногоокисления глюкозы до пировиноградной кислоты). Примерно 40% выделяемой в ходе этих
процессов энергии (около 200 кДж/моль глюкозы), расходуется на синтез АТФ, а остальная
часть рассеивается в виде тепла:
С6Н12О6+ 2АДФ + 2Фн ––> 2С3Н4O3 + 2АТФ + 4Н.
окисления органических веществ кислородом. Кислородные процессы окисления
органических веществ протекают в митохондриях. Примерно 55% выделяющейся при этом
энергии (около 2600 кДж/моль глюкозы) превращается в энергию химических связей АТФ,
а 45% рассеивается в виде тепла.
Окислительное фосфорилирование значительно эффективнее анаэробных синтезов в ходе
окислительного фосфорилирования образуется 36 молекул АТФ.
Фотофосфорилирование – процесс синтеза АТФ за счет энергии солнечного света. Этот
путь синтеза АТФ характерен только для клеток, способных к фотосинтезу (зеленые
растения, цианобактерии).
Энергия квантов солнечного света используетсяфотосинтетиками в световую фазу фотосинтеза для синтеза АТФ.
Протонный потенциал
Хлоропласты
+++++ + + + + + + + +
Н2
Н+
е
200 мк Вольт
Н + резервуар
Н+
+++++++++
АТФазы
Электронно – транспортная
цепь
+
+
+
Открыт 1975г Скулачевым
1977г Митчелл представил механизм
АТФ
Протонный канал
Электро
–
химическая
энергия
образуется в результате разделения
ионов ( + ; — ) барьером
За счет выделяющейся при гидролизе АТФ энергии происходят
почти все процессы жизнедеятельности в клетке и организме:
передача нервных импульсов, биосинтез веществ, мышечные
сокращения, транспорт веществ и др.
АТФ находится в центре обменных процессов в клетке, являясь
связующим звеном между реакциями биологического синтеза и
распада. Роль АТФ в клетке можно сравнить с ролью аккумулятора,
так как в ходе гидролиза АТФ выделяется энергия, необходимая
для различных процессов жизнедеятельности («разрядка»), а в
процессе фосфорилирования («зарядка») АТФ вновь аккумулирует
в себе энергию.
АТФ – играет роль разменной монеты, так как аккумулирует энергию
клетки и направляет её туда, где она необходима.
АТФ – универсальна, то есть имеет одинаковое строение во всех клетках.
English Русский Правила
Фосфор. Общая информация
Фосфор содержится в большом спектре органических и неорганических соединений, является одним из обязательных элементов состава всех клеток и тканей животных и растений. В организме взрослого человека содержится примерно 600 г фосфора, 85% этого количества присутствует в костной ткани, где фосфор, наряду с кальцием, в составе гидроксилапатита представляет минеральную фазу. Фосфор костной ткани может переходить во внутри- и внеклеточный пул организма. В клетках других тканей фосфор находится в составе разнообразных органических молекул – нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), фосфолипидов, макроэргических соединений (АТФ, АДФ, креатинфосфат), коферментов, участвующих в крайне важных процессах метаболизма. Внутриклеточный фосфор – важнейший компонент, необходимый для регуляции метаболизма белков, жиров и углеводов, клеточного роста и транскрипции генов.
Ежедневная потребность в фосфоре у взрослых составляет 1000–2000 мг; дефицит фосфора в пище практически не наблюдается. Абсорбция фосфора в наибольшей степени происходит в тощей кишке. Снижение активности этого процесса отмечено в условиях повышенной кислотности желудочного сока, приеме некоторых лекарственных препаратов (гидроокись алюминия), при увеличении содержания в пище кальция вследствие образования нерастворимых соединений с фосфором в кишечнике.
В норме у взрослых большая часть фосфора, абсорбированного в кишечнике, элиминируют почки. Около 90% фосфора в крови проходит через гломерулярную мембрану, оказываясь в первичной моче, затем фосфаты фактически полностью реабсорбируются в проксимальных канальцах нефрона, в дистальных канальцах происходит дополнительная секреция фосфатов.
Обмен фосфора в организме тесным образом связан с обменом кальция. К основным факторам, регулирующим метаболизм фосфатов и кальция, относятся ПТГ, кальцитонин и витамин D.
