Клеточное дыхание

Клеточное дыхание
Митохондрии
Окислительно-восстановительная
реакция
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energy
ATP
Составные части процесса
дыхания
1. Гликолиз (расщепление сахара)
Происходит в цитоплазме вне митохондрий
2. Подготовительная фаза
Перенос из цитоплазмы в митохондрию
3. Цикл Кребса (цикл лимонной кислоты)
Происходит в матриксе митохондрий
4. Цепь транспорта электронов и
окислительное фосфорилирование
Так называемый Хемиосмозис. Происходит на
внутренней мембране митохондрий.
Гликолиз
Фаза 1.
Глюкоза (6C)
2АТФ
2АДФ + Ф
C-C-C-C-C-C
2 АТФ - используется
0 АТФ - производится
0 НАДH - производится
Глицеральдегид фосфат (2 - 3C)
(G3P или GAP)
C-C-C
C-C-C
Гликолиз
Фаза 2
Глицеральдегид фосфат (2 - 3C)
(G3P или GAP)
4АДФ + Ф
4AТФ
GAP
GAP
C-C-C C-C-C
0 ATФ - используется
4 ATP - производится
2 НАДH - производится
Пируват (2 - 3C)
(PYR)
C-C-C C-C-C
(PYR) (PYR)
Итог гликолиза
• 2 молекулы пировиноградной кислоты
• 2 молекулы АТФ
• 2 молекулы НАДН
Брожение
Происходит при недостатке кислорода, т.е.
в анаэробных условиях с образованием:
• Спирта
• Молочной кислоты
Спиртовое брожение
• Происходит при образовании вина и пива
на основе функционирования бактерий и
грибов
C
C
C
C
C
C
2AДФ
+2 Ф
2ATФ
2НАДH
C
C
C
Гликолиз
2 НАД+
глюкоза
2 ПВК
2НАДH
2 НАД+
C
C
2 спирт
2CO2
освобождается
Молочно-кислое брожение
• Происходит в мышцах животных
C
C
C
C
C
C
2AДФ
+2 Ф
2ATФ
2НАДH
C
C
C
Гликолиз
2 НАД+
Глюкоза
2НАДH
2 ПВК
2 НАД+
C
C
C
2 молочная
кислота
Подготовительная фаза
• ПВК (3С) переносится из цитоплазмы в матрикс
митохондрий и превращается в ацетилкофермент А (2С), при этом образуется 2
молекулы НАДН
Цитоплазма
C
C
C
2 CO2
матрикс
C-C
2 Пируват
2 НАД+
2НАДH
2 Ацетил CoA
Цикл Кребса
2 ацетил CoA (2C)
Цитрат (6C)
OAA (4C)
2 ФАДH2
Цикл
Кребса
4 CO2
(два раунда)
6 НАД+
2 ФАД
6 НАДH
2 ATФ
2 AДФ + Ф
Итог цикла Кребса
•
•
•
•
2 молекулы АТФ
6 молекул НАДхН
2 молекулы ФАДхН
4 молекулы СО2
Цепь транспорта электронов и
окислительное фосфорилирование
• Происходит на внутренней мембране
митохондрий
• Использует белки-цитохромы и АТФсинтетазу
• Переносит протоны через внутреннюю
мембрану, при этом образуется АТФ - из
НАДхН – 3 молекулы, из ФАДхН – 2
молекулы
Окислительное фосфорилирование
Общее количество АТФ
• 8 молекул – гликолиз
• 30 молекул – цикл Кребса и
окислительное фосфорилирование
• Всего 38 молекулы АТФ
Полный цикл окисления глюкозы
Glucose
Cytosol
Glycolysis
2 Acetyl CoA
2 Pyruvate
Mitochondria
Krebs
Cycle
2NADH
2 ATP
6NADH
2FADH2
(substrate-level
phosphorylation)
2NADH
ETC and Oxidative
Phosphorylation
2 ATP
(substrate-level
phosphorylation)
2ATP
6ATP 6ATP
18ATP
38 молекул ATP
4ATP
2ATP
• Общий выход АТФ при расчете на 1 NADH – 2.5 моль
АТФ и на 1 FADH2 - 1.5 моль АТФ
02
05
05
02
15
03
32
ATФ - гликолиз
ATФ - конвертация 2 NADH – в ходе гликолиза
ATФ – конвертация 2 NADH – подготовительная фаза
ATФ – цикл Кребса (субстратное фосфорилирование)
ATФ - конвертация 6 NADH – цикл Кребса
ATФ - конвертация 2 FADH2 – цикл Кребса
ATФ - суммарно