reforef.ru 1
Митохондрия



Открыты

В 1930 году

Для каких организмов характерны

В клетках животных и растений; у бактерий - мезосомы

Форма

Варьирует от круглой до продолговатой

Размер

0,2 - 7 мкм

Строение

2 мембраны: наружная и внутренняя (образует складки - кристы)

Число крист

Неодинаково, от нескольких десятков до нескольких сотен, много в митохондриях активно функционирующих клеток

Химический состав

Белки, жиры, ДНК

Функции

Синтез АТФ, белков, "силовая станция", дыхание

Количество в клетке

Зависит от функции клетки

Образование митоходрий

Делением уже существующих

Время жизни

5-10 дней

Состав матрикса

Ферменты, углеводы, липиды, ДНК, РНК, рибосомы, белки


Обмен веществ

Поступление

веществ и энергии

Удаление в-в








Рассеивание Е




Ассимиляция

(пластический обмен)

Диссимиляция

(энергетический обмен)

Реакции биосинтеза
- Е

ферменты

Реакции расщепления сложных веществ

(запасных, пищевых)

+ Е

ферменты

3 стадии:

  1. синтез промежуточных соединений из низкомолекулярных (органич. к-т, альдегидов)

  2. синтез мономеров из промежуточных веществ

  3. синтез макромолекул из мономеров

3 этапа:

  1. Подготовительный (вне клетки под действием ферментов пищеварительных соков: рампад белков, жиров, углеводов)

  2. Бескислородный (гликолиз - расщепление глюкозы)

С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ  2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О

  1. Кислородный (дыхание, в митохондриях)

3Н6О3 + 6О2 + 36Н3РО4 + 36АДФ  6СО2 + 6Н2О + 36АТФ + 36Н2О


С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ  2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О


3Н6О3 + 6О2 + 36Н3РО4 + 36АДФ  6СО2 + 6Н2О + 36АТФ + 36Н2О




спирт и СО2 - у дрожжей (спиртовое брожение)

ацетон, масляная к-та - у микроорганизмов
Гликолиз (бескислородное расщепление)

С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ  2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О

Участники гликолиза - АДФ и фосфорная кислота. В процессе гликолиза вследствие расщепления одной молекулы глюкозы образуется 2 АТФ.

Гликолиз - процесс многоступенчатый. Каскад 10 реакций следующих друг за другом. Катализируют ферменты. В результате всех реакций освобождается 200 кДж/моль энергии, часть расходуется, часть - АТФ.

Расщепление глюкозы у животных до молочной кислоты. Приготовление кислого молока, простокваши, кефира. Дрожжевые грибки в синтезе АТФ расщепляют глюкозу до этилового спирта и СО2 - спиртовое брожение( приготовление вина, пива).
Дыхание (кислородное расщепление)

3Н6О3 + 6О2 + 36Н3РО4 + 36АДФ  6СО2 + 6Н2О + 36АТФ + 36Н2О

Принимают участие субстраты, ферменты, молекулы - переносчики воды, молекулярный кислород.

Условие нормального течения кислородного расщепления - целостность митохондриальных мембран.

Молочная кислота, проникая в митохондрию, разрушается:

С3Н6О3 + 3Н2О  3СО2 + 12Н

СО2 - удаляется в окружающую среду

Н - переносятся молекулами-переносчиками во внутреннюю митохондриальную мембрану, где и окисляются (-е-):

Н2 - 2е-  2Н+


Транспорт е- на внутреннюю мембрану, ионы водорода - на наружную сторону.

Неповрежденная митохондриальная мембрана для ионов непроницаема. Увеличение концентрации Н+ на наружной мембране => зона приобретает положительный заряд. На внутренней мембране - реакция с молекулами О2.

О2 + 4е- + 4Н+  2Н2О (О2 из окружающей среды; Н+ вместе с Н2О)

Увеличение концентрации на внутренней стороне мембраны ионов ОН-; уменьшение Н+. Сторона подщелачивается и становится электроотрицательной. Рост разности потенциалов.

Выравнивание содержания Н+ израсходованного в реакции восстановления молекулы О2. В мембране АТФ-синтетаза. В ней имеется канал, через который проходят Н+ при критической разности потенциалов на мембране - 200мВ. Н+ проталкиваются через канал силой эл. поля.

Синтез АТФ в молекуле АТФ-синтетазы из АДФ и фосфорной кислоты.

В сумме на каждые 2 молекулы молочной кислоты при полном окислении освобождается 2600 кДж энергии; часть рассеивается, часть - АТФ.
Уравнение полного расщепления глюкозы:

С6Н12О6 + 6О2 + 38Н3РО4 + 38АДФ  6СО2 + 44Н2О + 38АТФ
Вывод: Расщепление глюкозы до СО2 и Н2О обеспечивает синтез 38АТФ. Из них в бескислородную стадию синтезируется только 2 молекулы АТФ. Кислородный процесс почти в 20 раз более эффективен, чем бескислородный.
Задача:

В результате диссимиляции в клетках образовалось 5 моль молочной кислоты и 27 моль углекислого газа. Определите:


  • сколько моль глюкозы израсходовано?

  • сколько из них подверглось полному, а сколько неполному расщеплению?
  • сколько АТФ синтезировано и сколько энергии аккумулировано?

  • сколько моль О2 израсходовано?