1) Для оценки количества энергии, освобождаемой при окислении различных веществ, нужно рассмотреть их энергетическую плотность.
а) Глюкоза — это простой углевод, который при полном окислении до углекислого газа и воды в процессе клеточного дыхания выделяет около 4 ккал/г.
б) Крахмал является полисахаридом, состоящим из множества молекул глюкозы. При полном гидролизе крахмал распадается на глюкозу, которая затем окисляется. Энергетическая отдача крахмала также около 4 ккал/г, поскольку он состоит из тех же глюкозных единиц.
в) Белки при окислении дают меньше энергии, чем углеводы и жиры, около 4 ккал/г. Белки сначала расщепляются до аминокислот, которые далее превращаются в различные метаболические промежуточные продукты, а затем окисляются.
г) Жиры имеют наибольшую энергетическую плотность среди перечисленных веществ — около 9 ккал/г. Это связано с тем, что жиры содержат больше углерод-водородных связей, которые при окислении выделяют больше энергии.
Таким образом, при окислении жиров освобождается больше всего энергии.
2) Информация о последовательности аминокислот в молекуле белка переписывается с молекулы ДНК на молекулу:
в) и-РНК (информационная РНК). Этот процесс называется транскрипцией, и он происходит в ядре клетки. Информационная РНК затем транспортируется в цитоплазму, где служит матрицей для синтеза белков на рибосомах.
3) В ходе кислородного обмена синтез молекул АТФ происходит за счет энергии:
б) протонов и электронов. В процессе окислительного фосфорилирования в митохондриях электроны переносятся по цепи переноса электронов, что создает протонный градиент через внутреннюю мембрану митохондрий. Энергия этого градиента используется АТФ-синтазой для синтеза АТФ из АДФ и фосфата.