ΕΝΟΤΗΤΑ 8: Η ΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 8.2 AΕΡΟΒΙΑ ΑΝΑΠNOH

Σχετικά έγγραφα
ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΑΝΑΠΝΟΗ. π. Αναστάσιος Ισαάκ Λύκειο Παραλιμνίου Δεκέμβριος

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 Η ΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Κυτταρική αναπνοή 1

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΑΝΑΠΝΟΗ. (i) Τι είδους αναερόβια αναπνοή κάνει ο αθλητής;

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΑΝΑΠΝΟΗ. Καρβουντζή Ηλιάνα Βιολόγος

ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΑΝΟΜΟΙΩΣΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΚΤΟ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΑΝΑΠΝΟΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΚΤΟ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΑΝΑΠΝΟΗ

Κεφάλαιο 3 ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

σελ 1 από 8 Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων ΤΕΙ Αθήνας Εαρινό Εξάμηνο a 2 η Εξέταση στην Βιοχημεία

Φ ΣΙ Σ Ο Ι Λ Ο Ο Λ Γ Ο Ι Γ Α

Hans Krebs ( ) Κύκλος του κιτρικού οξέος και οξειδωτική φωσφορυλίωση

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΤΟ 3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ «ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ» ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ Α. ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΤΑΞΗ. 1. Να ορίσετε την έννοια της Βιοενεργητικής.

ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

Κεφαλαίο 3 ο. Μεταβολισμός. Ενέργεια και οργανισμοί

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. Κυτταρική αναπνοή: Ο διαχειριστής της ενέργειας και των σκελετών άνθρακα

3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ. Μεταβολισμός του κυττάρου

3.1 Ενέργεια και οργανισμοί Όλοι οι οργανισμοί με εξαίρεση τους φωτοσυνθετικούς εξασφαλίζουν την απαραίτητη ενέργεια διασπώντας θρεπτικές ουσίες που

ΣΥΝΟΨΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων ΤΕΙ Αθήνας Εαρινό Εξάμηνο a 1 η Εξέταση στην Βιοχημεία. Ονοματεπώνυμο : Τυπικό εξάμηνο : Αριθμός Μητρώου :

ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ. 3.1 Ενέργεια και οργανισμοί

ΣΥΝΟΨΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Εργασία για το μάθημα της Βιολογίας. Περίληψη πάνω στο κεφάλαιο 3 του σχολικού βιβλίου

3.1 Ενέργεια και οργανισμοί

BIOΛ154 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Ι. ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ (Lubert Stryer)

Εργασία Βιολογίας. Β. Γιώργος. Εισαγωγή 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ. Μεταφορά ενέργειας στα κύτταρα

ΕΡΓΑΣΙΑ. Το κύριο ενεργειακό «νόμισμα» των κυττάρων ειναι το ΑΤΡ.

Κεφάλαιο 4. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc Utopia Publishing, All rights reserved

Η υδρόλυση της ATP (σε ADP και μία φωσφορική ομάδα) απελευθερώνει ενέργεια που χρησιμοποιείται στις αναβολικές αντιδράσεις

Περίληψη Βιολογίας Κεφάλαιο 3

Κωνσταντίνος Π. (Β 2 ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

1. Στο παρακάτω διάγραμμα του κύκλου του Krebs να σημειωθούν τα ρυθμιστικά ένζυμα, οι ρυθμιστές και ο τρόπος με τον οποίο δρουν. ΜΟΝ.

Ο κύκλος του Krebs. Περιεχόµενα

ΓΕΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ. Μαντώ Κυριακού 2015

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Θερινό εξάμηνο ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων

1. Να οξειδωθούν και να παράγουν ενέργεια. (ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ)

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 3

3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων ΤΕΙ Αθήνας Εαρινό Εξάμηνο a Εξεταστική περίοδος Σεπτεμβρίου στην Βιοχημεία

Εργασία για το μάθημα της Βιολογίας Περίληψη πάνω στο κεφάλαιο 3 του σχολικού βιβλίου

Βασικά ενεργειακά συστήματα. Δρ. Μαρία Παπανδρέου 2018

Μεταβολισμός των Υδατανθράκων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο 3.1-ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

Το κύτταρο και ο κυτταρικός μεταβολισμός

Kυτταρική Bιολογία. Μιτοχόνδρια & Χλωροπλάστες - Τα Ενεργειακά Κέντρα των Ευκαρυωτικών Κυττάρων ΔIAΛEΞΕΙΣ 24 & 25 (27 /5/2016)

ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗ ΦΩΣΦΟΡΥΛΙΩΣΗ Ι Η ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ

Κυτταρική Βιολογία. Ενότητα 10 : Τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες ως τα ενεργειακά κέντρα των ευκαρυωτικών κυττάρων

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΧΗΜΕΙΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΓΙΩΡΓΟΣ Μ. Β2 ΒΙΟΛΟΓΙΑ 3ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

ΚΕΦΑΛΑΙO 3 Κυτταρικός Μεταβολισμός

ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1. ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

Ο κύκλος κιτρικού οξέος (ΚΚΟ) ή τρικαρβοξυλικου οξέος ή Krebs

3.1 Ενέργεια και οργανισμοί..σελίδα Ένζυμα βιολογικοί καταλύτες...σελίδα Φωτοσύνθεση..σελίδα Κυτταρική αναπνοή.

Μεταβολισμός του γλυκογόνου. Μεταβολισμός των υδατανθράκων κατά την άσκηση. Από που προέρχεται το μυϊκό και ηπατικό γλυκογόνο;

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρίνος Ιωάννου, Ιωάννα Καλλιώρα

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ, ΠΕΚ 2014 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 17 Κύκλος Κιτρικού Οξέος

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΟΥ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΥ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ 3 Η. Ο κύκλος του Krebs

Κεφάλαιο τρίτο. 3.1: Ενέργεια και οργανισμοί

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ

O Κύκλος του κιτρικού οξέος Ο κύκλος του Krebs O κύκλος των τρικαρβοξυλικών οξέων (TCA)

Εργασία Βιολογίας 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

Μεταβολισμός και Βιοενεργητική. [Τίτλος εγγράφου] ΣΠΥΡΟΣ Ξ. Β 2

ΠΕΡΙΛΗΠΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ 3 ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ (μεταβολισμός)

Μεταβολισμός πρωτεϊνών και των αμινοξέων

Κων/νος Μ. Β 2 ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΗΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

Καθηγητής Δ. Μόσιαλος

Περίληψη 3 ου κεφαλαίου. Όλγα Σ.

.CH 3 COOH + NH 4 α) CH 3 CN + 2H 2 O H + β) CH CH + H 2 O CH 3 CH=O γ) CH 3 NH 2 + H 2 O CH 3 NH OH -. α) Α: CH 3 CH=CH 2

Β α σ ι κ έ ς α ρ χ έ ς μ ε τ α β ο λ ι σ μ ο ύ

ΟΛΛΙΝΤΖΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΑ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ. της Νικολέτας Ε. 1. Να οξειδωθούν και να παράγουν ενέργεια. (ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ)

Συνδυάζοντας το πρώτο και το δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα προκύπτει ότι:

Ετήσιο Μετεκπαιδευτικό Σεμινάριο Υγρών, Ηλεκτρολυτών και Οξεοβασικής Ισορροπίας. 11ο Σεμινάριο: Διαταραχές οξεοβασικής ισορροπίας

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Βιοχημεία ΙΙ

Θέµατα ιάλεξης ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Υ ΑΤΑΝΘΡΑΚΩΝ. Ρόλος των υδατανθράκων. Υδατάνθρακες. ιάσπαση υδατανθράκων

ΠΕΨΗ & ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΩΝ (ΣΑΚΧΑΡΩΝ) ΓΛΥΚΟΛΥΣΗ Ι

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ

Μεταβολισμός. Ενέργεια και οργανισμοί Ένζυμα βιολογικοί καταλύτες Φωτοσύνθεση Κυτταρική αναπνοή

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ 12Η 2 S + 6CΟ 2 C 6 H 12 Ο S + 6H 2 Ο

BIOΛ154 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ. ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ (Lubert Stryer)

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

Μεταβολισμός των σακχάρων

Μεταβολισμός λιπαρών οξέων

ÈÅÌÁÔÁ 2011 ÏÅÖÅ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΧΗΜΕΙΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. ΘΕΜΑ 1 ο. ΘΕΜΑ 2 ο δ δ α. Λ β. Λ γ. Σ δ. Λ ε.

