Біологія. Міні-довідник. ЗНО

Етапи перетворення енергії в організмі

Підготовчий етап. На цьому етапі макромолекули субстратів (білків, вуглеводів, жирів, нуклеїнових кислот) розпадаються на дрібні молекули: із крохмалю, глікогену утворюється глюкоза; із жиру — гліцерин і жирні кислоти, з білків — амінокислоти, з нуклеїнових кислот — нуклеотиди. Розпад речовин на цьому етапі супроводжується незначним енергетичним ефектом.

Другий етап енергетичного обміну називають неповним (або безкисневим, анаеробним, гліколізом).

Речовини, які утворилися на підготовчому етапі, (глюкоза, амінокислоти тощо) розпадаються далі. Це тривалий, складний, багатоступінчастий процес. Він складається з низки ферментативних реакцій, що відбуваються одна за одною. Кожна реакція каталізується особливим ферментом, оскільки дія ферментів строго специфічна. Ферменти, які беруть участь у цьому процесі, розміщуються на внутрішньоклітинних мембранах правильними рядами. Речовина, потрапивши на перший фермент цього ряду, пересувається, як на конвеєрі, на другий фермент, на третій і т. д.

Це забезпечує швидкий перебіг процесу. Розгляньмо його на прикладі анаеробного розщеплення глюкози, яке має спеціальну назву — гліколіз, або бродіння. Гліколіз складається із 13-ти послідовних ферментативних реакцій. Відповідно в ньому беруть участь 13 ферментів, у ході його утворюється 12 різних продуктів. У процесі гліколізу кисень не бере участі, тому його називають безкисневим розщепленням. Процес гліколізу в клітині відбувається за участі фосфатної кислоти й АДФ.

Третій етап енергетичного обміну називають повним, або кисневим розщепленням (цикл Кребса).

Піровиноградна кислота, яка утворюється в результаті анаеробного розщеплення вуглеводів, жирів і білків, окиснюється до СО₂ і Н₂О. Аеробне розщеплення, як і анаеробне, складається з кількох послідовних ферментативних реакцій. Кожна реакція каталізується особливим ферментом. Їх сукупність називають циклом Кребса (на честь англійського біохіміка, який детально дослідив цей клітинний метаболізм). Аеробний процес Кребса — справжній коловий процес. Цикл Кребса починається реакцією піровиноградної кислоти зі щавлевооцтовою кислотою, а закінчується утворенням щавлевооцтової кислоти, яким цей процес почався.