Процеси життєдіяльності клітин є дуже складними. Але їхнє розуміння є важливим, оскільки саме на клітинному рівні визначаються усі життєві функції організмів. Як ілюстрацію цього твердження розглянемо аеробне дихання клітин.
Кисневий етап дихання відбувається в мітохондріях за участі кисню, і при цьому вивільняється основна частина енергії (понад \(90\)%) з утворенням і . Енергетичний ефект такого розщеплення є великим (наприклад, для глюкози — близько \(2600\) кДж):
На цьому етапі катаболізму науковці виокремлюють три стадії: окиснювальне декарбоксилювання, цикл Кребса (або цикл трикарбонових кислот) і окиснювальне фосфорилювання.
- Перша стадія. Окиснювальне декарбоксилювання — це перетворення піровиноградної кислоти (продукт безкисневого розщеплення малих біомолекул) на ацетилкоензим \(А\) (ацетил-КоА).
- Друга стадія. Цикл Кребса (цикл трикарбонових кислот) — циклічна послідовність ферментативних реакцій у матриксі мітохондрій, у результаті яких ацетил-КоА окиснюється до з вивільненням енергії й утворенням атомів Гідрогену.
- Третя стадія. Окиснювальне фосфорилювання — це біосинтез АТФ із АДФ й неорганічного ортофосфату за рахунок енергії, що вивільняється й акумулюється за участі ферментів дихального ланцюга. Цей процес відбувається вже на кристах мітохондрій.
Отже, завдяки реакціям кисневого етапу синтезується в цілому \(36\) моль АТФ. Сумарним енергетичним результатом повного розщеплення глюкози є \(2800\) кДж енергії (\(200\) кДж + \(2600\) кДж), з якої в \(38\) молекулах АТФ акумулюється \(55\)%, а \(45\)% — розсіюється у вигляді теплоти.
Повне рівняння розщеплення глюкози має такий вигляд:
Основну роль у забезпеченні клітин енергією відіграє повне кисневе розщеплення глюкози.
Джерела:
Біологія: підруч. для 9 кл. загальноосвіт. навч. закл./ В.І. Соболь. — Кам'янець-Подільський: Абетка, 2017. с. 82 - 83.