Биоэнергетика. Часть вторая. Заставим єлектроні бегать

Всего два принципа, зато НЕОБЫЧНЫХ
Часть атомов водорода для синтеза молекул передаётся ПО ЧАСТЯМ – Н+ отдельно, электроны – отдельно по особой транспортной цепи.
Электроны «бегут» по транспортной цепи – тратят энергию на закачку Н+.

Электроны «бегут» – тратят энергию на закачку Н+.
Валюта Н+ переходит в валюту АТФ

Что заставляет электроны «побежать»?
Волшебный пендель от фотона
Высокоэнергетическое состояние в молекулах НАДН или ФАДН2

Общий принцип синтеза АТФ: при фотосинтезе и дыхании.
Высокая концентрация Н+
Низкая концентрация Н+
Диффузия
Электронно-транспортная
цепь
Мембрана тилакоида хлоропласта или кристы митохондрии
«Накачка» Н+ с помощью энергии электрона
АТФ-синтаза

При фотосинтезе непосредственным источником энергии для образования АТФ служит:
A. НАДФ Н
Б. Солнечный свет
B. H+-резервуар
Г. Возбужденные электроны хлорофилла
Всесоюзная биологическая олимпиад, Челябинск. 1991 г. 11 класс. Заключительный этап.

Photon
Photon
Фотосистема II,
расщепляющая воду
Фотосистема I
NADPH-продуцирующая
Синтез ATP
Два типа фотосистем кооперируются вместе в световой фазе
Недостаток электронов восполняется с помощью молекул воды
Недостаток электронов восполняется с помощью с помощью электрона от фотосистемы II
Волшебный
пендель
Волшебный
пендель

2 H+ + 1/2
Водо-
расщепляющая
фотосистема
Хлорофилл
Свет
Акцептор
электронов
Энергия для синтеза
Электронная транспортрная цепь
Хлорофилл
Акцептор
электронов
NADPH-
продуцирующая
фотосистема
Свет
NADP+
1
2
3
ФСII
ФСI

2 H+ + 1/2
Водо-
расщепляющая
фотосистема
Хлорофилл
Свет
Акцептор
электронов
Энергия для синтеза
Электронная транспортрная цепь
Хлорофилл
Акцептор
электронов
NADPH-
продуцирующая
фотосистема
Свет
NADP+
1
2
3
Иногда поток электронов может зацикливаться:
тогда электроны от фотосистемы I перемещаются
транспортной цепи ФСII: синтезируется АТФ, но не НАДФ
Это – бескислородный фотосинтез.
ФСI
ФСII

Как правильнее писать НАДН или НАДН2

Познакомимся с братьями – почти близнецами

Дыхательная цепь переноса электронов
АТФ-
синтаза
½ молекулы 02
Митохондриальный
матрикс
Межмембранное
Пространство
в митохондриях

Дыхательная цепь переноса электронов
1. Образующиеся в реакциях катаболизма НАДН и ФАДН2 передают атомы водорода (т.е. протоны водорода и электроны) на ферменты дыхательной цепи.
2. Электроны движутся по ферментам дыхательной цепи и теряют энергию.
3. Эта энергия используется на выкачивание протонов Н+ из матрикса в межмембранное пространство.

Дыхательная цепь переноса электронов
4. В конце дыхательной цепи электроны попадают на кислород и восстанавливают его до воды.
5. Протоны Н+ стремятся обратно в матрикс кристы митохондрии и проходят через АТФ-синтазу.
6. При этом они теряют энергию, которая используется для синтеза АТФ.

Дыхательная цепь переноса электронов
АТФ-
синтаза
½ молекулы 02
Митохондриальный
матрикс
Межмембранное
пространство

Роль кислорода в процессе клеточного дыхания состоит в:
A. Образовании СО2
Б. Высвобождении энергии из H+-резервуара
B. Окислении пировнноградной кислоты с образованием ацетилкоэнзима-А
Г. Образовании Н2О
Всесоюзная биологическая олимпиад, Челябинск. 1991 г. 11 класс. Заключительный этап.