к списку статей
Привет! Меня зовут Кристина Мельникова, я эксперт по подготовке к ЕГЭ по биологии в онлайн-школе «Умскул».
Сегодня разберём важную и одновременно коварную тему — энергетический обмен. Ребята часто путаются в его этапах, АТФ и продуктах реакций. Но мы всё разложим по полочкам — поехали!
Что такое обмен веществ
Метаболизм (обмен веществ) — это все химические реакции в клетке, которые можно разделить на две большие группы:
- Пластический обмен — ассимиляция, анаболизм — реакции синтеза сложных веществ из простых. Например, из аминокислот строятся белки. При этом энергия тратится.
- Энергетический обмен — катаболизм, диссимиляция — реакции распада сложных веществ до простых. Сопровождается выделением энергии и синтезом АТФ (аденозинтрифосфата) — вещества, которое запасает энергию и отдаёт её, когда клетке нужно что-то делать: двигаться, синтезировать вещества, переносить ионы.
В энергетическом обмене АТФ образуется, а в пластическом — расходуется.
Для экзамена важно знать катаболизм углеводов (глюкозы). Углеводы распадаются полностью до углекислого газа и воды, не оставляя токсичных продуктов, поэтому дальше рассматриваем именно обмен глюкозы.
Если хочешь подтянуть школьную программу по биологии и качественно подготовиться к ЕГЭ, приходи на курсы в Умскул. Запишись на бесплатную консультацию, чтобы узнать больше:
Три этапа энергетического обмена
- Подготовительный.
Проходит в пищеварительном тракте у многоклеточных или в лизосомах у простейших.
Сложные вещества с помощью ферментов распадаются до простых: полисахариды → глюкоза, белки → аминокислоты, липиды → глицерин + жирные кислоты.
АТФ не образуется, а вся энергия рассеивается в виде тепла.
- Бескислородный (гликолиз).
Протекает в цитоплазме. Одна молекула глюкозы (C₆H₁₂O₆) распадается на 2 молекулы ПВК (пировиноградной кислоты). Образуется 2 молекулы ПВК, 2 молекулы АТФ и 2 переносчика водорода и электронов НАДН₂, которые потом пойдут в третий этап.
- Кислородный (клеточное дыхание).
Протекает в митохондриях и делится на два подэтапа:
- Цикл Кребса. Проходит в матриксе митохондрии: ПВК превращается в ацетил-КоА и вступает в цикл. В результате выделяется CO₂, 2 АТФ и переносчики водорода НАДН₂.
- Окислительное фосфорилирование. Проходит на внутренней мембране митохондрии — кристах: электроны с НАДН₂ передаются по дыхательной цепи, создаётся протонный градиент, и АТФ-синтаза производит 34 АТФ.
Итого кислородный этап даёт 36 АТФ (2 + 34).
Суммарно за энергетический обмен одной молекулы глюкозы выход такой:
- Подготовительный этап (глюкоза получается от расщепления крахмала, гликогена или других сахаров) — АТФ не образуется, энергия уходит в виде тепла.
- Бескислородный этап (гликолиз) — образуются 2 молекулы АТФ.
- Кислородный этап — образуются 36 молекул АТФ: две в цикле Кребса и 34 при окислительном фосфорилировании.
Энергетический обмен — это объёмная тема, но, если разложить её по этапам и запомнить ключевые термины и цифры, всё обязательно получится. Главное — практикуйся и верь в себя. Удачи на экзамене!