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 4 ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ

Το κύτταρο και ο κυτταρικός μεταβολισμός

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

BIOΛ154 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Ι. ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ (Lubert Stryer) Βασικές Αρχές Βιοχημείας (Lehninger) Κεφ. 15

ΧΗΜΕΙΑ-ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Μονάδες 3 β. Ποιο από τα παραπάνω ζεύγη, στο ίδιο υδατικό διάλυμα, μπορεί να αποτελέσει ρυθμιστικό διάλυμα; Μονάδες 2

ÔÏÕËÁ ÓÁÑÑÇ ÊÏÌÏÔÇÍÇ

ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ. Ένζυμα: οι καταλύτες στο σώμα

ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 2010 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 18 ΜΑΪΟΥ 2011 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

β) Υδατικό διάλυµα ασθενούς οξέος ΗΑ έχει συγκέντρωση 0,1 Μ και θερµοκρασία 25`C. Στο διάλυµα αυτό ισχύει ότι [ΟΗ - ]=10-13 Μ Να αιτιολογήσετε όλες τι

Θέµατα ιάλεξης ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΛΙΠΩΝ. Λίπη. Ταξινόµηση λιπών. Τριακυλογλυκερόλες ή τριγλυκερίδια. Λιπαρά οξέα

ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΓΛΥΚΟΛΥΣΗΣ, ΓΛΥΚΟΝΕΟΓΕΝΕΣΗ & ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΙΑ ΤΗΣ ΓΛΥΚΟΖΗΣ

Αρχές Βιοτεχνολογίας Τροφίμων

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Β ΦΑΣΗ. Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ (1ος Κύκλος) ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Transcript:

1 ΕΝΟΤΗΤΑ 8: Η ΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 8.2 AΕΡΟΒΙΑ ΑΝΑΠNOH Οι οργανισμοί για να επιβιώσουν χρειάζονται ενέργεια η οποία παράγεται μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται κυτταρική αναπνοή. Οι ουσίες που απαιτώνται για να γίνει αυτη η πολύπλοκη διαδικασία και να παραχθεί ενέργεια ονομάζονται αναπνευστικά υποστρώματα. Υπάρχουν δύο είδη κυτταρικής αναπνοής η αερόβια αναπνοή και η αναερόβια αναπνοή. Η αερόβια γίνεται στην παρουσία οξυγόνου και η αναερόβια γίνετε στην απουσία οξυγόνου. Το αναπνευστικό υπόστρωμα και για τις δύο διαδικασίες είναι η γλυκόζη που γι αυτο και ονομάζεται το βασικό αναπνευστικό υπόστρωμα. Υπάρχουν δηλαδή πολλές ουσίες που μπορούν να αποτελέσουν αναπνευστικά υποστρώματα αλλά η γκυκόζη δίνει την μέγιστη ποσότητα ενέργειας που μπορεί να παραχθεί. Πιο κάτω απεικονίζεται η χημική εξίσωση της αερόβιας αναπνοής. Μπορείτε να σκεφτείται ποιές διαφορές έχει με την χημική εξίσωση της φωτοσύνθεσης; Η αερόβια αναπνοή διακρίνεται σε 4 φάσεις: την γλυκόλυση, την οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού οξέος, το κύκλο του κιτρικού οξέος (κύκλος του Krebs) και την τελική οξείδωση αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων-χημειώσμωση. Η φάση της γλυκόλυσης δεν απαιτεί οξυγόνο γι αυτο και ονομάζεται και αναερόβια φάση. Οι άλλες 3 φάσεις απαιτούν οξυγόνο και γι αυτο κάποιες φορές ονομάζονται αερόβιες φάσεις. Μετά την πέψη λοιπόν, οι θρεπτικές ουσίες μπαίνουν στην κυκλοφορία του αίματος και φτάνουν στα κύτταρα. Συγκεκριμένα η γλυκόζη αφομοιώνεται από τα κύτταρα τα οποία θα την χρησιμοποιήσουν άμεσα για παραγωγή ATP (ενέργειας). Πάμε να δούμε αναλυτικά όλες τις φάσεις της κυτταρικής αναπνοής.

