Рубрика: Կենսաբանություն

Էներգետիկ փոխանակություն։ Գլիկոլիզ,Ավտոտրոֆ, հետերետրոֆ օրգանիզմներ։Ֆոտոսինթեզ։ Քեմոսինթեզ։

Էներգիական փոխանակությունը նյութափոխանակության մի մասն է։ Այն ուղեկցվում է բջջում օրգանական նյութերի ճեղքավորման ռեակցիաներով, որոնց արդյունքում անջատվում է էներգիա, և այն փոխակերպվում է էներգիայիայլ ձևերի և կուտակվում։ Բջջում սինթեզվում է ԱԵՖ, որը էներգիայով հարուստ նյութ է և տարբեր գործընթացներում օգտագործվում է որպես որպես էներգիայի աղբյուր։

Էներգիական փոխանակության արդյունքում անջատվող էներգիան կուտակվում է օրգանական միացությունների ատոմների և մոլեկուլների միջև ձևավորված կովալենտ կապերում։ Օրինակ, գլյուկոզում C-ի, H-ի և O-ի ատոմների ատոմների միջև կապերում կուտակված էներգիայի քանակը կազմում է 2800 կՋ/մոլ, որն անջատվում է թթվածնի մասնակցությամբ գլյուկոզի ճեղքման արդյունքում։ Անջատվող էներգիայի մի մասը կուտակվում է ԱԵՖ-ում, իսկ մյուս մասը ցրվում է ջերմության ձևով։

Էներգիական փոխանակության փուլերը

Էներգիական փոխանակությունը սովորաբար տեղի է ունենում երեք փուլով։ Առաջինը՝ նախապատրաստական փուլում բարդ օրգանական նյութերը ճեղքվում են մինչև ավելի պարզ օրգանական միացությունների, օրինակ գլյուկոզի, ինչի ընթացքում անջատվում է ոչ մեծ քանակի էներգիա, բայց այն ցրվում է ջերմության ձևով։

Երկրորդ փուլում փոքր օրգանական միացությունները ոչ լրիվ են ճեղքավորվում՝առաջացնելով ևս օրգանական նյութեր՝ առանց O2-ի մասնակցության։ Այն կոչվում է անթթվածին ճեղքում կամ գլիկոլիզ։ Օրինակ, որոշ բակտերիաներում խմորման կամ կենդանիների ու մարդու մկաններում գլիկոլիզի արդյունքում գլյուկոզի 1 մոլեկուլի ճեղքավորման հետևանքով առաջանում է 2 մոլեկուլ կաթնաթթու (C3H6O3), և անջատվում է ոչ մեծ քանակի էներգիա (200կՋ/մոլ)։ Այս գործընթացին մասնակցում են նաև ԱԿՖ-ը և ֆոսֆորական թթուն, որոնք էլ առաջացնում են ԱԵՖ։ Տարբեր բակտերիաներում և խմորասնկերում գլյուկոզը կարող է ճեղքվել մինչև էթիլ սպիրտ կամ օրգանական թթուներ և անջատել ջրածին գազը։ Այս ձևափոխությունները մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում, քանի որ լայն կիրառում ունեն մարդու կյանքում։

Էներգիական փոխանակության երրորդ փուլը կազմված է ճեղքավորման իրար հաջորդող մի շարք ռեակցիաներից և ընթանում է O2-ի մասնակցությամբ։ Այն կոչվում է թթվածնային ճեղքում կամ շնչառություն։ Նախորդ փուլում գլիկոլիզի արդյունքում առաջացած նյութերը O2-ի առկայությամբ օքսիդանում են մինչև CO2 և H2O: Երկու մոլեկուլ C3H6O3-ի օքսիդացման արդյունքում անջատվում է մեծ քանակությամբ էներգիա(2600 կՋ/մոլ), և սինթեզվում է ավելի շատ՝ 36 մոլեկուլ ԱԵՖ։

Ավտոտրոֆ և հետերետրոֆ օրգանիզմներ

Ավտոտրոֆներն ըստ նյութափոխանակության բնույթի և էներգիայի ստացման եղանակների՝ կենդանի օրգանիզմները բաժանվում են երկու հիմնական խմբի՝

  • ավտոտրոֆներ
  • հետերոտրոֆներ

Ավտոտրոֆ

Ավտոտրոֆներն ընդունակ են անօրգանական նյութերից օրգանական միացություններ սինթեզել։ Դրանցից են որոշ բակտերիաներ և բոլոր կանաչ բույսերը։ Կախված այն բանից, թե էներգիայի ինչ աղբյուր են օգտագործում այդ գործընթացում, ավտոտրոֆները բաժանվում են երկու խմբի՝ ֆոտոտրոֆներ և քեմոտրոֆներ։ Ֆոտոտրոֆների համար էներգիայի աղբյուր է ծառայում լույսը, քեմոտրոֆների համար՝ քիմիական ռեակցիաները։

