Этапы энергетического обмена в клетке. Анаэробный этап. Брожение

• Энергетический обмен: подготовительный этап (расщепление полимеров до мономеров в лизосомах/ЖКТ, энергия в виде тепла), гликолиз (анаэробный, в цитоплазме), кислородный этап (в митохондриях).
• Гликолиз: глюкоза → 2 ПВК, 2 НАДН, 2 АТФ (субстратное фосфорилирование). При недостатке O₂ ПВК восстанавливается до молочной кислоты (мышечная боль).
• Брожение: анаэробный процесс в цитоплазме, аналогичен гликолизу. Спиртовое (дрожжи, растения): глюкоза → 2 этанол + 2 CO₂ + 2 АТФ. Молочнокислое: глюкоза → 2 молочная кислота + 2 АТФ.

Этапы энергетического обмена

Подготовительный этап характеризуется расщеплением полимеров до мономеров (полисахариды превращаются в глюкозу, белки в аминокислоты), жиров до глицерина и жирных кислот.

На данном этапе выделяется некоторое количество энергии в виде тепла. Процесс протекает в клетке в лизосомах, на уровне организма — в пищеварительной системе. Вот почему после начала процесса пищеварения температура тела повышается.

Гликолиз, или бескислородный этап —

происходит неполное окисление глюкозы.

Кислородный этап — окончательное расщепление глюкозы.

Гликолиз

 Гликолиз идет в цитоплазме.  Глюкоза расщепляется до ПВК — на две трехуглеродные молекулы ПВК. Здесь участвуют 9 разных ферментов.

 За счет 2 атомов восстанавливаются 2 атома НАД+ в два НАДH.

За счет других 2 атомов водорода ПВК сможет превратиться в молочную кислоту С3H6О3.

 А за счет энергии электронов, перенесенных с высоких энергетических уровней глюкозы на более низкий уровень НАД+, синтезируются 2 молекулы АТФ из АДФ и фосфорной кислоты.

 Часть энергии растрачивается в виде тепла

 Если кислород в клетке отсутствует, или его мало, то 2 молекулы ПВК восстанавливаются за счет двух НАДH

до молочной кислоты:

 Присутствие молочной кислоты является причиной боли в мышцах при нагрузках и недостатке кис-

2С3H4О3 + 2НАДH + 2H+ = 2С3H6О3 (молочная кислота) + 2HАД+.

лорода.

 После активной нагрузки кислота отправляется в печень, где от нее отщепляется водород, то есть она

снова превращается в ПВК.

 Эта ПВК может уйти в митохондрии для полного расщепления и образования АТФ.  Часть АТФ расходуется и на то, чтобы превратить большую часть ПВК снова в глюкозу путем обращения гликолиза. Глюкоза с кровью пойдет в мышцы и будет храниться в виде гликогена.

Брожение — это анаэробный (бескислородный) метаболический распад молекул различных питательных

веществ, например, глюкозы.

Спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, ускуснокислое брожение идет в анаэробных условиях в цитоплазме. По сути, как процесс брожение соответствует гликолизу.

Спиртовое брожение специфично для дрожжей, некоторых грибов, растений, бактерий, которые в бескислородных условиях переходят на брожение.

Для решения задач важно знать, что в каждом случае при брожении из глюкозы выделяется 2 АТФ, спирт, либо кислоты — масляная, уксусная, молочная. При спиртовом (и маслянокислом) брожении из глюкозы выделяются не только спирт, АТФ, но и углекислый газ.