Биофизика клеточного дыхания - Биофизика сложных систем. Биофизика дыхания
Кислород продиффундировав из крови в клетки, поступает в митохондрии и обеспечивает клеточное дыхание. Оно состоит из двух сопряженных между собой процессов: окисления органических веществ молекулярным кислородом и фосфорилирования АДФ, приводящего к синтезу АТФ. Оксиление освобождает энергию, заключенную в химических свзях субстратов клеточного дыхания за счет существования у них коллективизированной системы р-электронов. Важно, что при биологическом окислении свободная энергия лишь частично превращается в тепло. Большая часть полученной свободной энергии идет на синтез АТФ. Реакция фосфорилирования идет с преодолением потенциального барьера, на что и затрачивается энергия, освобождающаяся при окислении. Благодаря мембранной организации, макромолекулы образуют строго упорядоченную систему переноса электронов и протонов, называемую дыхательной цепью (ДЦ). У подавляющего большинства представителей живой природы ДЦ локализована во внутренней мембране митохондрии. Существенным звеном сложного процесса клеточного дыхания является транспорт Н+ ионов в цитозоль из митохондрии. Важную роль в клеточном дыхании играет транспорт протонов через внутреннюю митохондриальную мембрану, который лишь условно можно назвать трансмембранным переносом.
Все субстраты клеточного дыхания, являющиеся продуктами расщепления углеводов, белков и жиров, поставляют в митохондрии протоны (Н+) и пи-электроны, которые на пути к кислороду должны передаваться по эстафете от одного вещества к другому в митохондриальной ДЦ. В таком путешествии электроны отдают свою энергию на синтез АТФ не одномоментно, а порциями на ступенях каскада молекул, стоящих в мембране в определенном порядке, предопределенном их восстановительными потенциалами, то есть сродством к электронам. Компоненты в митохондриальной мембране расположены ассиметрично. Молекула принимает электроны по парам. Конечным продуктом окислительно-восстановительных реакций в дыхательной цепи митохондрии является вода. В ходе биологического окисления у человека в покое за сутки образуется около 300 мл так называемой эндогенной воды окисления. Вода обладает наименьшей свободной энергией, а также самым высоким ионизационным потенциалом (ц) из всех биологически важных молекул. Ионизационный потенциал представляет собой энергию, необходимую для преодоления сил притяжения электрона к ядру. Чем больше ц электронов, входящих в состав того или иного атома или молекулы, тем ниже их реакционная способность.
Кроме р-электронов через мембраны митохондрий переносятся некоторые частицы: элементарные (протоны) и гораздо более крупные (например, молекулы АТФ). Транспорт протонов обеспечивает сопряжение окисления и фосфорилирования. В ДЦ митохондрий конечный акцептор р-электронов - молекулярный кислород, поступающий в клетки из атмосферы благодаря внешнему дыханию и кровообращению.
Похожие статьи
-
Введение - Биофизика сложных систем. Биофизика дыхания
Для нормального протекания обменных процессов в организме человека и животных в равной мере необходим как постоянный приток кислорода, так и непрерывное...
-
Транспорт газов - Биофизика сложных систем. Биофизика дыхания
Важнейший механизм газообмена - это диффузия, при которой молекулы перемещаются из области их высокого скопления в область низкого содержания без затраты...
-
Биофизические основы дыхания - Биофизика сложных систем. Биофизика дыхания
Биофизическое толкование процессов растворения газов в организме важно как при анализе жизнедеятельности в обычных условиях, так и при изучении...
-
Биомеханика внешнего дыхания - Биофизика сложных систем. Биофизика дыхания
Газообмен между альвеолярной газовой смесью и атмосферным воздухом осуществляется благодаря работе аппарата вентиляции. Процесс дыхания можно разделить...
-
Анатомия - Биофизика сложных систем. Биофизика дыхания
Дыхательная система осуществляет газообмен между внешней средой и организмом, доставляет в организм кислород и выводит из него углекислый газ. Эта...
-
Клетка - единая система сопряженных функциональных единиц - Клеточная теория
В начале нашего изложения в согласии с клеточной теорией мы обсуждали первый ее постулат: клетка - наименьшая единица живого. Однако мы знаем о сложности...
-
Гигиена дыхания - Дыхательная система человека
Физиологии наиболее важные газы - O2, CO2, N2. Они присутствуют в атмосферном воздухе в пропорциях указанных в табл. 1. Кроме того, атмосфера содержит...
-
Система органов дыхания, Система органов кровообращения - Хронический панкреатит, стадия обострения
Форма носа не изменена, дыхание через нос свободное с обоих сторон. Гортань не деформирована, голос тихий. Грудная клетка нормостеническая, над - и...
-
Дыхание осуществляется через нос, в спокойном состоянии без напряжения, при физической нагрузке - затрудненное, появляется одышка исчезающая в состоянии...
-
Нос нормальной формы. Верхние дыхательные пути проходимы, патологического отделяемого нет. Выдыхаемый воздух без патологического запаха. Грудная клетка...
-
3 Основы методики лечебной физической культуры при заболеваниях органов дыхания В занятиях лечебной физической культурой при заболеваниях органов дыхания...
-
Общий осмотр. Состояние больной удовлетворительное. Положение активное. Телосложение правильное, деформаций скелета нет. Рост 165 см, вес 79.5 кг....
-
Дыхание через нос свободное. Грудная клетка - нормостеническая, симметричная. Обе половины равномерно участвуют в акте дыхания. Тип дыхания - грудной....
