Анаеробно дишане. Характеристика на анаеробното дишане.
Анаеробно дишане често се нарича ферментация. Много микроорганизми са голяма част от ATP поради анаеробно дишане. За някои бактериална кислород, дори и в конвенционалните количества присъстват в атмосферата като цяло е разрушителна, така че те са принудени да живеят там, където няма кислород. Такива организми са наречени облигатни анаеробни бактерии (например - Clostridium tetani, причинителят на тетанус).
Има и други организми, такива като дрожди и паразити от стомашно-чревния тракт (тении и др.), Които могат да съществуват без кислород. и присъствието му. Те се наричат факултативни анаероби: ако е необходимо, те се движат към анаеробно дишане, но с използване на аеробни път в присъствието на кислород. Някои клетки временно изпитват липса на кислород (по-специално, мускулни клетки) също имат капацитет за анаеробно дишане.
Първата фаза на анаеробното дишане е и гликолизата. Той дава резултат за всяка молекула на глюкоза, две молекули на пирогроздена киселина. две ATP молекули и две молекули понижено NAD (вж. таблица. 9.1). В аеробни дишане присъедини към NAD водород след поредица от реакции протичат с освобождаването на енергия се предава на края се окислява до кислород и вода. В анаеробно дишане, че не е възможно, тъй като няма кислород. Вместо водород rejoins на пирогроздена киселина, така че част от енергията, съдържаща се в една молекула глюкоза и не се екстрахира (остава в крайния продукт на ферментация). По-долу ние погледнем по-отблизо как това се случва в гъби и животински клетки.
Анаеробните дишане в гъби, такива като дрожди
Пирогроздена киселина ---------> ацеталдехид + CO2 ензим: пируват декарбоксилаза
Ацеталдехидът + NAD • H + Н + ---------> етанол + NAD + ензими алкохол дехидрогеназа
Общо: пирогроздена киселина ---------> етанол + CO2
Това са крайните етапи на процеса, който се нарича алкохолна ферментация. АТФ по време на алкохолна ферментация се образува само в ранните етапи - чрез разцепване на глюкозата до пирогроздена киселина. Алкохолна ферментация се използва в производството на бира, вино и други алкохолни напитки. При производството на хлебни изделия секретирани дрожди използвани в алкохолна ферментация на СО - газовите мехурчета са принудени да се изкачи на тестото. Крайният продукт на алкохолна ферментация - етанола - все още съдържа много енергия (в Бразилия, например, тя е направена в бензоспирт, които шофират). Въпреки това, в отсъствие на кислород, енергията на етанол може да бъде отстранен.
Общо АТР добив на алкохолна ферментация е две ATP молекули на молекула глюкоза.
Анаеробните дишане в животински клетки. например в мускулната тъкан
Пирогроздена киселина + NAD * Н + Н + ----------------> Млечна киселина + NAD * ензим: лактат дехидрогеназа
Когато ферментацията на млечна киселина. както и в алкохол, на глюкоза форма молекула две молекули АТР. В края на своя продукт - млечна киселина - все още е запазена много енергия.
Общата схема на анаеробното дишане е показано на фигурата.
Сравнение на аеробни и анаеробни дишане.
В аеробни дишане на молекула глюкоза окислени форми 38 ATP молекули.
Общото количество на енергията, освободена от пълно окисление на глюкоза. е 2880 кДж за 1 мол.
В един мол на АТР се заключи kDzh.V 30,6 38 30,6 мола АТР сключени X38 = 1162.8 кДж.
По този начин, ефективността на преобразуване на енергия по време на аеробна дишане е: 1162.8 / 2880 = 40.4%.
анаеробно дишане
1. дрожди (алкохолна ферментация) Ако алкохолна ферментация за всяка молекула на глюкоза са оформени две молекули АТР.
Глюкоза ------------> 2Etanol + 2S02 + 2ATF
Общо енергия. освободен от глюкоза по време на превръщането му в етанол е 210 кДж на 1 мол.
2 h30,6 = 61,2 кДж се крие в два мола АТФ.
Следователно, ефективността на преобразуване на енергия по време на алкохолна ферментация е 61,2 / 210 = 29.1%.
2. мускул (млечна ферментация) Ако млечна ферментация киселина глюкоза на молекула форма две молекули АТР.
Глюкоза -----------> 2Molochnaya киселина + 2ATF
Общо енергия. освободен от глюкоза по време на неговото превръщане в млечна киселина, е 150 кДж на 1 мол.
По този начин, ефективността на преобразуване на енергия по време на ферментацията на млечна киселина е 61,2 / 150 = 40.8%.
Тези цифри показват, че ефективността на преобразуване на енергията във всяка една от тези системи е доста висока в сравнение с бензин (25-30%) и пара (8-12%) двигатели. Количеството енергия, съхранявана под формата на АТР от аеробно дишане, 19 пъти повече от анаеробно (38 ATP молекули на молекула глюкоза в първия случай и две молекули АТР - в секунда). От тази гледна точка е много по-ефективен аеробно дишане на анаеробно. Това се дължи на факта, че по време на анаеробното дишане значителна част от енергията се "капан" в етанол или млечна киселина. Енергията, съдържаща се в етанол и остава постоянно достъпна за дрожди и, следователно, алкохолна ферментация в смисъл на енергия - неефективен процес. Тъй като млечна киселина може да бъде възстановена по-късно, а голямо количество енергия, ако се появи кислород. В присъствието на кислород, млечна киселина се превръща в черния дроб в пирогроздена киселина. След това тя се подава в цикъла на Кребс и е напълно окислен до С02 и Н2 О, причинява голямо количество допълнителни ATP молекули. Друг възможен начин - от енергията на АТР от глюкоза пирогроздена киселина може отново да бъде оформен в един процес, който е искане на гликолиза.
Свързани статии