ПТГ снижает количество неорганического фосфора в крови, активируя его выведение почками. При гиперпродукции ПТГ отмечают ингибирование реабсорбции фосфора и, следовательно, возрастание его экскреции. Первичный гипопаратиреоз характеризуется гиперфосфатемией.
1,25-дигидроксихолекальциферол – активная форма витамина D3, увеличивает всасывание неорганических фосфатов в кишечнике и реабсорбцию фосфора в почечных канальцах.
Физиологическая роль кальцитонина определяется участием в регуляции обмена кальция и фосфатов в организме; его действие осуществляется при участии паратгормона и активной формы витамина D.
В диагностике нарушений обмена неорганического фосфора рекомендуется одновременное определение его концентрации в крови и моче.
18.3E: Теоретический выход АТФ — Биология LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 3415
- Гэри Кайзер
- Community College of Baltimore Country (Cantonsville)
Цели обучения
- Теоретический максимальный выход АТФ при окислении одной молекулы глюкозы при аэробном дыхании составляет 38. Что касается фосфорилирования на уровне субстрата, окислительного фосфорилирования и вовлеченных компонентов, кратко объясните, как получается это число. .
Определение точного выхода АТФ для аэробного дыхания затруднено по ряду причин. В дополнение к образованию АТФ путем окислительного фосфорилирования в прокариотических клетках протонная движущая сила также используется для таких функций, как транспорт материалов через мембраны и вращение жгутиков.
Однако для простоты мы рассмотрим теоретический максимальный выход АТФ на молекулу глюкозы, окисленную аэробным дыханием. Будем считать, что на каждую пару электронов, перенесенных в электрон-транспортную цепь с помощью НАДН, будет генерироваться 3 АТФ; на каждую электронную пару, переносимую FADH 
Имейте в виду, однако, что на самом деле может быть произведено меньше АТФ.
Как видно выше, одна молекула глюкозы, окисленная аэробным дыханием у прокариот, дает следующее:
Гликолиз
2 чистый АТФ в результате фосфорилирования на уровне субстрата
2 НАДН дает 6 АТФ (при условии, что 3 АТФ на НАДН) путем окислительного фосфорилирования Н) путем окислительного фосфорилирования
Цикл лимонной кислоты
2 АТФ в результате фосфорилирования на уровне субстрата
6 НАДН дает 18 АТФ (при условии, что 3 АТФ на НАДН) путем окислительного фосфорилирования0038 2 ) путем окислительного фосфорилирования
Общее теоретическое максимальное количество АТФ, генерируемое на глюкозу у прокариот
38 АТФ: 4 в результате фосфорилирования на уровне субстрата; 34 от окислительного фосфорилирования.
В эукариотических клетках теоретический максимальный выход АТФ, генерируемого на глюкозу, составляет от 36 до 38, в зависимости от того, как 2 НАДН, образующихся в цитоплазме во время гликолиза, попадают в митохондрии и от того, составляет ли результирующий выход 2 или 3 АТФ на НАДН.
Эта страница под названием 18.3E: Theoretical ATP Yield распространяется под лицензией CC BY 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Гэри Кайзером с использованием исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Автор
- Гэри Кайзер
- Лицензия
- СС BY
- Версия лицензии
- 4,0
- Показать оглавление
- нет
- Теги
- источник@https://cwoer.
ccbcmd.edu/science/microbiology/index_gos.html
- источник@https://cwoer.
ccbcmd.edu/science/microbiology/index_gos.htmlЭлектронотранспортная цепь и окислительное фосфорилирование
Все биологические ресурсы MCAT
10 Диагностические тесты 335 практических тестов Вопрос дня Карточки Learn by Concept
← Предыдущая 1 2 Следующая →
MCAT Biology Help » Органическая химия, биохимия и метаболизм » Биохимия и метаболизм » Цепь переноса электронов и окислительное фосфорилирование
Препарат ДНФ разрушает градиент Н+, образующийся в электрон-транспортной цепи. Какое наиболее вероятное последствие?
Возможные ответы:Эффекта не будет.
Гликолиз прекратится.
Производство АТФ увеличится.
Клетки будут вынуждены выполнять ферментацию.
Увеличится потребление кислорода.
Правильный ответ: Клетки будут вынуждены произвести ферментацию.
