Як клітка отримує і використовує енергію
Щоб жити, треба працювати. Ця життєва істина цілком застосовна до будь-яких живих істот. Всі організми: від одноклітинних мікроорганізмів до вищих тварин і людини - безперервно здійснюють різні типи роботи. Такі рух, тобто механічна робота при скороченні м'язів тваринного або обертанні джгутика бактерії; синтези складних хімічних сполук в клітинах, тобто хімічна робота; створення різниці потенціалів між протоплазми і зовнішнім середовищем, тобто електрична робота; перенос речовин із зовнішнього середовища, де їх мало, всередину клітини, де тих же речовин більше, тобто осмотична робота. Крім перерахованих чотирьох основних типів роботи, можна згадати освіту тепла теплокровними тваринами у відповідь на зниження температури навколишнього середовища, а також утворення світла світяться організмами.
Що таке енергетичний обмін
Все це вимагає витрат енергії, яка черпається з тих чи інших зовнішніх енергетичних ресурсів. Первинним джерелом енергії для біосфери служить сонячне світло, засвоюваний фотосинтезуючими живими істотами: зеленими рослинами і деякими бактеріями. Створювані цими організмами біополімери (вуглеводи, жири і білки) можуть потім використовуватися в якості «палива» усіма іншими - гетеротрофних - формами життя, до яких відносяться тварини, гриби і більшість видів бактерій.
Біополімери їжі можуть бути дуже різні: це сотні різних білків, жирів і полісахаридів. В організмі відбувається розпад цього «палива». Перш за все полімерні молекули розпадаються на складові їх мономери: білки розщеплюються на амінокислоти, жири - на жирні кислоти і гліцерин, полісахариди - на моносахариди. Загальна кількість різних типів мономерів вимірюється вже не сотнями, а десятками.
Надалі мономери перетворюються в невеликі по величині моно-, ді-і трикарбонових кислот з числом вуглецевих атомів від 2 до 6. Цих кислот всього десять. Їх перетворення замкнуто в цикл, названий циклом Кребса в честь його першовідкривача,
У циклі Кребса відбувається окислення карбонових кислот киснем до вуглекислого газу і води. Саме освіта води в результаті реакції молекулярного кисню з воднем, відщеплення від карбонових кислот, супроводжується найбільшим виділенням енергії, в той час як попередні процеси служать головним чином лише підготовкою «палива». Окислення водню киснем, тобто реакція гримучого газу (О2 + 2Н2 = 2Н20), в клітці розбите на кілька стадій, так що звільняється при цьому, виділяється не відразу, а порціями.
Так само порціями відбувається звільнення енергії, що надходить у вигляді кванта світла, в клітинах організмів-фотосинтетиков.
Отже, в одній і тій же клітині існує, по-перше, кілька реакцій звільнення енергії і, по-друге, безліч процесів, що йдуть з поглинанням енергії. Посередником цих двох систем, сукупність яких називається енергетичним обміном, служить особлива речовина - аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).
Поділіться на сторінці