-
1) [-]глотку 2) [+]тонкую кишку 3) [-]клоаку 4) [-]пищевод У какого класса позвоночных животных впервые в ходе эволюции появляется шейный отдел...
-
Митохондрии - Клеточная теория
Митохондрии -- особые органеллы клетки, основной функцией которых является синтез АТФ -- универсального носителя энергии. Дыхание (поглощение Кислорода и...
-
Система органов дыхания - Синдром Мэллори-Вейса
Дыхание затруднено, поверхностное, инспираторная одышка. Грудная клетка правильной формы (астеническая), симметричная, межреберные промежутки втянуты,...
-
Это максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимально глубокого вдоха. Она колеблется от 3500 до 4800 мл у мужчин и от 300 до...
-
1) [-]зоб 2) [-]печень 3) [-]железистый желудок 4) [+]мускулистый желудок Позвонки какого отдела позвоночника имеют седловидную форму? 1) [-]крестцового...
-
Система органов дыхания, Система органов кровообращения - Острый двухсторонний гайморит
Кашля нет. Болей в грудной клетке, удушья нет. Носовое дыхание ослаблено с двух сторон, слизистая оболочка носа резко отечна. Дыхание через нос...
-
Наиболее важной буферной системой плазмы является бикарбонатный буфер, состоящий из слабой угольной кислоты (рК1 6,1) и ее кислого аниона бикарбоната....
-
1) [-]лягушек 2) [+]саламандр 3) [-]тритонов 4) [-]жаб Какая кровь движется по сосудам кровеносной системы рыбы? 1) [-]смешанная 2) [+]артериальная и...
-
Аппарат дыхания, Строение дыхательной системы - Анатомические особенности организма летающих птиц
Строение дыхательной системы Что же отличает птиц от пресмыкающихся? Приобретение способности к полету и возрастание общей подвижности птиц связаны с...
-
1) [+]саблевидную форму 2) [-]серповидную форму 3) [-]округлую форму 4) [-]кинжаловидную форму Почему скелет птицы легкий и прочный? 1. Внутри костей...
-
- Механизм Происхождения И Характеристика Кашля; - Сухой Кашель И С Отделением Мокроты; - Характеристика Мокроты, Ее Происхождение ; - Диагностическое...
-
Аппарат Гольджи, Ядро - Клеточная теория
Аппарат Гольджи представляет собой стопку плоских мембранных цистерн, несколько расширенных ближе к краям. В цистернах Аппарата Гольджи созревают...
-
Электрон-транспортная цепь локализована на внутренней мембране митохондрий и служит для переноса электронов от восстановленных субстратов на O2 . Процесс...
-
Введение - Дыхательная система человека
Кислород находится в окружающем нас воздухе. Он может проникнуть сквозь кожу, но лишь в небольших количествах, совершенно недостаточных для поддержания...
-
Структура цитоплазмы, Эндоплазматический ретикулум - Клеточная теория
Жидкую составляющую цитоплазмы также называют цитозолем. Под световым микроскопом казалось, что клетка заполнена чем-то вроде жидкой плазмы или золя, в...
-
Гомологичность клеток - Клеточная теория
Термин гомологичность означает сходство по коренным свойствам и отличие по второстепенным. Так, например, руки человека, крыло птицы, передняя нога...
-
Значение дыхания для жизни человека - Физиология и гигиена органов дыхания у детей
Подавляющее число живых организмов, в том числе и человек, для поддержания обмена веществ нуждается в кислороде. Прекращение обмена веществ означает...
-
Строение клеток, Прокариотическая клетка - Клеточная теория
Все клеточные формы жизни на земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток -- Прокариоты (предъядерные) и...
-
Одним из аргументов против роли вирусов в возникновении большинства злокачественных опухолей у человека считается тот факт, что в подавляющем большинстве...
-
Дополнительные положения клеточной теории - Клеточная теория
Для приведения клеточной теории в более полное соответствие с данными современной клеточной биологии список ее положений часто дополняют и расширяют. Во...
-
Для синтеза полипептидной цепи необходимо большое количество компонентов, совместное и согласованное взаимодействие которых приводит к образованию белка....
-
Влияние вирусной инфекции на клеточном уровне - Строгие постулаты Коха
Различают три вида воздействий, оказываемых вирусами животных на клетки. Легче всего выявляется деструктивный, или цитолитический, эффект, для которого...
-
Строение эукариотической клетки - Клеточная теория
Поверхностный комплекс животной клетки Состоит из Гликокаликса , Плазмалеммы и расположенного под ней кортикального слоя Цитоплазмы . Плазматическая...
-
Внутримитохондриальное окисление. Окислительное фосфорилирование - Биологическое окисление
Митохондрии поглощают до 80-90% всего потребляемого клеткой кислорода. Все компоненты внутримитохондриального окисления встроены во внутреннюю мембрану...
-
ВКЛЮЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ. ВАКУОЛЬ И КЛЕТОЧНЫЙ СОК - Самостоятельные работы по ботанике. 1 курс
Понятие о вакуоли, функции и возникновения вакуолей. Вакуоли отделены от цитоплазмы тонопластом. Жидкость, заполняющая вакуоль представляет собой...
-
Факторы, влияющие на интенсивность дыхания - Нуклеиновые кислоты и их структура
Дыхание, подобно другим процессам жизнедеятельности, зависит от факторов среды: температуры, влажности, содержания кислорода, степени освещенности и др....
-
Растительная клетка представляет собой осмотическую систему. Пектоцеллюлозная оболочка хорошо проницаема как для воды, так и для растворенных веществ....
Биофизика клеточного дыхания - Биофизика сложных систем. Биофизика дыхания