Если бы протонный градиент цепи переноса электронов был разрушен, клетка должна была бы осуществлять клеточное дыхание без цепи переноса электронов. Единственным вариантом будет переход на анаэробное дыхание, которое требует ферментации.
Сообщить об ошибке
У здорового человека с нормальным метаболизмом какое из следующих соединений наиболее богато энергией?
Возможные ответы:ГТФ
НАДН
АТФ
ФАДН 2
Правильный ответ:НАДН 90 032 Объяснение:
Этот вопрос касается производства АТФ во время клеточного дыхания. Во время окислительного фосфорилирования (цепь переноса электронов) на каждый GTP вырабатывается 1 АТФ, на каждый FADH 2 продуцируется 2 АТФ и на каждый NADH производится 3 АТФ.
Сообщить об ошибке
Человек рождается с мутацией, из-за которой его клетки не могут производить комплекс НАДН-дегидрогеназы, комплекс, который позволяет цепи переноса электронов производить АТФ из НАДН.
Сможет ли этот пациент вообще производить какую-либо энергию из внеземных цивилизаций?
Да — NAD+ все еще может войти в ETC.
Да — FADh3 все еще может войти в ETC.
Нет — FAD все еще может войти в ETC.
Нет — нет других молекул, которые использует ETC.
Нет — НАДН необходим для ЭТЦ, чтобы использовать другие молекулы для производства АТФ.
Правильный ответ:Да — FADh3 все еще может войти в ETC.
Объяснение:FADh3 проникает в ЭТЦ в комплексе сукцинат-Q-оксидоредуктаза. Хотя это не генерирует столько энергии, сколько NADH, потому что электроны перемещаются на более короткое расстояние, все же для каждой FADh3 производится 2 молекулы АТФ.
Сообщить об ошибке
Ученые используют процесс под названием F люминесцентная I n- S itu H гибридизация или FISH для изучения генетических нарушений у людей.
FISH — это метод, использующий спектрографический анализ для определения наличия или отсутствия, а также относительного содержания генетического материала в клетках человека.
Чтобы использовать FISH, ученые применяют флуоресцентно меченные фрагменты ДНК известного цвета, называемые зондами , к образцам тестируемой ДНК. Эти зонды прикрепляются к образцу ДНК, и ученые могут считывать полученные цвета с помощью лабораторного оборудования. Одним из распространенных применений FISH является определение наличия дополнительной ДНК в условиях анеуплоидия , состояние, при котором человеческая клетка имеет аномальное число хромосом . Хромосомы представляют собой наборы ДНК, совокупность которых составляет геном клетки . Другое типичное применение — изучение раковых клеток, когда ученые используют метки FISH, чтобы установить, не перемещаются ли гены в клеточном геноме ненадлежащим образом.
Используя красные флуоресцентные метки, ученые маркируют ДНК-зонд для гена, который, как известно, более интенсивно экспрессируется в раковых клетках, чем в нормальных клетках.
Затем они помечают зонд для непосредственно прилегающей последовательности ДНК зеленой флуоресцентной меткой. Затем оба зонда добавляют в три чашки, как показано ниже. В чашке 1 клетки мочевого пузыря человека инкубируют с зондами, в чашке 2 инкубируют эпителиальные клетки человека, а в чашке 3 используют известные нераковые клетки. Относительная люминесценция, наблюдаемая в интересующих областях во всех чашках, показана ниже.
Раковым клеткам требуется большое количество энергии в виде АТФ. Какой из следующих процессов приводит к наибольшему образованию АТФ?
Возможные ответы:Фосфорилирование на уровне субстрата
Цикл Кребса
Ферментация
Окислительное фосфорилирование
Гликолиз
Правильный ответ:Окислительное фосфорилирование
Объяснение: Окислительное фосфорилирование в митохондриях вносит основной вклад в общий пул АТФ в большинстве эукариотических клеток.
Имейте в виду, что именно окислительное фосфорилирование в сочетании с протонным градиентом управляет цепью переноса электронов.
Сообщить об ошибке
Ученые используют процесс, называемый F люминесцентным I n- S itu H гибридизацией или FISH , для изучения генетических нарушений у человека. FISH — это метод, использующий спектрографический анализ для определения наличия или отсутствия, а также относительного содержания генетического материала в клетках человека.
