Презентация на тему "БИОЭНЕРГЕТИКА"

Содержание

• 
  Слайд 1

  БИОЭНЕРГЕТИКА

  Реакции биологического окисления Принципы структурно-функциональной организации электронтранспортной цепи митохондрий Сопряжение окисления и фосфорилирования в электронтранспортной цепи митохондрий

• 
  Слайд 2
  

  Основные биоэнергетические процессы: запасание химической энергии в форме АТФ, сопряженное с экзергоническими реакциями окисления субстратов – реакциями катаболизма; утилизация энергии путем гидролиза АТФ, сопряженная с эндергоническими реакциями синтеза – реакциями анаболизма.

• 
  Слайд 3
  

  Синтез АТФ – фосфорилирование АДФ – основной вопрос биоэнергетики. Фосфорилирование АДФ – эндергонический процесс (∆G > 0). Источники энергии для синтеза АТФ: химическая энергия; солнечная энергия.

• 
  Слайд 4
  

  Фосфорилирование АДФ: Фотосинтетическое – синтез АТФ в световой стадии фотосинтеза (фототрофы); Окислительное – энергия окисления органических соединений трансформируется в макроэргические связи АТФ; Субстратное – донорами Фн являются метаболиты, акцептором АДФ.

• 
  Слайд 5
  

  АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) – термодинамически нестойкое соединение Электростатическое отталкивание одноименных зарядов + + + .. .. .. .. Конкурентный резонанс

• 
  Слайд 6
  

  Независимо от типа фосфорилированиясинтез АТФ связан с реакциями окисления! Совокупность реакций окисления органических соединений (субстратов) – биологическое окисление.

• 
  Слайд 7
  

  Аэробное окисление – конечный акцептор е- О2 – дыхание. Анаэробное окисление – конечный акцептор е-органические соединения.

• 
  Слайд 8
  

  Передача е- от субстрата на кислород происходит с участием ряда промежуточных переносчиков (промежуточных акцепторов). Промежуточные переносчики организованы в сложную систему, локализованную во внутренней мембране митохондрий.

• 
  Слайд 9
  

  Совокупность последовательных окислительно-восстановительных реакций осуществляется цепью переноса (транспорта) электронов, или дыхательной цепью.

• 
  Слайд 10
  

  Система образована окислительно-восстановительными ферментами и кофакторами: Пиридинзависимыедегидрогеназы; КоЕ: НАД+ Флавинзависимыедегидрогеназы; КоЕ: ФАД, ФМН Убихинон (КоQ) Цитохромы с, с1, b, а, а3 FeS-белки

• 
  Слайд 11
  

  Компоненты электрон-транспортной цепи организованы в 4 комплекса: Комплекс I: ФМН-зависимая НАДН : КоQ-оксидоредуктаза Комплекс II: ФАД-зависимая сукцинат : КоQ-оксидоредуктаза Комплекс III: КоQН2 : cytc-оксидоредуктаза Комплекс IV: цитохромоксидаза

• 
  Слайд 12
  
• 
  Слайд 13
  

  Направление потока электронов в ЭТЦ определяется окислительно-восстановительными потенциалами компонентов цепи (Ео′). ∆Gвсей цепи = -220 кДж/моль. Образующаяся при окислении энергияиспользуется для фосфорилирования AДФ.

• 
  Слайд 14
  

  В ЭТЦ есть 3 участка, на которых выделяется более 30 кДж/моль (макроэргическая связь >30 кДж/моль) – участки сопряжения окисления и синтеза АТФ. При переносе 2е-от субстрата по электрон-транспортной цепи на атом кислорода синтезируется 3 молекулы АТФ.

• 
  Слайд 15
  

  Среднесуточное потребление кислорода – 27 моль. Из них: 2 моль расходуется на оксигеназные и оксидазныереакции; 25 моль – на дыхание (восстанавливается в ЭТЦ митохондрий). Следовательно, синтезируется125 моль АТФ (при P/O = 2,5 – среднее значение). М(АТФ)= 507,2 г/моль, т.е. синтезируется ~ 63 кг. Масса АТФ в организме – 20-30 г. Следовательно, каждая молекула АТФ за сутки гидролизуетсяи фосфорилируется~ 2500 раз.

• 
  Слайд 16
  

  Каким образом транспорт электронов служит источником энергии? Как эта энергия передается в реакцию фосфорилирования АДФ: АДФ + Фн→ АТФ? Петер Митчелл (1920-1992) Лауреат Нобелевской премии по химии (1978) за вклад в понимание процессов преобразования энергии в живых организмах и формулировку хемиосмотической теории