Биоэнергетика жайлы түсінік

Презентация қосу

«ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН БИОЛОГИЯ ЖӘНЕ
МЕДИЦИНА БИОХИМИЯ
АКАДЕМИЯСЫ» АҚ КАФЕДРАСЫ

СӨЖ
Тақырыбы: Биоэнергетика

Орындаған: Шоханқызы А.
Тобы: В-ЖМҚА-10-19
Қабылдаған: Ордабекова А.Б.

Шымкент 2020 ж.
Жоспар
• І. Кіріспе
• ІІ. Негізгі бөлім
• 2.1. Биоэнергетика жайлы түсінік
• 2.2. Қоректік компоненттер катаболизмінің жалпы және арнайы жолдары
• 2.3. Макроэргиялық қосылыстар
• Қорытынды
• Пайдаланылған әдебиеттер
Кіріспе
Биоэнергетика, биологиялық энергетика — тірі организмдердегі
энергияның бір түрден екінші түрге айналу заңдылықтарының
молекулалық негіздерін және механизмін зерттейтін ғылым. Биоэнергетика
биологиялық тіршілік құбылыстарын энергетикалық тұрғыдан талдайды.
Энергияның аздаған бөлігі құрамында фосфор
қышқылының қалдықтары бар макроэргикалық
қосылыстардың (фотосинтез, хемосинтез және
биология тотығу нәтижесінде пайда болатын тірі
организмдерде энергияға бай органикалық
қосылыстар) химия энергиясына айналады; ал
химиялық энергия тұрақты температура жағдайында
биологиялық синтезге пайдаланылады. Аталған
қосылыстардың ішіндегі ең маңыздысы — аденозин
үшфосфор қышқылы (АТФ).
Аденозин үшфосфор қышқылы (АТФ) синтезделгенде (АТФ + Н2О - АДФ + фосфат)
қоршаған ортаның биоэнергиясы F шамасына кемиді. Бұл жасуша жағдайында F =
50кДж/моль немесе 1200 кал/моль, яғни басқа көптеген гидролиздеу реакцияларында
босайтын энергия мөлшерінен анағұрлым артық. Осындай артық энергия босатып,
ыдырайтын байланысты макроэргиялық байланыс деп атайды. Ерекше жағдайларда
клетка энергиясына АТФ-тен басқа да макроэргикалық фосфорлы қосылыстар —
гуанин-, цитозин-, уридин-, тимидин үш фосфаттар немесе креатинфосфаттар
қатысады. Биосферадағы тіршілік үшін қажетті энергияның негізгі және бірден-бір
қайнар көзі — Күн сәулесі. Оның 1 — 2%-ін жасыл өсімдіктер мен құрамында
пигменті бар бактериялар пайдаланып, органикалық заттарды синтездейді, яғни Күн
сәулесінің электрмагниттік энергиясы химияның энергияға айналып, органикалық
заттардың құрамында болады.
Қоректік заттар катаболизмінің негізгі 3 сатысын
есептегенде , энергия алмасу 4 сатыдан тұрады.
1. Күрделі заттардың арнайы жолдармен
ыдыратып, универсалді аралық өнімдерге
айналдыру;
2. Үшкарбон қышқылының циклі
3. Биологиялық тотығу;
4. Тотыға фосфорлану.
Макроэргиялық қосылыстар
• Макромолекулалар ыдырған кезде энергия бөлінеді
• Бұл энергия макроэргиялық байланыстар түрінде жинақталады.
.
• Гидролиз кезінде макроэргиялық байланыстар 40 кДж/мольден
артық энергия бөледі.
• Макроэргиялық байланыстары бар заттар макроэргиялық заттар деп
аталады.
• Негізгі макроэргиялық қосылыс – АТФ (аденозинтрифосфор
қышқылы)
Макроэргиялық қосылыстар
• Химиялық құрамы:
• Пуринді азотты негіз-аденин-гликозидті 1 – рибозаның көміртегімен
қосылады, оған 5 – жағдайы бойынша фосфор қышқылының үш
молекуласы біртіндеп қосылады.
• Фосфор қышқылының 1 немесе 2 қалдықтарының ыдырауы 40-тан 60
кДж/моль бөлінуіне әкеледі.
• АТФ + Н2О АДФ + Н3РО4 + энергия
• АТФ + Н2О АМФ + Н4Р2О7 + энергия
• Босатылған энергия - энергия шығынымен өтетін әртүрлі процестерде
қолданылады.
Күрделі заттардың арнайы жолдармен ыдырап,
универсалды аралық өнімдерге айналуы.
• Бұл – күрделі заттар ыдырауының бастапқы, дайындық
сатысы болып есептелінеді. Себебі, бұл сатыда тағам
құрамындағы ірі молекулалар ыдырап, негізгі
құрылымдық белоктарға айналады. Мысалы, көмірсуар
гексоза немесе пентозаға, липидтер май қышқылдарына
және глицеринге, ал белоктар 20 амин қышқылдарына
дейін ыдырайды.
ҮҚЦ-нің қызметі мен ерекшелігі
• Энергия алмасудың екінші сатысы – үш карбон қышқылының циклі немесе
лимон қышқылының циклі немесе Кребстің циклі деп аталады. Циклді алғаш
рет 1937 жылы неміс ғалымы Ганс Кребс ашқан. Бұл цикл митохондрия
матриксінде көптеген ферменттердің қатысуымен жүреді. ҮКЦ процесінде
ацетил-КоА-ның ацетил тобы тотығып, көмір қышқыл газы (СО2 ),
тотықсызданған никотинамидадениндинуклеотид (НАД·Н) жəне
тотықсызданған флавинадениндинуклеотид (ФАДН,) түзеді. Процеске тотыққан
156 НАД+ пен ФАД+ электрондардың акцепторы ретінде қатысады. Барлық
цикл жалпы мына теңдеу арқылы сипатталады:
• CH3 ─ COOH + 2H2 O → 2CO2 + 8H+
• Ал ҮКЦ-нің жалпы барысын былай көрсетуге болады (аэробты жағдайда):
• АСҚ + 3НАД + ФАД → 2СО2 + 3НАДН2 + ФАДН2 + ГТФ
1-реакция
Субстрат-ацетилСоА және оксалоацетат
Өнім-цитрат және CoASHФермент-цитратсинтаза
Кофермент-жоқ
Энергетикалық тиімділік-жоқ
АТФ құру механизмі-жоқ
Реттелуі-активаторлар ЩУК, инсулин, Д3 витамині ; АТФ
тежегіштері, цитрат, сукцинилСоА, майлы қышқылдар
2-реакция
Субстрат-цитрат
Өнім-изоцитрат
Фермент-аконитаза
Кофермент-жоқ
Энергетикалық тиімділік-жоқ
АТФ құру механизмі-жоқ
Реттелуі-жоқ
CООН CООН CООН

CH2 CH2 CH2
изоцитратдегидрогеназа
НC CООH НC CООH CН2
НАД НАДН СО2
CHOH C O (прямое C O
дыхательная цепь декарбоксилирование
CООH CООH ) CООH
изоцитрат ½ О2 оксалосукцинат α-кетоглутарат

3 АТФ, Н2О

Субстрат-изоцитрат
Өнім-α-кетоглутарат
Фермент-изоцитратдегидрогеназа
Кофермент-НАД
Энергетикалық тиімділік - 3 АТФ
АТФ - тотығу фосфорлануы түзілу механизмі
Регуляция-активаторлар АДФ, Mg2+, Mn2+ ; ингибиторлары
НАДН2, паратгормон
5-реакция
7-реакция

8-реакция
Биоэнергетикаға деген қызығушылық ғылым ретінде механикалық трансформациялық
энергия жүзінде биологиялық жүйеде үлкен орны бар, өйткені энергияландыру қоғамды
дамыту сатысына жататын фактор. Соңғы кездері мағызын салыстыру мақсатында
немесе процесстерді салыстыруда энергетикалық анализге жүгінеді. Бұл анализ
экологияда сәтті орындалып жүр.. Адамзат тарихының даму барысында энергияны бір
адамға қолдану кезінде 100 есеге көп, ал сақтау қорындағы ұлттық энергия көздері
(мұнай,газ) азаю үстінде. Сонымен қоса энергия көздерін пайдалану қоршаған ортаның
ластануына әкеп соғады. Сол үшінде энергияны даму көздерінен алу тиімді болып
табылады. Жер бетіндегі таусылмас энергия көзі болып күн саналады. Отынды
«Биомасса – биотехнология» сызба нұсқасы бойынша табу фотосинтез мал
шаруашылығы, жем-шөп өндірісі, фирментацияның қосындысы нәтижесінде алынады.
Соңғы 10 жылдықтың ғылыми және аналитикалық зерттеулері бойынша күн энергиясы
қайта өндіру ең тиімді және үміт күттіретін әдісі, биожүйелердің қолданылуына
негізделген әдістері, сондай-ақ салыстырмалы түрде фотосинтез процесінің тиімділігін
арттыруға және модефикацияға бағытталған жаңа жолдары да жатады.
• Сейтембетов Т.С. Сейтембетова А.Ж«Биохимия.»
• Тапбергенов «Биохимия.»
• «Биохимия»Северин Е. С. Москва — 2008ж.
• «Изоферменты в медицине» Петрунь Н.М. Киев — 1982г
• С.М.Әдекенов” Биологиялық химия”,Қарағанды 2007

Ұқсас жұмыстар

ГЕОТЕРМАЛЬДІ ЭНЕРГИЯ

Тотыға фосфорлану

ТАБЫСТЫ МЕКТЕП ҚАҒИДАЛАРЫ

СООН ГТФ СООН ФАД НАД

Энергетика дамуының негізгі бағыттары

Болашақтың сарқылмас энергия көздері

Биологиялық тотығудың схемасы

Күн энергиясы

Малшаруашылығында қолданылатын биотехнологиялық әдістер туралы

Ғылыми зерттеудің мәні

Пәндер