Чтобы использовать FISH, ученые применяют флуоресцентно меченные фрагменты ДНК известного цвета, называемые зондами , к образцам тестируемой ДНК. Эти зонды прикрепляются к образцу ДНК, и ученые могут считывать полученные цвета с помощью лабораторного оборудования. Одним из распространенных применений FISH является определение наличия дополнительной ДНК в условиях анеуплоидии , состояния, при котором человеческая клетка имеет аномальное число хромосом .
Хромосомы представляют собой наборы ДНК, совокупность которых составляет 9 клеток.0145 геном . Другое типичное применение — изучение раковых клеток, когда ученые используют метки FISH, чтобы установить, не перемещаются ли гены в клеточном геноме ненадлежащим образом.
Используя красные флуоресцентные метки, ученые маркируют ДНК-зонд для гена, который, как известно, более интенсивно экспрессируется в раковых клетках, чем в нормальных клетках. Затем они помечают зонд для непосредственно прилегающей последовательности ДНК зеленой флуоресцентной меткой. Затем оба зонда добавляют в три чашки, как показано ниже. В чашке 1 клетки мочевого пузыря человека инкубируют с зондами, в чашке 2 инкубируют эпителиальные клетки человека, а в чашке 3 используют известные нераковые клетки. Относительная люминесценция, наблюдаемая в интересующих областях во всех чашках, показана ниже.
Разработан новый метод лечения рака мочевого пузыря, направленный на выработку энергии в злокачественных клетках.
Какие из следующих потенциальных сайтов-мишеней могут непосредственно участвовать в синтезе большей части АТФ в клетке?
Рибосомы
АТФ-синтаза, фермент, локализованный на внутренней митохондриальной мембране
АТФ-синтаза, фермент, локализованный в митохондриальном матриксе таза, фермент, расположенный на внешней митохондриальной мембране
Лактатдегидрогеназа, фермент цитозоля
Правильный ответ:АТФ-синтаза, фермент внутренней митохондриальной мембраны
Объяснение:АТФ-синтаза располагается на внутренней митохондриальной мембране и является основным агентом производства АТФ при окислительном фосфорилировании. Он обеспечивает канал для проникновения протонов в матрикс из межмембранного пространства и тем самым стимулирует выработку АТФ.
Сообщить об ошибке
В какой фазе клеточного дыхания выделяется наибольший выход АТФ?
Возможные ответы:Глюконеогенез
Гликолиз
Цикл Кребса
Окислительное фосфорилирование
Ферментация
Правильный ответ:Окислительное фосфорилирование
Объяснение: Окислительное фосфорилирование, при котором энергия улавливается высокоэнергетической фосфатной связью и используется градиент электронов и АТФ-синтаза для создания АТФ, дает наибольшее количество АТФ.
Окислительное фосфорилирование связано с электрон-транспортной цепью.
Гликолиз дает в сумме только два АТФ на глюкозу, а цикл Кребса дает два АТФ на каждый оборот цикла. Глюконеогенез не является частью клеточного дыхания, а ферментация очень малопродуктивна, так как происходит в отсутствие кислорода.
Сообщить об ошибке
Почему кислород необходим для аэробного клеточного дыхания?
Возможные ответы:Это конечный акцептор электронов в цепи переноса электронов.
Важен для образования щавелевоуксусной кислоты в цикле Кребса.
Обеспечивает ядра водорода, необходимые для создания градиента протонов в межчленном пространстве.
Необходим для гликолиза, с которого начинается процесс дыхания в клетках.
Правильный ответ:Это конечный акцептор электронов в цепи переноса электронов.
Пояснение: Кислород является конечным акцептором электронов в цепи переноса электронов, что приводит к образованию воды.
Гликолиз не требует кислорода и может осуществляться в анаэробной среде. НАДН представляет собой молекулу, которая окисляется для установления протонного градиента. Наконец, кислород не нужен для создания щавелевоуксусной кислоты в цикле Кребса, так как она регенерируется после каждого оборота цикла.
Сообщить об ошибке
Большинство ученых придерживаются теории эндосимбиоза, объясняющей присутствие митохондрий в эукариотических клетках. Согласно теории эндосимбиоза, ранние доэукариотические клетки фагоцитировали свободноживущих прокариот, но не переваривали их. В результате эти прокариоты остались жить в доэукариотах и продолжали генерировать энергию. Клетки-хозяева смогли использовать эту энергию, чтобы получить селективное преимущество перед своими конкурентами, и в конечном итоге прокариоты, производящие энергию, стали митохондриями.
