Концепции современного естествознания. Биология. Анисимов А.П. - 24 стр.

        Наиболее эффективно глюкоза расщепляется с участием кислорода: C6H12O6 +
6O2 = 6CO2 + 6H2O + энергия. По химической сути это - полное окисление (горение!)
глюкозы. В живой клетке это «горение» происходит замедленно, поэтапно, так что
энергия выделяется малыми порциями, и большая ее часть (около 55 %) используется
на синтез АТФ, остальная рассеивается в виде тепла. Полное окисление одной
молекулы глюкозы обеспечивает синтез 38 молекул АТФ. Поскольку кислород для
окисления мы вдыхаем с атмосферным воздухом, то и на химическом уровне
окисление глюкозы кислородом называют дыханием.
        На рис. 6 все описанные процессы схематично показаны для аутотрофной
растительной клетки. Ее главная черта - способность к фотосинтезу, который
обеспечивает первый этап построения органического вещества, в форме глюкозы. Но и
дыхание в полной мере присуще растениям, так как именно этот процесс извлекает
энергию из глюкозы (а также из жиров и лишних белков), переводит ее временно в
АТФ и далее в сложные макромолекулы. Эта же схема, но с изъятием реакции
фотосинтеза, соответствует и гетеротрофному метаболизму животных клеток. В
этом случае глюкоза (а также другие углеводы, жиры, трофические белки и др.)
поступают в клетку извне в готовом виде. Часть этих материалов идет на дыхание (в
топку, для извлечения энергии через синтез АТФ), а часть - после некоторой переделки
- на синтез новых макромолекул как строительный материал . Таким образом, пища у
гетеротрофов (то есть и у нас с вами) имеет двойное назначение - энергетическое и
пластическое (строительное).
        На рис. 6 следует обратить внимание на единство процессов энергетического
и пластического (строительного) метаболизма клетки. Энергия поглощается из
внешней среды, преобразуется в АТФ прежде всего для осуществления строительных
процессов, для построения живой материи. Или обратно: построение живой материи, то
есть синтез макромолекул из простых неорганических веществ, возможен только с
поглощением внешней энергии. Точки пересечения стрелок энергетического и
пластического обмена означают места сопряжения энергетического и пластического
метаболизма. В живой клетке таких мест очень много. Сопряжение светового потока и
синтеза глюкозы (реакция фотосинтеза) происходит в хлоропластах - специальных
органоидах растительных клеток, сопряжение дыхания (окисления глюкозы) и синтеза
АТФ - в митохондриях, сопряжение распада АТФ и синтеза клеточных белков - в
рибосомах и т. д. (см. сегменты 7 и 8 - о строении клетки, а также рис. 3).
        С точки зрения обсуждаемой проблемы - материальной сущности жизни - все
рассмотренные процессы обмена веществ и энергии в клетке представляют простые
физико-химические реакции. Мы не углублялись в механизмы преобразования энергии
в хлоропластах и митохондриях, но если бы сделали это, то убедились бы в их
изначально физической сущности. Основные события здесь связаны с распадом атомов
водорода на элементарные заряженные частицы - протоны (Н+) и электроны (е-) и их
индуцированным переносом по разные стороны мембраны внутри хлоропластов и
митохондрий. В этих органоидах, как в электрических батарейках, создается разность
электрических потенциалов порядка 0,2 вольта, которая при необходимости
реализуется в электрический (протонный) ток, а этот ток, в свою очередь, вращает и
активирует ферменты синтеза АТФ. Аналогичные физико-химические преобразования
мы увидим и в других клеточных структурах.


  СЕГМЕНТ 14. БЕЛКИ – СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОСНОВА
                           ЖИЗНИ
       Как уже отмечено в сегменте 7, белки представляют полимерные молекулы
длиной в 50-100-500 и более мономеров - аминокислот. Имеется 20 разновидностей
аминокислот, различных по химическим свойствам их свободных концов - радикалов.
       Особо выделим аминокислоты со свободным электрическим зарядом. Так,
аспарагиновая и глутаминовая кислоты имеют отрицательный заряд (лишняя –СОО-