 |
|
Пластичний обмін вуглеводів у гетеротрофних організмів
Моносахариди, які потрапили в цитоплазму, можуть не тільки піддаватися розщепленню з виділенням енергії, але й є матеріалом для синтезу власних полісахаридів клітини.
Глюкоза за допомогою специфічних ферментів полімеризується з утворенням глікогену (цей процес називається глікогенезом). У цьому разі витрачається енергія АТФ. Синтезований глікоген накопичується в цитозолі у вигляді гранул і є запасною поживною речовиною. У разі необхідності він окиснюється до глюкози, яка включається в гліколіз. Утворена внаслідок розпаду глікогену в клітинах печінки ссавців глюкоза виходить у кров і є джерелом енергії для нейронів і м'язів. Оскільки більшість реакцій гліколізу є оборотними, клітина здатна синтезувати глюкозу з інших сполук ацетил-КоА, кислот, залучених у ЦТК (цей процес називається глюконеогенезом).
Пластичний обмін вуглеводів у фототрофних організмів – фотосинтез
Фотосинтез – це процес перетворення енергії сонячного світла на енергію хімічних зв'язків і синтезу органічних сполук (вуглеводів) з неорганічних (вода та вуглекислий газ).
Фотосинтез – процес утворення органічних сполук із неорганічних завдяки перетворенню світлової енергії в енергію хімічних зв'язків. Здійснюється в клітинах зелених рослин за участю пігментів хлоропластів – хлорофілів a та b (зелені), каротиноїдів (жовті), фікобілінів (сині та червоні).
| Фази | Місце | Процеси |
| Світлова фаза | На мембранах тилакоїдів хлоропластів | Фотосинтезуючі пігменти поглинають енергію світла, що приводить до «збудження» одного з електронів молекули пігменту, який за допомогою молекул-переносників переміщується на зовнішню поверхню мембрани тилакоїдів. Відбувається фотоліз води: H2O ^ H+ + OH-. Йони H+ перетворюються на Гідроген, який використовується у реакціях фотосинтезу: H+ + e → H . Гідроксильні йони, взаємодіючи між собою, утворюють кисень, воду й вільні електрони: 4OH → 2H2O + O2 + 4 e . Електрони через ряд проміжних речовин передають енергію для відновлення НАДФ (нікотинамідаденіндинуклеотидфосфат), який приєднує два атоми Гідрогену й перетворюється на НАДФ+ Частина енергії електронів перетворюється на енергію АТФ: АДФ + Ф + Q → АТФ |
| Темнова фаза (світло не потрібне) | У стромі хлоропластів | За наявністю CO2, енергії АТФ та сполук, що утворилися у світлових реакціях, відбувається приєднання Гідрогену до CO2, який надходить до хлоропластів із зовнішнього середовища. Через ряд послідовних реакцій (цикл Кальвіна) за участю специфічних ферментів утворюються різноманітні сполуки, основними з яких є вуглеводи У процесі цикла Кальвіна відбувається фіксація атома Карбону CO2 для побудови глюкози (C6H12O6) з рибульозо-1,5- дифосфату (C5H8O5P2). Для синтезу 1 молекули глюкози в циклі Кальвіна необхідно 12 молекул НАДФН і 18 молекул АТФ, що утворюються в результаті фотохімічних реакцій фотосинтезу. Енергія для синтезу вуглеводів утворюється внаслідок розщеплення молекул АТФ, синтезованих під час проходження електронів по компонентах ФС1 і ФС2. Утворена в процесі циклу Кальвіна глюкоза може потім розщеплюватися до пирувата, надходити в цикл Кребса. |
| Сумарне рівняння фотосинтезу: 6CO2 + 6H2O +ен е ргія → C6H12O6 + 602 |