Question

Почему Энергообмен происходит в несколько этапов?

Answer 1

Этапы энергетического обмена : Единый процесс энергетического обмена можно условно разделить на три последовательных этапа :

Первый из них — подготовительный. На этом этапе высокомолекулярные органические вещества в цитоплазме под действием соответствующих ферментов расщепляются на мелкие молекулы: белки — на аминокислоты, полисахариды (крахмал, гликоген) — на моносахариды (глюкозу) , жиры — на глицерин и жирные кислоты, нуклеиновые кислоты — на нуклеотиды и т. д. На этом этапе выделяется небольшое количество энергии, которая рассеивается в виде тепла.

Второй этап —бескислородный, или неполный. Образовавшиеся на подготовительном этапе вещества — глюкоза, аминокислоты и др. — подвергаются дальнейшему ферментативному распаду без доступа кислорода. Примером может служить ферментативное окисление глюкозы (гликолиз) , которая является одним из основных источников энергии для всех живых клеток. Гликолиз — многоступенчатый процесс расщепления глюкозы в анаэробных (бескислородных) условиях до пировиноградной кислоты (ПВК) , а затем до молочной, уксусной, масляной кислот или этилового спирта, происходящий в цитоплазме клетки. Переносчиком электронов и протонов в этих окислительно-восстановительных реакциях служит никотинамидаденин-динуклеотид (НАД) и его восстановленная форма НАД *Н. Продуктами гликолиза являются пировиноградная кислота, водород в форме НАД • Н и энергия в форме АТФ.
При разных видах брожения дальнейшая судьба продуктов гликолиза различна. В клетках животных и многочисленных бактерий ПВК восстанавливается до молочной кислоты. Известное всем молочнокислое брожение (при списании молока, образовании сметаны, кефира и т. д. ) вызывается молочнокислыми грибками и бактериями.
При спиртовом брожении продуктами гликолиза являются этиловый спирт и СО2. У других микроорганизмов продуктами брожения могут быть бутиловый спирт, ацетон, уксусная кислота и т. д.
В ходе бескислородного расщепления часть выделяемой энергии рассеивается в виде тепла, а часть аккумулируется в молекулах АТФ.

Третий этап энергетического обмена — стадия кислородного расщепления, или аэробного дыхания, происходит в митохондриях. На этом этапе в процессе окисления важную роль играют ферменты, способные переносить электроны. Структуры, обеспечивающие прохождение третьего этапа, называют цепью переноса электронов. В цепь переноса электронов поступают молекулы — носители энергии, которые получили энергетический заряд на втором этапе окисления глюкозы. Электроны от молекул — носителей энергии, как по ступеням, перемещаются по звеньям цепи с более высокого энергетического уровня на менее высокий. Освобождающаяся энергия расходуется на зарядку молекул АТФ. Электроны молекул — носителей энергии, отдавшие энергию на «зарядку» АТФ, соединяются в конечном итоге с кислородом. В результате этого образуется вода. В цепи переноса электронов кислород — конечный приемник электронов. Таким образом, кислород нужен всем живым существам в качестве конечного приемника электронов. Кислород обеспечивает разность потенциалов в цепи переноса электронов и как бы притягивает электроны с высоких энергетических уровней молекул — носителей энергии на свой низкоэнергетический уровень. По пути происходит синтез богатых энергией молекул АТФ.

Answer 2

Энергообмен происходит в несколько этапов по нескольким причинам:

1. Эффективность: Разделение энергообмена на несколько этапов позволяет более эффективно использовать энергию. Когда энергия переходит от одной формы к другой, часть ее может быть потеряна в виде тепла или других нежелательных эффектов. Разделение процесса на несколько этапов позволяет снизить потери энергии и повысить эффективность обмена.

2. Регуляция: Разделение энергообмена на несколько этапов также позволяет более точно регулировать поток энергии. Некоторые этапы могут быть более или менее эффективными в зависимости от условий, поэтому разделение процесса позволяет более гибко управлять потоком энергии и адаптироваться к изменяющимся условиям.

3. Защита: Разделение энергообмена на несколько этапов также может служить защитной функцией. Некоторые этапы могут быть более опасными или разрушительными, поэтому разделение процесса позволяет минимизировать риски и предотвратить возможные негативные последствия.

4. Специализация: Разделение энергообмена на несколько этапов позволяет различным органам и системам в организме выполнять свои специфические функции. Каждый этап может быть связан с определенными органами или системами, которые специализированы на обработке определенного типа энергии. Это позволяет более эффективно использовать и перерабатывать энергию в организме.

Таким образом, разделение энергообмена на несколько этапов позволяет повысить эффективность, регулировать поток энергии, обеспечить защиту и специализацию в организме.