Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

METABOLISMUS ŠÁRKA VOPĚNKOVÁ 2012. Průtok energie ekosystémem Mitochondrie používají organické produkty fotosyntézy jako paliva pro buněčnou respiraci;

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "METABOLISMUS ŠÁRKA VOPĚNKOVÁ 2012. Průtok energie ekosystémem Mitochondrie používají organické produkty fotosyntézy jako paliva pro buněčnou respiraci;"— Transkript prezentace:

1 METABOLISMUS ŠÁRKA VOPĚNKOVÁ 2012

2 Průtok energie ekosystémem Mitochondrie používají organické produkty fotosyntézy jako paliva pro buněčnou respiraci; rovněž přitom spotřebovávají kyslík vytvořený fotosyntézou. Respirace mění energii organických látek na energii ATP. Odpadní produkty respirace, oxid uhličitý a voda, jsou výchozími látkami pro fotosyntézu, která probíhá v chloroplastech.

3 Rozdělení organismů dle jejich metabolismu organismy, které potřebují k životu vzdušný kyslík organismy, které kyslík ze vzduchu nevyužívají AerobníAnaerobní

4 Metabolismus A.katabolismus •souhrn rozkladných dějů •zisk energie a stavebních látek organismu •produkuje energii B.anabolismus •souhrn syntetických dějů •vznik nových, složitějších chemických látek •spotřebovává energii

5 ENERGETICKÝ METABOLISMUS  Metabolické dráhy  chemické reakce neprobíhají izolovaně  prostřednictvím meziproduktů na sebe navazují  metabolické dráhy jsou v eukaryotních buňkách lokalizovány:  cytoplazma, mitochondrie, chloroplast

6 Anabolismus a katabolismus AnabolismusKatabolismus Látky chemicky složitější Látky chemicky jednodušší + energie rozklad syntéza Anabolické reakce - endergonické (energii spotřebovávají). Katabolické reakce - exergonické (energii uvolňují).

7 METABOLISMUS  Všechny buňky potřebují dostatek energie  Energie je uložená v chemických vazbách organických molekul potravy  Odbourávání molekul tuků, cukrů, bílkovin je spojeno s uvolňováním energie = katabolický proces buněčného dýchání  Buňky uvolňují energii z molekul glukózy jejich postupnou oxidací = buněčné dýchání

8 METABOLISMUS  Energie se postupně uvolňuje a je ukládána do molekul ATP  Jestliže je u z molekul ATP odstraněna fosfátová skupina, energie se snadno a rychle uvolní a buňce k dispozici:  ATP > ADP + P + energie  NADH – vzniká v průběhu buněčného dýchání, slouží jako nosiče elektronů

9 VZNIK ATP  ATP vzniká dvěma způsoby: oxidační fosforylací a substrátovou fosforylací:  Oxidační fosforylace odpovídá za vznik 90 % ATP během procesů buněčné respirace  Substrátová fosforylace probíhá, když enzymy přenáší na ADP fosfátovou skupinu z jiné látky, tzv. substrátové molekuly

10 KDE VZNIKÁ ATP KDE SE VYUŽÍVÁ

11 ATP jako makroergická sloučenina  jedna molekula ATP se skládá ze tří částí: adenin  zásaditá složka – adenin D-ribosa  cukerná složka – D-ribosa trifosfát  kyselá složka – trifosfát

12 ATP  ATP > ADP + P + energie  ATP funguje v buňce jako energetické platidlo  Je neustále v oběhu

13 BUNĚČNÉ DÝCHÁNÍ

14 Energetický význam redoxních dějů soustavy buňky celé organismy získávají energii pro metabolické děje a pro životní projevy OXIDACÍ přijímaných živin Oxidace živin na CO 2 a H 2 O probíhá v mitochondriích

