Энергетический обмен - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Энергетический обмен. Доклад-сообщение содержит 67 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН Лекция 1

Слайд 2

Описание слайда:

Энергетический обмен ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Понятие об основных этапах катаболизма 2. Окислительное декарбоксилирование ПВК 3. Цикл трикарбоновых кислот (регуляция)

Слайд 3

Описание слайда:

ПОНЯТИЕ О МЕТАБОЛИЗМЕ Метаболизм – это совокупность химических реакций, протекающих в организме ФУНКЦИИ МЕТАБОЛИЗМА: Снабжение клетки химической энергией Превращение пищевых веществ в мономеры: аминокислоты, азотистые основания, жирные кислоты, моносахара Синтез белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов Синтез биомолекул со специфической функцией

Слайд 4

Описание слайда:

ПОНЯТИЕ О МЕТАБОЛИЗМЕ Метаболизм – это двуединый процесс, складывающийся из 2-х частей: катаболизма и анаболизма

Слайд 5

Описание слайда:

ПОНЯТИЕ О МЕТАБОЛИЗМЕ Питательные Вещества КАТАБОЛИЗМ ЭНЕРГИЯ молекулы клеточные предшественники макромолекулы АНАБОЛИЗМ

Слайд 6

Описание слайда:

КАТАБОЛИЗМ Это процессы ферментативной деградации крупных органических молекул до простых с выделением свободной химической ЭНЕРГИИ, которая используется организмом для процессов жизнедеятельности

Слайд 7

Описание слайда:

АНАБОЛИЗМ Это процессы ферментативного синтеза из простых молекул сложных органических компонентов клетки, которые сопровождаются затратой свободной химической ЭНЕРГИИ

Слайд 8

Описание слайда:

Основные этапы катаболизма 1-й этап - ГИДРОЛИТИЧЕСКИЙ Образование мономеров из полимеров 2-й этап – ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ (МЕЖУТОЧНЫЙ) Превращение мономеров в ПВК и Ацетил-КоА 3-й этап – ЦИКЛ КРЕБСА Превращение Ацетил-КоА в ЦТК 4-й этап - ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ и ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ

Слайд 9

Описание слайда:

1-й этап. Образование мономеров из полимеров ПОЛИМЕРЫ--------> МОНОМЕРЫ Белки -----------> Аминокислоты Гликоген, Крахмал ---------> Глюкоза Жиры ------------> Глицерин + жирные кислоты

Слайд 10

Описание слайда:

1-й ЭТАП На этом этапе сложные соединения (гетеро- и гомополимеры) распадаются до простых составляющих – мономеров Образовавшиеся мономеры легко всасываются в энтероциты, затем попадают в кровь. Гидролитический этап проходит практически без высвобождения энергии (около 1 % энергии), которая рассеивается в виде тепла.

Слайд 11

Описание слайда:

2 – ой ЭТАП Является 1-ой стадией энергетического обмена Протекает: в цитоплазме клеток (образование ПВК) в митохондриях (ПВК → Ацетил-КоА) образование ключевых соединений (ПВК, ЩУК и ацетил-КоА), удобных для последующего включения их в энергетический обмен.

Слайд 12

Описание слайда:

2 – ой ЭТАП В ходе реакций 2-го этапа восстанавливается небольшое количество переносчиков электронов и образуется небольшое количество АТФ Межуточный этап можно считать первой стадией энергетического обмена

Слайд 13

Описание слайда:

СХЕМА ЭТАПОВ КАТАБОЛИЗМА

Слайд 14

Описание слайда:

ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТА В составе мультиферментного комплекса 3 фермента и 5 коферментов: Е1- Пируватдегидрогеназа (ПДГ) - декарбоксилирование пирувата, Е2- Дигиролипоилацетилтрансфераза (ДЛАТ) – перенос водорода и ацетила Е3 – Дигиролипоилдегидрогеназа (ДЛДГ) – перенос водорода

Слайд 15

Описание слайда:

ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТА КОФЕРМЕНТЫ: Е1 - тиаминпирофосфат (вит. В1) Е2 - липоевая кислота (ЛК) Е3 – ФАД Коэнзим А (HS-KoA) – перенос ацетила НАД+ - перенос восстановительных эквивалентов в дыхательную цепь митохондрий

Слайд 16

Описание слайда:

Слайд 17

Описание слайда:

АЦЕТИЛТРАНСФЕРАЗА Е2 Простетическая группа (кофермент) ацетилтрансферазы - амид липоевой кислоты. Катализирует перенос оксиэтильного остатка на свой собственный кофермент.

