Упрощенная HTML-версия
Суммарно процесс дыхания при окислении углеводов выражается
уравнением:
С
6
Н
12
О
6
+ 6 О
2
6 СО
2
+ 6 Н
2
О + 2820 кДж
глюкоза
Схема окисления углеводов в процессе дыхания представлена на рис. 7.3.
Начальная стадия превращения углеводов, вплоть до образования
пировиноградной кислоты, полностью идентична ферментативным реакциям
окисления в процессе брожения (см. п.7.3).
В клетках аэробов ПВК может быть окислена полностью в цикле Кребса
через промежуточное соединение – ацетил КоА (рис. 7.3). При этом водород,
отнятый дегидрогеназами в цикле передается в дыхательную цепь ферментов,
которая у аэробов, кроме НАД, включает ФАД, систему цитохромов и конечный
акцептор водорода
кислород. При этом на каждые 2 атома водорода,
поступающих в дыхательную цепь, синтезируются 3 молекулы АТФ.
Таким образом, суммарный энергетический эффект процесса окисления
одной молекулы глюкозы теоретически составляет 38 молекулы АТФ, причем 2
молекулы АТФ образуются в результате субстратного фосфорилирования, а 36
АТФ – при окислительном фосфорилировании. Следует учитывать, что часть
энергии, образуемой при окислительном фосфорилировании, теряется и
количество образуемой энергии меньше теоретически возможного выхода.
Окисление питательных веществ не всегда идет до конца. Некоторые
аэробы окисляют органические соединения частично, при этом в среде
накапливаются
промежуточные
продукты
окисления.
Такие
окислительно-восстановительные процессы, протекающие в аэробных условиях,
называются
неполным окислением
или
окислительным брожением.
Примерами неполных окислений являются окисление углеводов до
органических кислот (щавелевой, глюконовой, итаконовой, уксусной,
лимонной) аэробными микроорганизмами – микроскопическими грибами и
уксуснокислыми бактериями.
Так, окисление глюкозы в лимонную кислоту можно представить
следующим суммарным уравнением:
2С
6
Н
12
О
6
+ 3О
2
2С
6
Н
8
О
7
+ 4Н
2
О + Е
глюкоза лимонная кислота
Продуцентом лимонной кислоты является гриб Aspergillus niger.
Вопросы для самопроверки
1. Что такое «анаболизм»?
2. В чем сущность энергетического обмена?
3. В чем состоит взаимосвязь конструктивного и энергетического обмена?
4. Что такое «фосфорилирование»?
5. Какие типы фосфорилирования Вы знаете?
6. Что понимается под «биологическим окислением?