Menyediakan sel dengan tenaga. Sumber Tenaga

Sel terdiri daripada semua organisma hidup, kecuali virus. Mereka menyediakan semua proses yang diperlukan untuk kehidupan tumbuh-tumbuhan atau haiwan. Sel itu sendiri boleh menjadi organisma yang berasingan. Dan bagaimanakah struktur kompleks seperti itu hidup tanpa tenaga? Sudah tentu tidak. Jadi bagaimana sel-sel membekalkan tenaga? Ia didasarkan pada proses, yang kita pertimbangkan di bawah.

Memberi sel-sel dengan tenaga: bagaimana ia berlaku?

Beberapa sel mengambil tenaga dari luar, mereka menghasilkannya sendiri. Sel Eukariotik mempunyai "stesen" yang unik. Dan sumber tenaga dalam sel adalah mitokondria, organoid yang menghasilkannya. Ia adalah proses respirasi selular. Disebabkan ini, sel-sel disediakan dengan tenaga. Walau bagaimanapun, mereka hadir hanya dalam tumbuhan, haiwan dan kulat. Dalam sel-sel bakteria mitokondria tidak hadir. Oleh itu, penyediaan sel-sel mereka dengan tenaga terutamanya disebabkan oleh proses penapaian, bukannya pernafasan.

Struktur mitokondria

Ia adalah organoid dua-membran yang muncul dalam sel eukariotik semasa evolusi akibat penyerapan sel prokariotik yang lebih kecil . Ini dapat menjelaskan hakikat bahawa mitokondria mengandungi DNA asli dan RNA, serta ribosom mitokondria yang menghasilkan protein yang diperlukan untuk organoid.

Membran dalaman mempunyai gerak baru, yang dipanggil cristae, atau rabung. Proses respirasi selular berlaku di kristal.

Apa yang ada di dalam kedua-dua membran disebut matriks. Ia mengandungi protein, enzim yang diperlukan untuk mempercepat tindak balas kimia, serta molekul RNA, DNA dan ribosom.

Pernafasan selular adalah asas kehidupan

Ia berlaku dalam tiga peringkat. Mari lihat setiap satu daripada mereka dengan lebih terperinci.

Peringkat pertama adalah persiapan

Semasa tahap ini, sebatian organik kompleks dipecah menjadi lebih mudah. Oleh itu, protein merosakkan asid amino, lemak kepada asid karboksilat dan gliserin, asid nukleik kepada nukleotida, dan karbohidrat kepada glukosa.

Glikolisis

Ini adalah tahap anoksik. Ia terdiri daripada fakta bahawa bahan yang diperolehi semasa peringkat pertama dipecah lagi. Sumber utama tenaga yang digunakan oleh sel pada peringkat ini adalah molekul glukosa. Setiap daripada mereka dalam proses glikolisis merosot ke dua molekul piruvat. Ini berlaku selama sepuluh tindak balas kimia berturut-turut. Kerana lima pertama, glukosa fosforilasi, dan kemudian berpecah menjadi dua phosphotrios. Lima reaksi seterusnya membentuk dua molekul ATP (adenosine triphosphate) dan dua molekul PVK (asid piruvat). Tenaga sel disimpan dalam bentuk ATP.

Seluruh proses glikolisis dapat dipermudah seperti berikut:

2NAD + 2 ADP + 2H ₃ PO ₄ + C ₆ H ₁₂ O ₆ → 2H ₂ O + 2NAD ^. H ₂ + 2 C ₃ H ₄ O ₃ + 2ATP

Oleh itu, menggunakan satu molekul glukosa, dua molekul ADP dan dua asid fosforik, sel menerima dua molekul ATP (tenaga) dan dua molekul asid piruvat, yang akan digunakan pada peringkat seterusnya.

Tahap ketiga adalah pengoksidaan

Tahap ini berlaku hanya dengan kehadiran oksigen. Reaksi kimia pada tahap ini berlaku di mitokondria. Ini adalah bahagian utama pernafasan sel, yang mana kebanyakan tenaga dikeluarkan. Pada peringkat ini, asid piruvat, bertindak balas dengan oksigen, berpecah menjadi air dan karbon dioksida. Di samping itu, 36 molekul ATP dibentuk. Oleh itu, kita dapat menyimpulkan bahawa sumber utama tenaga dalam sel adalah asid glukosa dan piruvat.

Merumuskan semua tindak balas kimia dan menghilangkan butir-butirnya, satu dapat menyatakan keseluruhan proses pernafasan selular dengan satu persamaan yang dipermudahkan:

6о ₂ + С ₆ Н ₁₂ О ₆ + 38АДФ + 38Н ₃ РО ₄ → 6СО ₂ + 6Н2О + 38АТФ.

Oleh itu, dalam perjalanan pernafasan dari satu molekul glukosa, enam molekul oksigen, tiga puluh lapan molekul ADP dan jumlah asid fosforik yang sama, sel menerima 38 molekul ATP, dalam bentuk tenaga yang disimpan.

Pelbagai enzim mitokondria

Tenaga untuk aktiviti kehidupan sel menerima akibat respirasi - pengoksidaan glukosa, dan kemudian asid piruvat. Semua tindak balas kimia ini tidak boleh lulus tanpa enzim - pemangkin biologi. Mari lihat pada mereka yang berada di mitokondria - organoid yang bertanggungjawab untuk pernafasan sel. Mereka semua dipanggil oksidoreductases, kerana mereka diperlukan untuk memastikan aliran pengurangan pengoksidaan pengoksidaan.

Semua oksidoreductase boleh dibahagikan kepada dua kumpulan:

• Oksidase;
• Dehidrogenase;

Dehidrogenases pula terbahagi kepada aerobik dan anaerob. Aerobik mengandungi dalam komposisi mereka riboflavin koenzyme, yang badannya menerima daripada vitamin B2. Dehidrogenase aerobik mengandungi molekul NAD dan NADPH sebagai co-enzim.

Oksidase adalah lebih pelbagai. Pertama sekali, mereka dibahagikan kepada dua kumpulan:

• Mereka yang mengandungi tembaga;
• Mereka yang ada besi.

Yang pertama termasuk polifenol oksidase, oksidase toksik, ke dalam kedua - katalisase, peroksidase, sitokrom. Yang seterusnya pula dibahagikan kepada empat kumpulan:

• Cytochromes a;
• Cytochromes b;
• Cytochromes c;
• Cytochromes d.

Cytochromes mengandungi ironformorphorphine, cytochromes b - besi protoporphyrin, c - mesoporphyrin besi yang digantikan, d - besi dihydroporphyrin.

Adakah terdapat cara lain untuk mendapatkan tenaga?

Walaupun sel-sel yang paling banyak menerimanya sebagai respirasi selular, terdapat juga bakteria anaerobik, kerana keberadaan oksigen tidak diperlukan. Mereka menghasilkan tenaga yang diperlukan oleh penapaian. Ini adalah proses di mana karbohidrat dipecahkan oleh enzim tanpa penyertaan oksigen, hasilnya sel menerima tenaga. Terdapat beberapa jenis penapaian, bergantung pada produk akhir tindak balas kimia. Ia boleh menjadi asid laktik, alkohol, asid aspirin, aseton-butana, asid sitrik.

Sebagai contoh, pertimbangkan penapaian alkohol. Ia boleh dinyatakan dalam persamaan ini:

C ₆ H ₁₂ O ₆ → C ₂ H ₅ OH + ₂ CO ₂

Iaitu, satu molekul glukosa, bakteria membelah sehingga satu molekul etil alkohol dan dua molekul karbon monoksida (IV).