Клеточное дыхание, эффективность

Клеточное дыхание необычайно эффективно [c.446]

Клеточное дыхание необычайно эффективно 446 Заключение 446 [c.514]

К. Значительная эффективность клеточного дыхания обусловлена [c.72]

Аэробная переработка стоков —это самая обширная область контролируемого использования микроорганизмов в биотехнологии. Она включает следующие стадии 1) адсорбция субстрата на клеточной поверхности 2) расщепление адсорбированного субстрата внеклеточными ферментами 3) поглощение растворенных веществ клетками 4) рост и эндогенное дыхание 5) высвобождение экскретируемых продуктов 6) выедание первичной популяции организмов вторичными потребителями. В идеале это должно приводить к полной минерализации отходов до простых солей, газов и воды. Эффективность переработки пропорциональна количеству биомассы и времени контактирования ее с отходами. [c.249]

Изучая клеточное дыхание, студенты иногда удивляются, почем химические взаимопревращения в клетке идут таким сложным путем. Казалось бы, вполне можно обойтись без цикла лимонной кислоты и многих звеньев дыхательной цепи и окислять сахара до СО2 и П2О более прямым способом. По, хотя в этом случае ход процессов дыхания было бы легче запомнить, для клетки подобный путь оказался бы катастрофическим. Огромное количество свободной энергии, высвобождаемое при окислении, может эффективно использоваться только мелкими порциями. В сложном процессе окисления участвует много промежуточных продуктов, каждый из которых лишь незначительно отличается от предыдущего. Благодаря этому высвобождаемая энергия дробится на меньшие количества, которые можно эффективно преобразовывать с помощью сопряженных реакций в высокоэнергетические связи молекул АТР и NADH (см. рис. 2-17). [c.446]

Изучая клеточное дыхание, студенты иногда удивляются, почему химические взаимопревращения в клетке идут таким сложным путем. Каза юсь бы, вполне можно обойтись без цикла лимонной кислоты и многих звеньев дыхательной цепи и окислять сахара до Oj и HjO более прямьп способом. Но, хотя в этом случае процессы дыхания бьшо бы легче запомнить и выучить, для клетки подобный путь оказался бы катастрофическим. Только Miaoro ra-дийное окисление с участием большого числа промежуточных продуктов, каждый из которых лишь незначительно отличается в энергетическом отношении от предьщущего, позволяет раздробить огромное количество освобождаемой энергии на мелкие порции и эффективно превратить ее в более полезные формы с помощью сопряженных реакций (см. рис. 2-17). [c.24]

Доля суммарной AG при окислении глюкозы или другого метаболического топлива, используемая для синтеза АТР, позволяет судить об истинной эффективности процесса клеточного дыхання, целью которого является снабжение энергией эндергонических процессов. AG° синтеза АТР составляет около +8400 кал/моль. В физиологических условиях истинное значение АО превыщает + 12 000 кал/моль. Так как для полного окисления 1 моля глюкозы Л0°=—686 000 кал, этот процесс может потенциально дать энергию для синтеза / 50 молей АТР из ADP и Р,- (в гл. 12 показано, что действительный результат составляет 38 молей АТР на 1 моль глюкозы). Если при окислении молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТР, то весь процесс окисления должен быть разделен на много более мелких стадий. О том, как это происходит, говорит- Ся в гл. 12. [c.352]

Первичная атмосфера Земли содержала водород, но в ней небыло свободного кислорода она обладала восстановительными, а не окислительными свойствами. В таких условиях примитивным гетеротрофным частицам и клеткам приходилось, вероятно, добывать энергию из органического бульона путем брожения. А брожение — процесс, в метаболическом смысле не эффективный, поскольку при этом большая часть энергии углеродных соединений остается неиспользованной. В процессе аэробного дыхания, обеспечивающего более полный распад углеродных соединений, освобождается гораздо больше энергии. Организмы, получающие необходимую им энергию за счет клеточного дыхания, могут функционировать при гораздо более высокой скорости метаболизма, чем организмы, получающие ее за счет брожения. [c.242]

Эмерсон и Нишимура [45] подвергли критике также другие экспериментальные аспекты работы Варбурга. Они указали на то, что применение равных объемов кидкости и разных газовых объемов при методе двух сосудов (Эмерсон и Льюис см. фиг. 129) обеспечивает лучшую сравнимость газового обмена, чем в опытах Варбурга, использовавшего один сосуд, наполненный разным количеством жидкости, поскольку эффективность газового обмена между двумя фазами зависит от объема жидкости. Вызвала возражения также схема ведения опытов Варбурга, включающая последовательные опыты сначала с более концентрированной, а затем с более разбавленной суспензией. Вследствие непрерывно идущего изменения скорости дыхания в суспензии клеток лишь одновременная экспозиция и затемнение двух равных объемов клеточной суспензии могли бы обеспечить требуемую высокую степень их физиологической равноценности. Впрочем, и в опытах Эмерсона и Льюиса эти требования не были в полной мере удовлетворены эти авторы также работали сначала с одним, а потом с другим сосудом, но в отличие от Варбурга они применяли свежую порцию суспензии для каждого опыта (рассматривая это как более приемлемый компромисс по сравнению с использованием одной пробы), сначала для серии измерений с малым объемом жидкости, а затем — после разбавления — для второй серии измерений в большем объеме. [c.538]

