Кислородный этап дыхания
Кислородный этап дыхания — это совокупность реакций, при которых пируват после гликолиза окончательно окисляется в митохондриях с участием кислорода. При этом образуется большая часть АТФ клетки.
Как он проходит
- Пируват поступает в матрикс митохондрии и превращается в ацетил-КоА. При этом выделяется углекислый газ и образуется восстановленный переносчик электронов НАД·Н.
- Ацетил-КоА вступает в цикл Кребса. Углерод его молекулы окисляется до \(CO_2\), а энергия запасается в НАД·Н и ФАД·Н\(_2\).
- НАД·Н и ФАД·Н\(_2\) передают электроны на дыхательную цепь во внутренней мембране митохондрии. Энергия переноса создаёт разность концентраций ионов водорода.
- Ионы водорода проходят через фермент АТФ-синтазу, и энергия этого потока используется для синтеза АТФ. В конце цепи кислород принимает электроны и соединяется с ионами водорода, образуя воду.
В школьных расчётах часто указывают выход до 36–38 молекул АТФ на одну молекулу глюкозы. В современных оценках обычно приводят около 30–32 АТФ, поскольку реальный выход зависит от типа клетки и транспорта веществ через мембрану.
Из двух молекул пирувата, образовавшихся при распаде одной молекулы глюкозы, в митохондриях образуются \(CO_2\), вода и основная часть АТФ. Поэтому кислородный этап энергетически намного эффективнее бескислородного дыхания.
Кислородный этап не равен только дыхательной цепи. В широком школьном смысле он включает также превращение пирувата и цикл Кребса; кислород непосредственно используется в конце дыхательной цепи.
Какую роль выполняет кислород на кислородном этапе?
Главное
- Кислородный этап проходит преимущественно в митохондриях и включает окисление пирувата, цикл Кребса и дыхательную цепь.
- Кислород — конечный акцептор электронов; конечные продукты окисления — \(CO_2\) и \(H_2O\).
- Основная часть АТФ образуется при окислительном фосфорилировании.