15

16

17 Etapy buněčné respirace 1. Glykolýza 2. Krebsův cyklus 3. Elektron – transportní řetězec a oxidativní fosforylace

18 Etapy buněčné respirace

19 Glykolýza (= štěpení cukru)  probíhá v cytoplazmě = cytosolu buňky  rozštěpením šestiuhlíkaté glukózy vznikají dvě molekuly kyseliny pyrohroznové = pyruvát = tříuhlíkovitá sloučenina  nedochází k uvolnění oxidu uhličitého  glykolýza je sled deseti reakcí, katalyzovaných deseti enzymy

20 Glykolýza (= štěpení cukru)  glykolýza se dělí na dvě fáze:  při prvních pěti krocích se spotřebují 2 molekuly ATP  při druhých pěti krocích vznikají 4 molekuly ATP a dvě molekuly NADH  !!! celkový výtěžek glykolýzy : 2 molekuly ATP a dvě molekuly NADH  ATP vzniká substrátovou fosforylací !!!  glykolýza probíhá bez ohledu na přítomnost nebo nepřítomnost kyslíku

21 Acetyl-koenzym A  Kyselina pyrohroznová (pyruvát ) je dopravena přes vnější a vnitřní membránu do mitochondrie  V matrix mitochondrií je pyruvát převeden na acetyl-CoA a CO 2

22  Vzniká také jedna molekula NAPH  acetyl-CoA je dvouuhlíkatá sloučenina vstupuje do Krebsova cyklu.

23 KREBSŮV CYKLUS  Při něm vzniká : CO 2  a elektrony s vysokým obsahem energie  Probíhá v matrix mitochondrií  Soubor 8 reakcí  Podle vědce Hanse Krebse NC 1953  Také cyklus kyseliny citrónové > podle prvního produktu, který v cyklu vzniká

24 KREBSŮV CYKLUS  2 × v průběhu Krebsova cyklu dochází ke dekarboxylaci = odstranění oxidu uhličitého z organických látek  CO 2 difunduje ven z buňky  !!!! výtěžek Krebsova cyklu na 1 molekulu glukózy:  6 molekul NADH, 2 molekuly FADH 2 (elektrony s vysokým obsahem energie) a 2 molekuly ATP

25 Acetyl-CoA  pokud má buňka dostatek ATP a není třeba jej dále vyrábět, acetyl-CoA se přepne a místo Krebsova cyklu se využije k syntéze zásobních tuků.  u mnoho savců (včetně člověka) tak příjem většího množství potravin než je zrovna potřeba ústí v syntézu zásobních tuků  pokud je hladina ATP nízká, nastává opačný proces: tuky jsou odbourávány

26 Výtěžek Krebsova cyklu Doposud vznikaly všechny molekuly ATP substrátovou fosforylací Doposud vznikly 4 ATP: - dvě z glykolýzy - dvě z Krebsova cyklu

27 TRANSPORT ELEKTRONŮ A OXIDAČNÍ FOSFORYLACE  Elektrony vzniklé v Krebsově cyklu procházejí elektron- transportním řetězcem a vzniká ATP  Oxidační fosforylace probíhá v mitochondriích  Transport elektronů probíhá na vnitřní membráně mitochondrií

28 ELEKTRON – TRANSPORTNÍ ŘETĚZEC  = DÝCHACÍ ŘETĚZEC  Je tvořen mnoha molekulami enzymů  Enzymy jsou zanořeny do fosfolipidové dvojvrstvy vnitřní membrány mitochondrií  Jsou to přenašeči elektronů  Elektrony s vysokým obsahem energie jsou přineseny do řetězce molekulami NADH a FADH 2 > postupně uvolňují energii > energie použita k přenosu vodíkových protonů z matrix do mezimembránového prostoru

29 ELEKTRON – TRANSPORTNÍ ŘETĚZEC  Na konci přenosu jsou elektrony předány molekulám plynného kyslíku  Kyslík reaguje s protony vodíku za vzniku vody

