Question

Объясните реакции кислородного этапа обмен

Answer 1

Кислородный этап энергетического обмена - это аэробное дыхание, включающее в себя цикл Кребса и  окислительное фосфорилирование. Тут будет использоваться O₂, множество ферментов, процесс происходит в митохондриях.

Ранее уже образовались продукты распада глюкозы (т.е. гликолиза): пируват, лактат, и другие вещества, они то и будут окисляться. Они восполняются при помощи цикла Кребса, это цепочка реакций, взаимные превращения карбоновых кислот в матриксе митохондрий:

пируват ⇒ ацетил-кофермент А ⇒ цитрат (лимонная кислота) ⇒ изолимонная ⇒ ... ⇒ яблочная ⇒ щавелевоуксусная ⇒ лимонная ...

В общем, цикл замыкается и кислоты постоянно образуют друг друга, в ходе этого выделяются CO₂, H₂O, НАД*H, ФАД*H₂, последние 2 будут использованы в дальнейшем окислении для получения энергии в виде АТФ.

Самая главная реакция кислородного обмена - окислительное фосфорилирование:

2C₃H₄O₃ (пируват) + O₂ + 36АДФ (аденозиндифосфат) + 36H₃PO₄ (фосфорная кислота)  = 6CO₂ + 42H₂O + 36АТФ (аденозинтрифосфат)

Это фосфорилирование, потому что происходит присоединение фосфатной группы от H₃PO₄ к аденозиндифосфату (содержит 2 фосфатной группы PO₄³⁻), в результате получается аденозинтрифосфат (3 группы PO₄³⁻), ниже во вложения прикрепил условную реакцию фосфорилирования (без коэффициентов)

А окислительное оно потому что происходит окисление пирувата или любого другого продукта распада до CO₂, H₂O, при помощи O₂.

В результате этого образуются 36 моль АТФ, а это энергетическая единица клетки.

Answer 2

Кислородный этап обмена веществ - это процесс в клетках, в результате которого организм получает энергию из пищи. Этот процесс называется аэробным дыханием и происходит в митохондриях клеток. Рассмотрим его основные реакции.

1. Гликолиз: Процесс начинается с гликолиза в цитоплазме клетки, где молекула глюкозы (6 углеродов) разлагается на две молекулы пируватa (3 углерода каждая), с сопутствующим образованием небольшого количества энергии в форме АТФ и НАДН+. Гликолиз является анаэробным процессом, что означает, что он происходит без участия кислорода.

   Реакция гликолиза: Глюкоза + 2 НАД+ + 2 АТФ + 4 АДФ + 4 Рибулоза-5-фосфат → 2 пирувата + 2 НАДН+ + 2 АТФ + 4 Н2О + 4 Н+

2. Оксидативный декарбоксилирование пирувата: Пируват, полученный из гликолиза, входит в митохондрии, где происходит оксидативный декарбоксилирование. Пируват теряет углекислый радикал и превращается в ацетил-КоА, который является субстратом для следующего этапа, цикла Кребса.

   Реакция оксидативного декарбоксилирования пирувата: Пируват + НАД+ + КоА → ацетил-КоА + НАДН+ + CO2

3. Цикл Кребса (цикл карбоксилации): Ацетил-КоА вступает в цикл Кребса, в ходе которого происходят последовательные реакции, приводящие к окислению углерода в CO2 и одновременно к образованию НАДН+ и ФАДН+H2.

   Реакция цикла Кребса (для одной молекулы ацетил-КоА): ацетил-КоА + 3 NAD+ + FAD + GDP + Рибулоза-5-фосфат + 2 H2O → 2 CO2 + 3 NADН+ + FADH2 + GTP + 3 H+

4. Электронный транспорт и фосфорилирование: НАДН+ и ФАДH2, полученные в гликолизе и цикле Кребса, используются в электронном транспортном цепи для создания электрохимического градиента, который приводит к синтезу большого количества АТФ в процессе окислительного фосфорилирования.

   Реакция электронного транспорта и фосфорилирования: 10 NADН+ + 2 FADH2 + 6 O2 + 34 Рибулоза-5-фосфат + 34 АДФ + 34 Рибоза-5-фосфат → 10 NAD+ + 2 FAD + 6 H2O + 34 АТФ

Таким образом, кислородный этап обмена веществ включает в себя гликолиз, оксидативное декарбоксилирование пирувата, цикл Кребса и электронный транспорт, которые совместно приводят к образованию энергии (в форме молекул АТФ) для клеточных процессов и к выделению CO2 как продукта обмена веществ.