2 1. Γλυκόλυση (αναερόβια φάση) Η γλυκόλυση γίνεται στο κυτταρόπλασμα χωρίς να απαιτήτε κάποιο εξιδικευμένο οργανίδιο του κυττάρου. Είναι κοινή φάση και για την αερόβια και για την αναερόβια αναπνοή. Η γλυκόλυση έχει ως στόχο την μετατροπή της γλυκόζης σε δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος. Για να ξεκινήσει αυτη η διαδικασία η γλυκόζη ενεργοποιήτε με φωσφορυλίωση. Η φωσφορυλίωση γίνεται με το ένζυμο εξοκινάση. Ακολουθούν και άλλες χημικές αντιδράσεις όπως ισομερισμός, αποφωσφωρυλίωση, αφυδρογόνωση κ.α. Τα στάδια μετατροπής της γλυκόζης σε 2 μόρια πυροσταφυλικού οξέους φαίνονται στην πιο κάτω εικόνα: Συνολικά κατα την γλυκόλυση: 1. Παράγονται 4 μόρια ATP 2. Καταναλώνονται 2 μόρια ATP 3. Παράγονται 2 μόρια NADH 4. Παράγονται 2 μόρια Η 2Ο 5. Παράγονται 2 μόρια πυροσταφυλικού οξέος (CH 3COCOOH) Άρα από την γλυκόλυση το άμεσο κέρδος που μπρεί να χρησιμοποιηθεί αμέσως είναι τα δύο μόρια ATP. Τα υπόλοιπα, 2xNADH και 2x CH 3COCOOH θα χρησιμοποιηθούν στις πάρακάτω φάσεις και γι αυτο ονομάζονται έμμεσο κέρδος.

3 2. Οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού οξέος Το πυροσταφυλικό οξύ που σχηματίστηκε εισέρχεται στα μιτοχόνδρια. Όπως το λέει και το όνομα αυτη της διαδικασία απομακρύνεται η καρβοξυλομάδα (COOH) από το πυροσταφυλικό οξύ. Άρα το CH 3COCOOH μετατρέπεται σε CH 3CO. Το COOH που αφαιρείται μετατρέπεται σε CO 2 και Η. Το υδρογόνο δεσμεύεται από το NAD + που μετατρέπεται σε NADH ενώ το CO 2 το εκπνέουμε. Το υπόλοιπο CH 3CO (ακετυλομάδα) το οποίο έχει απομείνει ενώνεται με ένα μοριακό μεταφορέα που ονομάζεται συνένζυμο Α (CoA) και σχηματίζει το ακετυλοσυνένζυμο Α (ακετυλ-coa). Σε αυτην την διαδικασία δεν υπάρχει άμεσο κέρδος. Υπάρχει όμως έμμεσο που είναι το ένα μόριο NADH και το ακέτυλ-coa. Να θυμάστε όμως οτι στην γλυκόλυση παράγονται δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος. Άρα η διαδικασία που περιγράψαμε πιο πάνω γίνεται δύο φορές.

4 3. Κύκλος του κιτρικού οξέος (κύκλος του Krebs) Ο κύκλος του Krebs γίνεται στο εσωτερικό του μιτοχονδρίου (μήτρα) και ξεκινά με το τελευταίο προϊόν της προηγούμενης φάσης, το ακετυλ-coa. Ο κύκλος του Krebs είναι μια σειρά αντιδράσεων που έχει ως στόχο την παραγωγή NADH και FADH 2. Γίνονται πολλά είδη αντιδράσεων όπως ισομερισμός, αποκαρβοξυλίωση, υδρόλυση, φωσφορυλίωση κ.α. Οι αντιδράσεις που γίνονται επιστρέφουν εκεί που ξεκινούν σχηματίζοντας ένα κύκλο. Το οξαλοξικό οξύ (4C) δεσμεύει μια ακετυλομάδα από το ακετυλο-coα και σχηματίζεται κιτρικό οξύ (6C) το οποίο με πολύπλοκες χημικές αντιδράσεις δημιουργεί διάφορα ενδιάμεσα προϊόντα που τελικά καταλήγουν ξανά στο οξαλοξικό οξύ. Ο σχηματισμός του κιτρικού οξέος σηματοδοτεί την έναρξη του κύκλου του Krebs. Παρατηρείται μεταφορά υδρογόνου με το συνένζυμο NAD+ που ανάγεται σε NADH και με το συνένζυμο FAD+ που ανάγεται σε FADH 2.Το FAD είναι και αυτο συνένζυμο όπως το NAD. Σε μια από τις αντιδράσεις που γίνονται στον κύκλο η ενέργεια που παράγεται δεν είναι αρκετή για να ανάγει το NAD σε NADH και έτσι ανάγει το FAD σε FADH 2. Άρα η ενέργεια που περιέχεται στο FADH 2 είναι λιγότερη από αυτη που περιέχεται στο NADH. Παράγονται πολλά προϊόντα από την διαδικασία αυτη όπως για παράδειγμα το CO 2 που αποβάλλεται με την αναπνοή μας. Το άμεσο όμως κέρδος από το κύκλο του Krebs είναι ένα μόριο ATP. Το έμμεσο κέρδος είναι 3 μόρια NADH και 1 μόριο FADH 2. Να θυμάστε επίσης οτι για κάθε ακετυλ-coa γίνεται ένας κύκλος. Άρα για κάθε μόριο γλυκόζης γίνεται δύο φορές άρα διπλάσιο κέρδος.