Слайд 18

Описание слайда:

Слайд 19

Описание слайда:

3 реакция - работает Е2 Энергия этого окисления аккумулируется в виде макроэргической связи ацетил-КоА.

Слайд 20

Описание слайда:

4 реакция - катализируется ферментом ДИГИДРОЛИПОИЛДЕГИДРОГЕНАЗОЙ Кофермент этого этапа - ФАД Переносит протоны и электроны с дигидролипоата на НАД+.

Слайд 21

Описание слайда:

Слайд 22

Описание слайда:

Окислительное декарбоксилирование ПВК В результате действия пируватдегидрогеназного комплекса ПВК теряет СО2, 2Н+ - передаются на кислород по цепи переноса электронов (тканевое дыхание) с образованием Н2О и параллельно происходит фосфорилирование трех молекул АТФ.

Слайд 23

Описание слайда:

Окислительное декарбоксилирование ПВК Превращение ПВК в ацетилКоА – необратимый процесс является ключевым процессом энергетического обмена

Слайд 24

Описание слайда:

Регуляция ПДГ- комплекса 1. Доступностью субстратов 2. Гормональная регуляция 3. Фосфорилирование/дефосфорилирование 4. Аллостерическая регуляция 5. Ретроингибирование

Слайд 25

Описание слайда:

Гормональная регуляция Инсулин – активирует ПДГ-комплекс В миокардиоцитах адреналин является активатором ПДГ-комплекса

Слайд 26

Описание слайда:

Фосфорилирование/ дефосфорилирование Пируватдегидрогеназный комплекс состоит из 2-х субъединиц: Киназа ПДГ- комплекса Фосфатаза ПДГ- комплекса

Слайд 27

Описание слайда:

Фосфорилирование/ дефосфорилирование

Слайд 28

Описание слайда:

Аллостерические активаторы Пируват, НАД+, HSKoA Аллостерически активируют дефосфорилированную пируватдегидрогеназу

Слайд 29

Описание слайда:

Ретроингибирование НАДН, АцетилКоА

Слайд 30

Описание слайда:

Возможные пути превращения АЦЕТИЛ КоА Синтез ВЖК Синтез кетоновых тел (при патологии) Цикл Кребса

Слайд 31

Описание слайда:

ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ (ЦТК, лимоннокислый цикл, цикл Кребса) ЦТК протекает в митохондриях. ЦТК является вторым этапом энергетического обмена.

Слайд 32

Описание слайда:

3-й ЭТАП - ЦТК Представляет собой совокупность реакций, в ходе которых ацетил-КоА превращается в 2 СО2. В ЦТК в ходе окисления субстратов происходит восстановление переносчиков электронов (НАДН2 и ФАДН2). Этап проходит внутри митохондрий (в митохондриальном матриксе).

Слайд 33

Описание слайда:

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЦТК 1. ЦТК - главный источник восстановительных эквивалентов (НАДН, ФАДН) идут в дыхательную цепь на синтез АТФ. 2. ЦТК - это универсальный терминальный этап катаболизма веществ всех классов. 3. ЦТК играет важную роль в процессах анаболизма: (промежуточные продукты ЦТК): - цитрат-------> синтез жирных кислот - aльфа-кетоглутарат и ЩУК --> синтез аминокислот - ЩУК ----------> синтез углеводов - сукцинил-КоА -----------> синтез гема гемоглобина

Слайд 34

Описание слайда:

ЦТК Происходит серия дегидрогеназных реакций, в ходе которых восстанавливаются НАД+ ----------> НАДН+Н ФАД + ----------> ФАДН+Н

Слайд 35

Описание слайда:

ЦТК Ацетил КоА + Оксалоацетат ---> цитрат ---> цис-аконитат ---> изоцитрат ---> ---> оксалосукцинат ---> α-кетоглутарат ---> сукцинил-КоА ---> сукцинат ---> ---> фумарат ---> малат ---> оксалоацитат

Слайд 36

Описание слайда:

ЦТК

Слайд 37

Описание слайда:

ЦТК

Слайд 38

Описание слайда:

РЕГУЛЯЦИЯ ЦТК Скорость ОВР цикла Кребса связана с доступностью НАД+ (соотношение НАД+/НАДН2 и, соответственно АДФ/АТФ) В ЦТК два ключевых фермента: 1) цитратсинтаза (1-я реакция) 2) изоцитратдегидрогеназа (3-я реакция) Оба фермента аллостерически ингибируются избытком АТФ и НАДН2.

Слайд 39

Описание слайда:

Цитратсинтетаза Активируется оксалоацетатом Ингибируется цитратом, ацил-КоА

Слайд 40

Описание слайда:

Изоцитратдегидрогеназа сильно активируется АДФ/ингибируется АТФ Фермент состоит из 8 субъединиц, катализирует самую медленную реакцию ЦТК

Слайд 41

Описание слайда:

ЦТК В итоге за один оборот цикла образуется: две молекулы СО2; три молекулы НАД+ восстанавливаются до НАДН2; одна молекула ФAД+ восстанавливается до ФАДH2; синтезируется одна молекула ГТФ из ГДФ и Pi.

Слайд 42

Описание слайда:

ЦТК Суммарное уравнение подводящее итоги работы цикла: СН3СО-S-КoA + 2H2O + 3HAД + ФАД + ГДФ + Pi  2CO2 + 3HAДH + ФАДН2 + КoA-SH + ГТФ. Реакции в цикле протекают только в одном направлении, так как величина свободной энергии в суммарном итоге отрицательная (G = -40 кДжмоль).

Слайд 43

Описание слайда:

4-й ЭТАП – ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ На этом этапе полученная энергия при окислении жирных кислот, аминокислот и углеводов используется дыхательной цепью митохондрий (НАДН2 и ФАДН2). Этап нуждается в кислороде. На него передаются электроны по электрон-транспортной цепи. Кислород восстанавливается, забирает из матрикса протоны и образует Н2О. Протекает на внутренней мембране митохондрий. Именно он сопровождается наибольшим образованием энергии.

Слайд 44

Описание слайда:

ПЕРЕРЫВ

Слайд 45

Описание слайда:

ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ Комплекс тканевого дыхания - мультиферментная система, транспортирующая протоны и электроны на кислород с образованием воды. Все ферменты митохондриального окисления встроены во внутреннюю мембрану митохондрий.

Слайд 46

Описание слайда:

Тканевое дыхание Только первый переносчик протонов и электронов – НАД -зависимая дегидрогеназа расположена в матриксе митохондрии. Этот фермент отнимает водород от субстрата и передает его следующему переносчику.

Слайд 47

Описание слайда:

Тканевое дыхание Последовательность передачи электронов и протонов определяется величиной РЕДОКС-ПОТЕНЦИАЛА (ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА, сокращенно - ОВП) каждого звена.

Слайд 48

Описание слайда:

ОВП Вещества с положительным ОВП окисляют водород (отнимают от него электроны), вещества с отрицательным ОВП окисляются водородом. Самый низкий ОВП имеет начальное звено цепи, самый высокий - у кислорода, расположенного в конце цепочки переносчиков.

Слайд 49

Описание слайда:

Дыхательная цепь (ЦПЭ) Совокупность последовательных окислительно-восстановительных реакций называется цепью переноса (транспорта) электронов, или дыхательной цепью. Перенос электронов и протонов с участием промежуточных переносчиков.

Слайд 50

Описание слайда:

Промежуточные переносчики коферменты: NAD+, FAD и FMN, кофермент Q (CoQ), цитохромы ( b, С1, С, А, А3) и белки, содержащие негеминовое железо.

Слайд 51

Описание слайда:

КОМПЛЕКСЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ I комплекс – НАДН2: КоQ-оксидоредуктаза перенос электронов от НАДН к КоQ II комплекс – Сукцинат: КоQ-оксидоредуктаза перенос электронов от сукцината к КоQ III комплекс – КоQН2: цитохром с-оксидоредуктаза перенос электронов от КоQН2 к цитохрому с IV комплекс - цитохромоксидаза Перенос электоронов от цитохрома с к кислороду

Слайд 52

Описание слайда:

КОМПЛЕКС I Комплекс содержит 26 белков и небелковые компоненты: (ФМН), 5 железо-серных центров: FeS1a, FeS1b FeS2, FeS3, FeS4.

Слайд 53

Описание слайда:

Комплекс I Митохондриальная протонтранслоцирующая NADH: дегидрогеназа (убихинон – оксидоредуктаза) катализируют окисление NADH убихиноном Реакция сопровождается трансмембранным переносом четырех протонов при окислении одной молекулы NADH (2 электрона) и генерацией на сопрягающей мембране митохондрий разности электрохимических потенциалов ионов водорода (∆µ~H+) Первая точка сопряжения

Слайд 54

Описание слайда:

КОМПЛЕКС II - Сукцинатдегидрогеназа Во 2-м варианте цепи является начальным звеном окисления. В составе комплекса – простетическая группа ФАД и FeSII. От ФАД.Н2 два атома водорода переносятся на KoQ.

Слайд 55

Описание слайда:

Убихинон KoQ

Слайд 56

Описание слайда:

КОМПЛЕКС III 1) Цитохромы b: b566 (низкий ОВП) и b562 с высоким ОВП. 2)FeSIII – железо-серные белки. 3) Цитохром С1. Имеет в своем составе особый гем типа «с».

Слайд 57

Описание слайда:

Комплекс III является протонным генератором, целью его работы является создание +. Вторая точка сопряжения

Слайд 58

Описание слайда:

КОМПЛЕКС IV Комплекс IV - ЦИТОХРОМОКСИДАЗА (цитохромы а и а3) Цитохромоксидаза содержит гем и ионы меди, которые способны менять валентность и таким способом участвовать в переносе электронов Третья точка сопряжения

Слайд 59

Описание слайда:

Слайд 60

Описание слайда:

КОЭФФИЦИЕНТ P/O Для оценки эффективности работы ЦПЭ при окислении вычисляют. Он показывает, сколько молекул неорганического фосфата присоединилось к АДФ в расчете на один атом кислорода. 1 –я цепь Р/О=3 коэффициент полезного действия системы - 65%, 2 – я цепь P/O=2 3-я цепь P/O=1

Слайд 61

Описание слайда:

Дыхательный контроль Скорость дыхания митохондрий может контролироваться концентрацией AДФ. Ускорение ОФ при повышении концентрации АДФ – называется дыхательный контроль.

Слайд 62

Описание слайда:

Синтез АТФ

Слайд 63

Описание слайда:

АДФ + Ф + ЭНЕРГИЯ -------> АТФ + Н2О На каждую пару атомов водорода, отнятых от субстрата, возможен синтез 3-х молекул АТФ. Синтез АТФ за счет энергии, которая выделяется в ЦПЭ, называется ОКИСЛИТЕЛЬНЫМ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕМ.

Слайд 64

Описание слайда:

ЭНЕРГИЯ АТФ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ : 1. Синтез различных веществ. 2. Активный транспорт 3. Механическое движение (мышечная работа).

Слайд 65

Описание слайда:

ТЕОРИЯ СОПРЯЖЕНИЯ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ 1. Транспорт электронов должен создавать определённый градиент 2. Силы и энергия, направленные на сведение градиента к 0, должны проходить через устройство, использующие эту энергию для синтеза АТФ 3. Подобное устройство должно представлять замкнутую систему

Слайд 66

Описание слайда:

ВЕЩЕСТВА-РАЗОБЩИТЕЛИ ПРОЦЕССОВ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ Состояние, когда происходит окисление субстратов, а фосфорилирование (образование АТФ из АДФ и Ф) не идет, называется РАЗОБЩЕНИЕМ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ. Разобщители являются слабыми кислотами, растворимыми в жирах. В межмембранном пространстве они связывают протоны, и затем диффундируют в матрикс, тем самым снижая . Подобным действием обладает и йодсодержащие гормоны щитовидной железы – тироксин и трийодтиронин.

Слайд 67

Описание слайда:

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ИНГИБИТОРЫ ТКАНЕВОГО ДЫХАНИЯ К ним относятся вещества, прекращающие работу того или иного комплекса дыхательной цепи. Ингибитором комплекса I является яд растительного происхождения РОТЕНОН. Ингибиторами комплекса IV являются ЦИАНИДЫ, угарный газ СО, сероводород H2S

Теги Энергетический обмен

Похожие презентации