В эритроцитах млекопитающих эта реакция, катализируемая карбоангидразой, играет большую роль в удержании метаболической СО2 внутри клетки и таким образом облегчает ее быстрый перенос от активно дышащих тканей к легким. Механизм этого связывания основан на различии в подвижности СО2 и НСО . Незаряженная молекула газа (СО2) относительно быстро диффундирует и может легко проникать в эритроцит. Но после превращения в ионНСОГ, несущий заряд, она уже не способна с прежней легкостью проходить через клеточную мембрану. Таким образом, ионы НСОз" оказываются запертыми внутри эритроцита и большая часть их остается здесь до тех пор, пока не будет благоприятных условий для регенерации СО2 из НСОз". Эти условия создаются в легких, где происходит обмен СО2 с внешней средой концентрация СО2 здесь понижается, и возникает кинетический фактор, сдвигающий равновесие реакции, катализируемой карбоангидразой, в сторону образования СО2. Эти кинетические условия, конечно, прямо противоположны тем условиям, которые существуют при тканевом дыхании. А поскольку термодинамические особенности реакции, катализируемой карбоангидразой, тоже благоприятствуют образованию СО2, удаление ее в легких происходит быстро и эффективно. [c.95]

Основа функционирования большинства наземных и океанических экосистем - солнечная энергия. Из общего количества поступающей на Землю солнечной энергии растения и микроорганизмы утилизируют лишь небольшую часть ее. Эффективность преобразования солнечной энергии в энергию химических веществ непосредственно в молекулярных системах природного фотосинтеза сравнительно высока (5-10%). Однако часть фотосинтетически фиксированной энергии расходуется на дыхание, поддержание клеточной структуры, транспирацию воды и т.д. В результате в процессах фотосинтеза в растениях и микроорганизмах в химическую энергию преобразуется лишь около 0,03% солнечной энергии. [c.25]

Вопросы газового питания можно рассматривать в двух аспектах — концентрационном, или кинетическом, и стехио-мзтрическом. В первом случае ставится вопрос, каким образом некоторые важнейшие параметры роста, например удельная скорость роста или интенсивность дыхания, зависят от концентрации газов или их соотношения в околоклеточной среде. Ответ на эти вопросы требует выяснения степени сродства некоторых первичных ферментов-акцепторов к каждому газу и характера их транспортирования через клеточную оболочку. Во втором случае необходимо определить, с какой эффективностью каждый газ используется клеткой. Она может быть выражена либо так называемой константой урожая у, равной количеству биомассы, синтезированной на единицу потребленного газа, либо обратной ей величиной, т. е. удельным поглощением газа на 1 г синтезированной биомассы Q. [c.33]

Для введения ДНК в соматические клетки обычно применяются методы с использованием химических агентов, защищающих ДНК от вне- и внутриклеточных нуклеаз и облегчающих проникновение ДНК в клетки, — фосфата кальция и ДЭАЭ-декстрана. При смешивании раствора ДНК с растворами, содержащими ионы кальция и фосфата, молекулы ДНК включаются в образующиеся микрокристаллы фосфата кальция ДНК в таком комплексе значительно более устойчива к действию нуклеаз [19]. Комплекс кальцийфос-фат—ДНК сорбируется на поверхности клеток и затем в основном фагоцитируется. По характеру реакции на ингибиторы дыхания и агенты, разрушающие микротрубочки, фагоцитоз кальцийфосфат-ного преципитата ДНК напоминает так называемый опосредованный рецепторами фагоцитоз [19, 20]. Если в эндоцитозе преципитата участвуют специфические рецепторы, то получает естественное объяснение жесткая зависимость эффективности проникновения комплекса в клетки от условий его формирования (pH раствора, концентрация ДНК), поскольку структура микрокристаллов фосфата кальция должна, очевидно, зависеть от условий их образования. В то же время зависимость проникновения кальцийфосфатного преципитата ДНК от узнавания его специфическими рецепторами клеточной поверхности указывает на необходимость индивидуального подбора условий образования этого комплекса, поскольку набор рецепторов и их свойств может изменяться от одной линии клеток к другой [21, 22]. [c.207]

Действительно известно, что начальные перестройки в физиологии целого организма (соотношение процессов транспирации, фотосинтеза, водного обмена и др.) в экстремальных условиях проявляются по-разному в зависимости от конкретного воздействия. О том же говорят наблюдения на клеточном уровне (Семихатова, 1990). Анализ реакции дыхательного аппарата клетки на изменение экологической обстановки показывает, что общий уровень дыхания, цианид-резистентное поглощение 0 , энергетическая эффективность дыхания изменяится в неодинаковой степени при повышении и понижении тешературы, засолении и водном дес шщте. [c.112]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология