Energiya almashinuvi bosqichlari

Mavzular

Tayyorgarlik bosqichi

Tirik organizmlar hujayrasida kechadigan energiya almashinuvi jarayonini uchta bosqichga ajratish mumkin.

Birinchi bosqich — tayyorgarlik bosqichi bo‘lib, bunda uglevodlar, yog‘lar, oqsillar, nuklein kislotalarning yirik molekulalari oddiy molekulalarga parchalanadi. Misol uchun, kraxmal glukozagacha, yog‘lar yog‘ kislotasi va glitseringacha, oqsillar aminokislotalargacha parchalanadi. Bu bosqichda parchalanish natijasida hosil bo‘lgan energiyaning barchasi issiqlik energiyasi sifatida tashqi muhitga ajraladi.

Glikoliz

Ikkinchi bosqich — glikoliz, ya’ni kislorodsiz (anaerob) parchalanish deyiladi. Odam, ko‘pgina hayvonlar va mikroorganizmlar hujayrasida asosiy energiya manbai glukoza hisoblanadi. Glikoliz ketma-ket keluvchi bir qancha fermentativ reaksiyalar yig‘indisidan iboratdir. Uning hosil bo‘lishida o‘ndan ortiq oraliq reaksiyalar hosil bo‘ladi. Glikolizning umumiy yig‘indi tenglamasini quyidagicha tasavvur etish mumkin:

C6H12O6 + 2H3PO4 + 2ADF = 2C3H6O3 + 2ATF + 2H2O.

Glikoliz jarayonida kislorod ishtirok etmasligi reaksiya tenglamasidan ham ko‘rinib turibdi (shuning uchun ham kislorodsiz bosqich deb ataladi). Glikolizda doimo H3PO4 va ADF ishtirok etadi. Ushbu ikkala modda hamisha hujayrada bo‘ladi, chunki hujayraning hayot faoliyati natijasida ular doimo hosil bo‘lib turadi.

Glikoliz va spirtli achish natijasi

Glikoliz jarayonida glukoza molekulasi parchalanib, ikki molekula ATF va ikki molekula sut kislotasi molekulalari hosil bo‘ladi. Natijada 200 kJ energiya ajralib chiqadi. Bu energiyaning 60 % issiqlik sifatida ajraladi, 40 % esa ATF sifatida tejaladi.

Glikoliz jarayoni barcha hayvon hujayralarida va ba’zi mikroorganizmlarning hujayralarida amalga oshadi. Spirtli achish ham glikoliz singari bir qancha fermentativ reaksiyalar zanjiridan iborat. Spirtli achish natijasida CO2, etil spirti, ATF va suv hosil bo‘ladi. Spirtli achishda ham 200 kJ energiya va 2 molekula ATF hosil bo‘ladi. Spirtli achishning umumiy reaksiya tenglamasi quyidagicha: C6H12O6 + 2H3PO4 + 2ADF = 2C2H5OH + 2ATF + 2H2O + 2CO2.

Endi oddiy hisoblab ko‘raylik, bir molekula glukozaning kislorodsiz parchalanishi natijasida 200 kJ energiya hosil bo‘ladi. Bir molekula ADFning ATFga aylanishidan 40 kJ energiya ATFda tejaladi. Kislorodsiz parchalanish jarayonida 2 molekula ATF hosil bo‘ladi. Shunday qilib, 2 x 40 = 80 kJ hosil bo‘ladi. Ya’ni 80 kJ energiya ATFda tejaladi. 120 kJ energiya issiqlik sifatida tarqaladi.

Kislorodli parchalanish

Uchinchi bosqich – kislorodli (aerob) parchalanish, ya’ni to‘la parchalanish hisoblanadi. Bu jarayon amalga oshishi uchun kislorod bo‘lishi shart. Aerob oksidlanish mitoxondriyada amalga oshadi. Aerob parchalanishning har bir oraliq bosqichida anaerob parchalanish singari energiya ajraladi. Ammo bu bosqichlarda ajraladigan energiya miqdori anaerob parchalanishda ajraladigan energiyaga nisbatan ancha yuqori bo‘ladi.

Natijada kislorodli parchalanish natijasida 2600 kJ energiya hosil bo‘ladi. Glikoliz natijasida hosil bo‘lgan 2 molekula sut kislotasi mitoxondriyada kislorod ta’sirida parchalanganda 36 molekula ATF hosil bo‘ladi. Shunday qilib kislorodli parchalanishning umumiy reaksiya tenglamasini quyidagicha yozish mumkin.

2C3H6O3 + 6O2 + 36H3PO4 + 36ADF = 6CO2 + 36ATF + 42H2O.

Kislorodli parchalanishdan hosil bo‘lgan 2600 kJ energiyaning 44,6 % issiqlik sifatida ajraladi, 55,4 % ATFda to‘planadi.

To‘liq parchalanish yig‘indisi

Kislorodli parchalanish bosqichi qanday ahamiyatga ega ekanligi yuqoridagi reaksiya tenglamalaridan ravshan bo‘ldi. Bir molekula glukoza kislorodsiz parchalansa 200 kJ energiya ajralib chiqsa, kislorodli parchalanishda esa 2600 kJ ajraladi. Kislorodsiz parchalanishda 2 molekula ATF, kislorodli parchalanishda esa 36 molekula ATF hosil bo‘ladi.

Glukoza to‘liq parchalanganda 2 + 36 = 38 ATF hosil bo‘ladi. Shunday qilib, 38 x 40 = 1520 kJ energiya ATFda to‘planadi. Glukoza to‘liq parchalanganda 200 + 2600 = 2800 kJ hosil bo‘ladi.

Hujayra hayotida ko‘pincha shunday sharoitlar yuzaga keladiki, bunda kislorodli parchalanishning amalga oshishi qiyin yoki amalga oshmay qoladi (kislorod yetishmaganda, mitoxondriyalar shikastlanganda). Bunday hollarda hujayra hayoti uchun zarur bo‘lgan ATFni faqat kislorodsiz jarayondan foydalaniladi. Buning uchun normadagiga nisbatan 20 barobar ko‘p glukoza sarflash kerak bo‘ladi.

Bilimingizni sinang