· Энергия химических связей органических веществ , высвобождающаяся при их распаде в результате расщепления и окисления ( диссимиляции ) не может быть непосредственно использована клеткой и организмом для выполнения той или иной работы ( освобождение энергии , запасённой в органических веществах , осуществляется в результате дыхания – анаэробного и аэробного )
· Выделяющаяся энергия аккумулируется ( запасается ) в высокоэнергетических макроэргических связях соединений ( макроэргах ) , чаще всего в молекулах АТФ , которые являются универсальным источником энергии для всех эндотермических процессов в клетке и организме
v Известно , что в условиях нейтральной среды клетки АТФ находится не в виде кислоты , а в виде соли , и вместо ОН – групп в составе остатков фосфорнрй кислоты имеет отрицательно заряженные атомы кислорода О 2 - ;
· Такая молекула является нестабильной и под влиянием специфических ферментов легко гидролизуется , последовательно расщепляясь до АДФ ( аденозиндифрсфата ) и АМФ (аденозинмонофосфата ) в результате гидролиза каждой из двух макроэргических связей выделяется около 30 ,6 кДж энергии
· Энергия высвобождающаяся при гидролизе АТФ используется клеткой для совершения всех видов работы ( механической , электрической , осмотической ; больше всего затрачивается на биологические синтезы – ассимиляцию )
АТФ + Н2О = АДФ + Н3РО4 + 30 ,6 кДж
АДФ + Н2О = АМФ +Н3РО4 + 30 ,6 кДж
АМФ +Н2О = аденин + рибоза + Н3РО4 + 13 ,8 кДж
· Живые клетки с помощью ферментативных реакций преобразуют энергию АТФ в другие виды энергии , необходимые для протекания различных видов жизнедеятельности и в конечном итоге после выполнения работы вся она рассеивается в виде тепла
v Преобразование энергии происходит в ходе перехода электронов с одного энергетического уровня на другой , которые стремятся при этом к конечному веществу – акцептору ; конечным акцептором электронов чаще всего служит кислород или хлорофилл
v Передача электронов от молекул-доноров к молекуле-акцептору происходит при участии заключённой в мембранах митохондрий или хлоропластов ферментативной электронно-транспортной цепи
· Запас АТФ в клетке ограничен и пополняется благодаря процессу ( реакции ) окислительного фосфорилирования , происходящему с разной интенсивностью при дыхании , брожении , гликолизе и фотосинтезе ( АТФ обновляется очень быстро – у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 мин. )
Окислительное фосфорилирование – протекающий на мембранах крист митохондрий эндотермический ферментативный процесс синтеза АТФ из АДФ с участием неорганического фосфата ( Н3РО4 ), связанный и окислением восстановленных переносчиков ( НАД Н2 до НАД ; НАДФ Н2 до НАДФ ) и переносом электронов в электронно-транспортной цепи
АДФ + Н3РО4 + 30 ,6 кДж = АТФ
q Энергия для фосфорилирования у хемотрофов поступает от окисляющихся в клетке органических веществ , у фототрофов используется энергия солнечной радиаци.