30 VZNIK ATP  Nejdůležitějším výsledkem buněčného dýchání je vznik ATP  ATP vzniká fosforylací: přidání anorganického fosfátu P k ADP  Při dýchání je zapotřebí kyslík > proto oxidační fosforylace  Důležitý enzym = ATP- syntáza  Enzym je zabudován ve vnitřní membráně mitochondrie  v molekule ATP- syntázy je kanálek,kde procházejí vodíkové ionty

31  ATP- syntáza je velmi výkonná > může vytvořit více než 100 molekul ATP za 1 sekundu  Na tvorbu jedné molekuly ATP musí projít ATP- syntázou tři vodíkové protony  Oxidační fosforylací vznikne na jednu molekulu glukózy 34 molekul ATP  Při glykolýze vznikly pouze 2 molekuly ATP

32 ZISK ATP  34 molekul ATP – oxidativní fosforylace  2 molekuly ATP – glykolýza  2 molekuly ATP – Krebsův cyklus  Celkem 38 molekul ATP  Odečteny 2 molekuly ATP - potřebné pro transport kyseliny pyrohroznové z cytoplazmy do mitochondrie  Celkový zisk je 36 molekul ATP na jednu molekulu glukózy

33 ANAEROBNÍ METABOLISMUS  Kyselina pyrohroznová je převedena na jiný produkt: kyselina mléčná nebo alkohol  Tyto procesy označujeme jako kvašení fermentace

34 ALKOHOLOVÉ KVAŠENÍ  Vyžíváno některými rostlinami a houbami, nejčastěji kvasinkami  Kvasinky přeměňují kyselinu pyrohroznovou na etanal, uvolní se CO 2  etanal je převeden na etanol  Využití: pekařské kvasinky > kynutí těsta  Pivní a vinné kvasinky > alkoholické nápoje

35 MLÉČNÉ KVAŠENÍ  Vyskytuje se u některých bakteríí a živočišných buněk  Kyselina mléčná vzniká při anaerobních kvašení bakterií Lactobacillus bulgaricus  Tyto bakterie se přidávají do mléka > zkvašují mléčný cukr laktózu na kyselinu pyrohroznovou > kyselina mléčná > zakysání mléka  Ze zakysaného mléka : jogurty,některé sýry

36 MLÉČNÉ KVAŠENÍ  I ve svalových buňkách  Buňky nemají při cvičení dostatek kyslíku > kyslíkový dluh  Kyselina pyrohroznová je přeměněna na kyselinu mléčnou > hromadí se v buňkách > způsobuje svalovou bolest  Kyselina mléčná odvedena krví do jater > převedena zpět na glukózu  Tento proces vyžaduje kyslík > zhluboka dýcháme > zásoby kyslíku játrům

37 Elektron-transportní řetězec

38

39 Celkový výtěžek buněčné respirace

40

41 Etapy buněčného dýchání

42 Aerobní a anaerobní odbourávání - schéma kyselina pyrohroznová aerobní odbourávání anaerobní odbourávání acetylkoenzym A citrátový cyklus + dýchací řetězec CO 2, H 2 O + energie mléčné kvašeníalkoholové kvašení kyselina mléčná ethanol

43 Zpracování živin (oxidace) sacharidylipidybílkoviny D-glukosa mastné kys. glycerol aminokyseliny acetylkoenzym A citrátový cyklus CO 2 + H 2 O + E ATP se štěpí se odbourávají dýchací řetězec, oxidační fosforylace

44 Celkový výtěžek buněčné respirace

45 Alkoholové kvašení

46 Mléčné kvašení

47 ZDROJE  ZÁVODSKÁ, Radka Praha: Nakladatelství Scientia, ISBN


Stáhnout ppt "METABOLISMUS ŠÁRKA VOPĚNKOVÁ 2012. Průtok energie ekosystémem Mitochondrie používají organické produkty fotosyntézy jako paliva pro buněčnou respiraci;"

Podobné prezentace


Reklamy Google