Հետերետրոֆ

Ընդունակ չեն անօրգանական նյութերից օրգանական միացություններ սինթեզելու։ Նրանք իրենց կենսագործունեության համար անհրաժեշտ օրգանական նյութերը ստիպված են դրսից ստանալու։ Մանրէների զգալի մասը, սնկերը, որոշ մակաբույծ բույսեր, գրեթե բոլոր կենդանիները, ինչպես նաև մարդը հետերոտրոֆներ են։ Կան կենդանի օրգանիզմներ, օրինակ՝ գիշատիչ բույսերը, որոնք ավտոտրոֆ նյութափոխանակության հետ միասին օժտված են նաև հետերոտրոֆով։

Ֆոտոսինթեզ

Ֆոտոսինթեզը ածխաթթու գազից և ջրից` լույսի ազդեցության տակ օրգանական նյութերի առաջացումն է :ֆոտոսինթետիկ գունանյութերի (բույսերի մոտ` քլորոֆիլ, բակտերիաների մոտ՝ բակտերիոքլորոֆիլ և բակտերիոռոդօպսին) մասնակցությամբ։ Բույսերի ժամանակակից ֆիզիոլոգիայում ֆոտոսինթեզի տակ հասկանում են նրանց ֆոտոավտոտրոֆ գործառույթը՝ ֆոտոնի կլանման, էներգիայի փոխակերպման և օգտագործման գործառույթների համախմբությունը տարբեր էնդերգոնիկական ռեակցիաներում, այդ թվում ածխաթթու գազի փոխակերպումը օրգանական նյութերի:

Բույսերի բջիջներում, որոնցում քլորոֆիլ է պարունակվում, տեղի են ունենում կենդանի աշխարհի համար վիթխարի նշանակություն ունեցող ուրույն գործընթացներ։ Բուսական բջիջներն ընդունակ են օրգանական նյութեր սինթեզելու պարզ անօրգանական միացություններից՝ դրա համար օգտագործելով Արեգակի ճառագայթային էներգիան։ Արեգակնային (լուսային) ճառագայթման հաշվին կատարվող օրգանական միացությունների սինթեզը կոչվում է ֆոտոսինթեզ։

Ֆոտոսինթեզը բաժանվում է երկու փուլի՝ լուսային և մթնային։ Լուսային փուլը ընթանում է միայն լույսի առկայության պայմաններում, իսկ մթնային փուլը կարող է իրականանալ ինչպես լուսային, այնպես էլ մթնային պայմաններում։ Ֆոտոսինթեզի պրոցեսում կարևոր նշանակություն ունեն ֆոտոսինթեզող գունակի՝ քլորոֆիլի դերը։ Գունակները ներդրված են քլորոպլաստի գրանների մեջ և շրջապատված են սպիտակուցները, լիպիդների և այլ նյութերի մոլեկուլներով։ Քլորոֆիլն իր կառուցվածքով նման է հեմոգլոբինում պարունակվող հեմին, բայց այն տարբերությամբ, որ հեմում պարունակվում է երկաթ, իսկ քլորոֆիլում մագնեզիում: Քլորոֆիլը հիմնականում կլանում է կարմիր և կապտամանուշակագույն լույսը, իսկ կանաչն անդրադարձնում է, որի պատճառով բույսերը հիմնականում կանաչ գույն ունեն, իհարկե, եթե դրան չեն խանգարում այլ գունակներ։

Քեմոսինթեզ

Քեմոսինթեզ — անօրգանական նյութերից օրգանական նյութեր սինթեզելու ընդունակությունը, որով օժտված են բակտերիաների որոշ տեսակներ։ Այն եղանակը, որի շնորհիվ դրանք էներգիա են կուտակում սինթեզի ռեակցիաների համար, սկզբունքորեն այլ է բուսական բջիջների համեմատությամբ։ Փոխանակության այս տիպը հայտնաբերել է ռուս գիտնական, մանրէաբան Ա.Ն. Վինոգրադսկին։ Այդ բակտերիաներն օժտված են հատուկ ֆերմենտային ապարատով, որը նրանց հնարավորություն է տալիս օրգանական միացություններ։ Այս գործընթացը կոչվում է քեմոսինթեզ։

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s