Митохондрии во многих отношениях отличаются от других клеточных органелл, и эти различия долгие годы озадачивали ученых. Теория эндосимбиоза сжато объясняет ряд этих наблюдений о митохондриях.
Возможно, в наибольшей степени эта теория объясняет, почему аэробный метаболизм полностью ограничен этой одной органеллой, в то время как другие виды метаболизма более распространены в клеточном цитозоле.
Одним из главных аргументов в пользу теории эндосимбиоза является то, что митохондрии имеют свой геном. Какая из следующих клеточных структур, скорее всего, кодируется только митохондриальной ДНК?
Возможные ответы:Гормон роста
Натрий-калиевая АТФаза
Гликолитические ферменты
Белки электрон-транспортной цепи
Инсулиноподобный фактор роста 1 900 32 Правильный ответ:
Белки электрон-транспортной цепи
Объяснение:Белки цепи переноса электронов (ETC) кодируются митохондриальной ДНК. Это имеет смысл, так как мы находим белки ETC только в митохондриальной мембране (помните, что аэробный метаболизм ограничен митохондриями).
Может показаться заманчивым выбрать гликолитические ферменты, поскольку свободноживущие предшественники митохондрий предположительно подвергались гликолизу; однако эти гены были потеряны по мере созревания симбиоза и локализации гликолиза в клеточном цитозоле.
Сообщить об ошибке
Большинство ученых придерживаются теории эндосимбиоза, чтобы объяснить присутствие митохондрий в эукариотических клетках. Согласно теории эндосимбиоза, ранние доэукариотические клетки фагоцитировали свободноживущих прокариот, но не переваривали их. В результате эти прокариоты остались жить в доэукариотах и продолжали генерировать энергию. Клетки-хозяева смогли использовать эту энергию, чтобы получить селективное преимущество перед своими конкурентами, и в конечном итоге прокариоты, производящие энергию, стали митохондриями.
Митохондрии во многих отношениях отличаются от других клеточных органелл, и эти различия долгие годы озадачивали ученых. Теория эндосимбиоза сжато объясняет ряд этих наблюдений о митохондриях. Возможно, в наибольшей степени эта теория объясняет, почему аэробный метаболизм полностью ограничен этой одной органеллой, в то время как другие виды метаболизма более распространены в клеточном цитозоле.
Что касается производства энергии митохондриями, обсуждавшегося в отрывке, какой основной фактор стимулирует выработку АТФ на конечной стадии аэробного метаболизма?
Возможные ответы:Окисление глюкозы до пирувата
Восстановление глюкозы до лактата
Энергия электрохимического протонного градиента захватывается АТФ-синтазой 0031 Окисление глюкозы в лактат
Правильный ответ:Энергия электрохимического протонного градиента захватывается АТФ-синтазой
Объяснение: Последним этапом аэробного метаболизма является захват запасенной энергии протонов, находящихся в межмембранном пространстве.
Электрохимический градиент в межмембранном пространстве проталкивает протоны через АТФ-синтазу, фосфорилируя АДФ.
Глюкоза превращается в пируват при гликолизе и в лактат при анаэробном дыхании.
Сообщить об ошибке
Большинство ученых придерживаются теории эндосимбиоза, чтобы объяснить присутствие митохондрий в эукариотических клетках. Согласно теории эндосимбиоза, ранние доэукариотические клетки фагоцитировали свободноживущих прокариот, но не переваривали их. В результате эти прокариоты остались жить в доэукариотах и продолжали генерировать энергию. Клетки-хозяева смогли использовать эту энергию, чтобы получить селективное преимущество перед своими конкурентами, и в конечном итоге прокариоты, производящие энергию, стали митохондриями.
Митохондрии во многих отношениях отличаются от других клеточных органелл, и эти различия долгие годы озадачивали ученых. Теория эндосимбиоза сжато объясняет ряд этих наблюдений о митохондриях. Возможно, в наибольшей степени эта теория объясняет, почему аэробный метаболизм полностью ограничен этой одной органеллой, в то время как другие виды метаболизма более распространены в клеточном цитозоле.