5 4. Τελική οξείδωση Αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων-χημειώσμωση Γίνεται στον μεσομεμβρανικό χώρο του μιτοχονδρίου (ανάμεσα δηλαδή στην εσωτερική και εξωτερική μεμβράνη). Στην τελική οξείδωση, τα NADH και τα FADH 2 που παράχθηκαν στις προηγούμενες τρεις φάσεις (γλυκόλυση, οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού και κύκλος του Krebs) δίνουν την απαραίτητη ενέργεια για το σχηματισμό της ATP. Το κάθε NADH δίνει ενέργεια για παραγωγή 3 μορίων ΑΤP ενώ το κάθε FADH 2 που περιέχει λιγότερη ενέργεια βοηθά στο σχηματισμό 2 μορίων ATP. Πάμε να δούμε πώς ακριβώς παράγεται η ΑΤΡ. Να σημειωθεί όμως οτι τα μόρια του NADH που προέρχονται από την γλυκόλυση παράγουν 2 μόρια ΑΤΡ αντι 3, γιατί σπαταλούν κάποια από την ενέργεια τους για να εισέλθουν στο μιτοχόνδριο. Στην εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων βρίσκονται μεταφορείς ηλεκτρονίων, που μεταφέρουν ηλεκτρόνια που παίρνουν απο τα NADH και τα FADH 2. Οι μεταφορείς ηλεκτρονίων αποτελούνται από 3 βασικά ενζυμικά σύμπλοκα. Το σύμπλοκο Ι ονομάζεται NADH αφυδρογονάση με προσθετική ομάδα FMN, το σύμπλοκο ΙΙ ονομάζεται κυτταροχρωματική αναγωγάση με κυτταρόχρωμα b και το σύμπλοκο ΙΙΙ ονομάζεται κυτταροχρωματική οξειδάση με κυτταρόχρωμα a. Δείτε το σχήμα που ακολουθεί για να καταλάβετε καλύτερα.

