Биоэнергетика. Тканевое дыхание и окислительное фосфорилирование презентация

Содержание

Разнообразие метаболизма По источнику энергии: Фототрофы – воспринимают энергию Солнца и накапливают ее в виде химических соединений ( белков, жиров, углеводов). Хемотрофы – извлекают энергию путем окисления химических

Слайд 1Биоэнергетика Тканевое дыхание и окислительное фосфорилирование
Лекция 3

Слайд 2Разнообразие метаболизма
По источнику энергии:

Фототрофы – воспринимают энергию Солнца и накапливают ее

в виде химических соединений
( белков, жиров, углеводов).


Хемотрофы – извлекают энергию путем окисления химических соединений фототрофов

Слайд 32-ой закон Термодинамики

при необратимых процессах энтропия системы и окружающей среды увеличивается
системы

стремятся к неупорядоченности

ЭНТРОПИЯ (S) от греч. entropia -- поворот, превращение

Слайд 4Энтропия
Энтропия
растет!
мера беспорядка (случайности) в системе (S)

Слайд 5ВЗАИМОСВЯЗЬ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ.
Пищевые

вещества

Метаболиты

Катаболизм

Анаболизм

Энергия

Образование конечных продуктов обмена (углекислого газа и воды, мочевина)

Синтез структурно-функцио-
нальных компонентов клетки

Функциональная активность

Энергия ?????

Слайд 6АТФ
Fritz Albert Lipmann (1899-1986)

“ATP is energy-transfering molecule in the cell”

(1941)

Karl Lohmann (1898-1978) –

the discoverer of ATP (1929)

Слайд 7АТФ-энергетическая «валюта» клетки

Макроэргические связи
АТФ → АДФ + Ф + 30,5 кДЖ/моль

Слайд 8Взрослый человек потребляет примерно 60 кг АТФ

в день.

Во взрослом организме содержится около 50 г АТФ ???

Цикл АТФ - АДФ
АТФ ↔ АДФ + Ф
Реакция фосфорилирования

Слайд 9АТФ образуется в клетке двумя путями: - окислительное фосфорилирование: синтез АТФ

с использованием энергии выделяемой при окислении S:

Q – это энергия окисления субстрата

- субстратное фосфорилирование: синтез АТФ с использованием энергии S ( макроэрга)

Макроэргические соединения имеют макроэргические связи, т. е. связи, при гидролитическом расщеплении которых высвобождается более 30 кДж/моль (или 7 ккал/моль) энергии.

Слайд 10Макроэрги










- нуклеозидтрифосфаты, - нуклеозиддифосфаты, - креатинфосфат,
- 1,3-дифосфоглицерат,
- ацетил-КоА
-

фосфоенолпируват и др.

Слайд 11 Синтез АТФ в организме сопряжен с реакцией
образования воды



Этот процесс

происходит многостадийно с помощью многих
участников, которые называются дыхательной цепью (ДЦ).
Тканевое дыхание – окисление S кислородом воздуха до СО2 и Н2О.

Слайд 12Общий путь катаболизма

Слайд 13
Дыхательная цепь (цепь переноса электронов, ЦПЭ) – последовательность оксидоредуктаз,транспортирующих Н+ и

е- от S на О2.
ЭТЦ позволяет запасти энергию, выделяющуюся в ходе окисления НАДН2 и ФАДН2.
Высвобожденная энергия используется на синтез макроэргических связей АТФ или тепло.

Слайд 14Ферменты ДЦ локализованы на внутренней мембране митохондриях

Слайд 15Компоненты ДЦ Пиридиновые ДГ

Слайд 16Флавиновые ДГ

Слайд 17
Цитохромы b, c1 , c , a, a3
Цит. (Fe3+ )

+ е → Цит. ( Fe2+ )



Коензим Q (убихинон)

Компоненты ДЦ


R


R

железосерные белки (FeS-белки); цитохромы и железосерные белки переносят только электроны. Железосерные белки ассоциированы с ФМН, ФАД и цитохромом b.

Слайд 18Выделение энергии происходит постепенно, порциями.
Дыхательная цепь Цепь переноса электронов (ЦПЭ)

Слайд 19 ДЦ состоит из 5 ферментных комплесов: 1) НАДН - КоQ-редуктаза (

НАДН-дегилрогеназа); 2) сукцинат – КоQ-редуктаза (сукцинатдегидрогеназа); 3) КоQ-цитохром c-редуктаза ( QH2-дегидрогеназа) ; 4) цитохром а –оксидаза; 5) АТФ-синтаза (или протонная АТФ-аза (Н+- АТФ-аза) и 2 подвижных переносчиков: убихинона и цит.С

Слайд 20Принцип работы дыхательной цепи: разделение потоков протонов и электронов, поступающих из

матрикса. Электроны передаются на конечный акцептор — кислород; протоны выбрасываются в митохондриальное межмембранное пространство (ММП).

Слайд 21Дыхательные ферменты расположены в порядке ↑ величины редокс - потенциала
Место того

или иного переносчика в ДЦ определяется величиной редокс-потенциала

Слайд 22Редокс-потенциал (Ео′)

численно равен электрондвижущей силе в Вольтах, возникающей между растворами

окислителя и восстановителя (концентрации 1М, рН = 7,0, температура 25°С).

Чем отрицательнее Ео системы, тем выше ее способность отдавать электроны (восстановители). Чем положительнее редокс-потенциал, тем выше способность вещества присоединять электроны (окислители).

Слайд 23
Хемиоосмотическая теория окислительного фосфорилирования (Нобелевская премия 1978 г.).

Слайд 24Основные постулаты хемиоосмотической теории:
внутренняя митохондриальная мембрана (ВММ) непроницаема для ионов
за счет

энергии транспорта электронов через I, III и IV комплексы ДЦ из матрикса «выкачиваются» протоны;
возникающий на мембране электрохимический потенциал (ЭХП) и есть промежуточная форма запасания энергии;
возвращение (транслокация) протонов в матрикс митохондрии через протонный канал V комплекса за счет ЭХП является движущей силой синтеза АТФ.

Слайд 25Связь между транспортом электронов в ДЦ и синтезом АТФ: протонная АТФ

-синтаза

Дальнейшие исследования (Дж. Уокер, П. Бойер, Нобелевская премия 1997 г.) подтвердили предположения Митчелла.

Слайд 26Энергетический эффект биологического окисления
Пункты сопряжения тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования.

Синтез 1

моль АТФ ≈ 32 кДж/моль .
Ео′ не менее 0,26 В.




I

IV

III

Слайд 27Дыхательный контроль Регулируется скорость работы дыхательной цепи энергетическим зарядом клетки, т. е.

соотношением АТФ/АДФ.

Эффективность окислительного фосфорилирования оценивают по коэффициенту фосфорилирования Р/О: количество молекул Ф, использованных для синтеза АТФ, в расчете на один атом поглощенного кислорода.
Р/О ≤ 3
Для НАД-зависимых S - P/O =3;
Для ФАД зависимых S - Р/О = 2

Слайд 28
Ингибиторы ДЦ

Слайд 29 2,4- ДНФ

Слайд 30Субстраты ДЦ

Слайд 31Спасибо за внимание!

Похожие презентации

Строение, свойства, биологическая роль липидов. (Лекция 12) 623
Строение человека. Органы дыхания 267
История развитии микробиологии 398
Микроскопия в вирусологии. Методы наблюдения вирусов 377
Лекция №1 296
Тайга. Растительный и животный мир тайги 435

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика