Содержание
- Определение ATP и как оно работает
- Хемиосмос происходит во время клеточного дыхания
- Как Хемиосмос производит АТФ
Молекула АТФ (аденозинтрифосфат) используется живыми организмами в качестве источника энергии. Клетки запасают энергию в АТФ, добавляя фосфатная группа ADP (аденозин дифосфат).
Хемиосмос - это механизм, который позволяет клеткам добавлять фосфатную группу, изменяя АДФ на АТФ и накапливая энергию в дополнительной химической связи. Общие процессы метаболизма глюкозы и клеточного дыхания составляют основу, на которой может происходить хемиосмос, и обеспечивают превращение АДФ в АТФ.
Определение ATP и как оно работает
АТФ представляет собой сложную органическую молекулу, которая может накапливать энергию в своих фосфатных связях. Он работает вместе с ADP для питания многих химических процессов в живых клетках. Когда органическая химическая реакция нуждается в энергии, чтобы начать ее, третья фосфатная группа молекулы АТФ может инициировать реакцию, присоединяясь к одному из реагентов. Высвобождаемая энергия может разрушить некоторые из существующих связей и создать новые органические вещества.
Например, во время метаболизм глюкозымолекулы глюкозы должны быть разрушены, чтобы извлечь энергию. Клетки используют энергию АТФ для разрыва существующих глюкозных связей и создания более простых соединений. Дополнительные молекулы АТФ используют свою энергию для производства специальных ферментов и углекислого газа.
В некоторых случаях АТФ фосфатная группа действует как своего рода мост. Он присоединяется к сложной органической молекуле, а ферменты или гормоны присоединяются к фосфатной группе. Энергия, выделяемая при разрыве АТФ-фосфатной связи, может быть использована для образования новых химических связей и создания органических веществ, необходимых клетке.
Хемиосмос происходит во время клеточного дыхания
Клеточное дыхание - это органический процесс, питающий живые клетки. Питательные вещества, такие как глюкоза, преобразуются в энергию, которую клетки могут использовать для осуществления своей деятельности. Шаги клеточное дыхание следующие:
Большинство этапов клеточного дыхания происходит внутри митохондрий каждой клетки. Митохондрии имеют гладкую внешнюю мембрану и сильно сложенную внутреннюю мембрану. Ключевые реакции происходят через внутреннюю мембрану, перенося материал и ионы из матрица внутри внутренней мембраны в и из межмембранное пространство.
Как Хемиосмос производит АТФ
Цепочка переноса электронов является последним сегментом в серии реакций, которая начинается с глюкозы и заканчивается АТФ, углекислым газом и водой. Во время шагов цепи переноса электронов энергия от NADH и FADH2 используется для протоны накачки через внутреннюю митохондриальную мембрану в межмембранное пространство. Концентрация протонов в пространстве между внутренней и внешней митохондриальными мембранами возрастает, и дисбаланс приводит к электрохимический градиент через внутреннюю мембрану.
Хемиосмос имеет место, когда движущая сила протона заставляет протоны диффундировать через полупроницаемую мембрану. В случае цепи переноса электронов электрохимический градиент через внутреннюю митохондриальную мембрану вызывает движущую силу протонов на протонах в межмембранном пространстве. Сила действует, чтобы переместить протоны обратно через внутреннюю мембрану во внутреннюю матрицу.
Фермент под названием АТФ-синтаза встроен во внутреннюю митохондриальную мембрану. Протоны диффундируют через синтазу АТФ, которая использует энергию движущей силы протона, чтобы добавить фосфатную группу к молекулам АДФ, имеющимся в матрице внутри внутренней мембраны.
Таким образом, молекулы АДФ внутри митохондрий превращаются в АТФ в конце сегмента цепи переноса электронов процесса клеточного дыхания. Молекулы АТФ могут выходить из митохондрий и участвовать в других клеточных реакциях.