6 Τα NADH αφήνουν τα ηλεκτρόνια τους στο σύμπλοκο Ι. Τα NADH γίνονται NAD + και επιστρέφουν στις προηγούμενες φάσεις. Τα ηλεκτρόνια μεταβιβάζονται πρώτα στην προσθετική ομάδα FMN και στη συνέχεια στην ουμπικινίνη (Q). Η ουμπικινίνη είναι κινητός μεταφορέας και μεταφέρει τα ηλεκτρόνια από το σύμπλοκο Ι στο σύμπλοκο ΙΙ. Αφού τα ηλεκτρόνια φτάσουν στο σύμπλοκο ΙΙ μεταφέρονται στο σύμπλοκο ΙΙΙ μέσω ενός άλλου κινητού μεταφορέα που ονομάζεται κυτταρόχρωμα c. Αυτη η αλυσίδα ονομάζεται αναπνευστική αλυσίδα και επαναλαμβάνεται συνεχώς. Τα FADH 2 αφήνουν τα ηλεκτρόνια τους στο σύμπλοκο ΙΙ. Ακολουθούν την ίδια διαδικασία ξεκινώντας από το σύμπλοκο ΙΙ. Τα FADH 2 μετατρέπονται σε FAD και επιστρέφουν στον κύκλο του Krebs. Από που όμως προέρχονται τα ηλεκτρόνια που ελευθερώνει το NADH και το FADH 2; όπως είπαμε μετά την τελευταία τους αντίδραση το NADH γίνεται NAD + και το FADH 2 γίνεται FAD. Τα δύο αυτα συνένζυμα δηλαδή χάνουν τα υδρογόνα τους (Η). Τα υδρογόνα αποτελούνται από ένα πρωτόνιο (Η + ) και ένα ηλεκτρόνιο (e - ). Το ηλεκτρόνιο απορροφάται από τους μεταφορείς ηλεκτρονίων και μεταφέρεται όπως περιγράψαμε στην πιο πάνω παράγραφο. Κατα την μεταφορά αυτη (από το ένα σύμπλοκο στο άλλο) τα ηλεκτρόνια χάνουν ενέργεια. Αυτη η ενέργεια που χάνεται χρησιμοποιείται από τα σύμπλοκα. Τα σύμπλοκα παίρνουν τα πρωτόνια που απέμειναν από το υδρογόνο και τα εξάγουν στον μεσομεμβρανικό χώρο. Τα σύμπλοκα δηλαδή λειτουργούν ώς αντλίες πρωτονίων. Όσο περνά η ώρα και η διαδικασία αυτη συνεχίζεται μαζεύεται ένας μεγάλος αριθμός πρωτονίων στον μεσομεμβρανικό χώρο. Το εσωτερικό του μιτοχονδρίου όμως έχει μικρή ποσότητα πρωτονίων. Έτσι με παθητική μεταφορά τα πρωτόνια εισέρχονται από τον μεσομεμβρανικό χώρο στο εσωτερικό του μιτοχονδρίου μέσω ενός καναλιού. Το κανάλι αυτο ονομάζεται ATP συνθετάση. Καθώς τα πρωτόνια εισέρχονται δίνουν την ενέργεια που χρειάζεται για να μετατρέψουν ένα μόριο ADP σε ATP. Η μετατροπή αυτη ονομάζεται οξειδωτική φωσφορυλίωση. ADP + Ρi + ενέργεια ATP Τώρα τα ηλεκτρόνια που φτάνουν στο σύμπλοκο ΙΙΙ τί γίνονται; Ούτε διαλύονται και ούτε παραμένουν εκεί. Εδώ έρχεται το οξυγόνο. Το οξυγόνο ενώνεται με δύο ηλεκτρόνια που παίρνει από το σύμπλοκο ΙΙΙ και μαζί με δύο πρωτόνια από αυτά που εισέρχονται μέσω της ΑΤΡ συνθετάσης και σχηματίζει ένα μόριο του νερού. Αυτη η διαδικασία που είναι αντίθετη της φωτόλυσης (φωτοσύνθεση) γίνεται με τη βοήθεια της κυτταροχρωματικής οξειδάσης. Δηλαδή ο τελικός δέκτης των ηλεκτρονίων είναι το οξυγόνο. Κατα την τελική οξείδωση παράγονται νερό, 32 μόρια ATP, NAD + και FAD.

7 Πόσα μόρια όμως ΑΤΡ παράγονται συνολικά στην αερόβια κυτταρική αναπνοή; 1. 2 ΑΤΡ από την γλυκόλυση 2. 2 ΑΤΡ από τον κύκλο του Krebs 3. 32 μόρια ΑΤΡ από την τελική οξείδωση Συνολικά παράγονται 36 μόρια ΑΤΡ από την διάσπαση ενός μορίου γλυκόζης. Φυσικά αυτη η διαδικασία γίνεται και με άλλες θρεπτικές ουσίες εκτός από την γλυκόζη. Ουσίες σαν τα λίπη, αμινοξέα και άλλοι υδατάνθρακες μπορόυν να παράξουν μόρια ΑΤΡ αλλά όχι όσα η γλυκόζη. Αυτες οι άλλες ουσίες μετατρέπονται σε κάποιο από τα ενδιάμεσα προϊόντα της γλυκόλυσης ή της αποκαρβοξυλίωσης του πυροσταφυλικού οξέος ή του κύκλου του Krebs. Τί γίνεται σε περίπτωση όπου δεν υπάρχει οξυγόνο και γιατί; Όταν δεν υπάρχει διαθέσιμο οξυγόνο οι αερόβιες φάσεις της κυτταρικής αναπνοής αλλά και η γλυκόλυση σταματούν. Στην τελική οξείδωση τα ηλεκτρόνια δεν αποδίδονται στην κυτταροχρωμική οξειδάση για να σχηματιστεί νερό (λόγω έλλειψης Ο 2). Επομένως τα ηλεκτρόνια παραμένουν στους μεταφορείς (σταματά η κίνηση των ηλεκτρονίων στην αναπνευστική αλυσίδα), με αποτέλεσμα τα ΝΑDH και FADH 2 να μην μπορούν να ελευθερώσουν τα υδρογόνα τους. Άρα παρουσιάζεται έλλειψη στις οξειδωμένες μορφές των μεταφορέων (ΝΑD +, FAD), που είναι απαραίτητες για την εκτέλεση όλων των φάσεων με αποτέλεσμα να σταματούν.

8 ΕΝΟΤΗΤΑ 8: Η ΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 8.3 AΝΑΕΡΟΒΙΑ ΑΝΑΠNOH - ΖΥΜΩΣΕΙΣ Κάποιοι οργανισμοί όπως βακτήρια και μύκητες χρησιμοποιούν την ζύμωση. Η διαδικασία αυτη ελευθερώνει ενέργεια αλλά ο τελικός δέκτης δεν είναι το οξυγόνο αλλά κάποια άλλη ουσία. Άρα το οξυγόνο δεν είναι απαραίτητο και γι αυτο η ζύμωση είναι αναερόβια κυτταρική αναπνοή. Επίσης οι ζυμώσεις δεν περιλαμβάνουν σύστημα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Όμως όλες οι ζυμώσεις εκτελούν την διαδικασία της γλυκόλυσης. Αυτο που διαφέρει είναι το πώς θα χρησιμοποιήσουν το πυροσταφυλικό οξύ που παράγεται. Οι ζυμώσεις διακρίνονται σε πολλά είδη ανάλογα με το τελικό προϊόν που προκύπτει μετά την μεταποίηση του πυροσταφυλικού οξέος. Εμείς θα μελετήσουμε δύο: την αλκοολική και την γαλακτική ζύμωση. Αλκοολική ζύμωση Γίνεται στου μύκητες. Αφου γίνει η γλυκόλυση παράγονται 2 μόρια πυροσταφυλικού οξέος (ΠΟ). Οι μύκητες έχουν το ένζυμο πυροσταφυλική καρβοξυλάση η οποία αφαιρά το CO2 από το πυροσταφυλικού οξύ μετατρέποντας το σε ακεταλδεϋδη. Το NADH που παράγεται από την γλυκόλυση δίνει το υδρογόνο του στην ακεταλδεϋδη μετατρέποντας στην σε αιθανόλη (αλκοολ). Η γενική εξίσωση είναι η εξής: Ο άνθρωπος χρησιμοποιεί την αλκοολική ζύμωση για να παράγει ψωμί και αλκοολούχα ποτά.

9 Γαλακτική ζύμωση Γίνεται στους μύκητες και σε βακτήρια. Εδώ το ΠΟ παίρνει υδρογόνο απο το NADH και ανάγεται σε γαλακτικό οξύ. Η γενική αντίδραση είναι η εξής: Ο άνθρωπος εκμεταλεύεται την γαλακτική ζύμωση για παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων. Η γαλακτική ζύμωση γίνεται και σε ζωϊκά κύτταρα όταν το οξυγόνο που περιέχεται στο αίμα δεν είναι ικανοποιητικό. Για παράδειγμα σε καταστάσεις έντονης μυικής άσκησης το οξυγόνο δεν είναι αρκετό. Το πυροσταφυλικό οξύ που παράγεται, αφού δεν μπορεί να διασπαστεί αερόβια (αφου το οξυγόνο δεν είναι αρκετό) μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ. Ο λόγος είναι οτι αν δεν γινόταν αυτο θα είχαμε μεγάλες ποσότητες ΠΟ και μικρές ποσότητες NAD +. Όταν το NAD + εξαντλήθεί σημαίνει οτι δεν θα μπορεί να γίνεται η γλυκόλυση. Το γαλακτικό οξύ όμως στο οργανισμό μας είναι τοξικό και πρέπει να αποβληθεί. Το 80% από το γαλακτικό οξύ μέσω του αίματος μεταφέρεται στο συκώτι όπου ξαναμετατρέπεται σε γλυκόζη (γλυκονεογένεση). Το άλλο 20% εισέρχεται στο κύκλο του Krebs. Άρα ο οργανισμός μας θα χρειαστεί περισσότερο οξυγόνο για την διάσπαση του. Αυτος είναι και ο λόγος που μετά την άσκηση συνεχίζουμε να αναπνέουμε βαθιά. Εξασφαλίζουμε δηλαδή την επιπλέον ποσότητα οξυγόνου που χρειαζόμαστε.

10