Вопрос ? 2, страница 73 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Основу жизненных процессов составляет не только обмен веществ, но и обмен энергии. Насколько важную роль в этом обмене играет гидролиз?

Гидролиз — это химическая реакция взаимодействия вещества с водой, в ходе которой исходное вещество распадается. В биологических системах гидролиз является фундаментальным процессом, лежащим в основе как обмена веществ (метаболизма), так и тесно связанного с ним обмена энергии.

Ключевую роль в энергетическом обмене всех живых организмов играет гидролиз молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), которая является универсальным источником энергии в клетке. Молекула АТФ содержит три остатка фосфорной кислоты, соединенные между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями. Разрыв этих связей с участием молекулы воды приводит к высвобождению большого количества энергии. Реакция гидролиза АТФ до аденозиндифосфата (АДФ) и неорганического фосфата ($P_i$) описывается уравнением:

$АТФ + H_2O \rightarrow АДФ + P_i + Энергия$

При гидролизе одной концевой фосфатной группы АТФ в стандартных условиях выделяется около 30,5 кДж/моль, а в реальных условиях клетки эта величина может достигать 50-60 кДж/моль. Именно эта энергия используется клеткой для выполнения всех видов работы: механической (например, сокращение мышц), химической (синтез белков, нуклеиновых кислот и других макромолекул), электрической (генерация нервного импульса) и осмотической (активный транспорт веществ через мембраны).

Кроме того, гидролиз играет важнейшую роль на подготовительном этапе энергетического обмена. В процессе пищеварения сложные органические вещества, поступающие с пищей (белки, жиры, полисахариды), расщепляются до более простых (аминокислот, глицерина и жирных кислот, моносахаридов) именно путем гидролиза. Эти реакции катализируются специальными ферментами — гидролазами (например, пепсином, липазой, амилазой). Образовавшиеся мономеры затем всасываются и поступают в клетки, где они используются либо как строительный материал, либо вступают в реакции дальнейшего распада (катаболизма), конечной целью которого является синтез новых молекул АТФ.

Ответ: Гидролиз играет центральную и незаменимую роль в обмене энергии. Он является основным механизмом высвобождения химической энергии, запасенной в молекулах АТФ, — универсальной "энергетической валюты" клетки. Эта энергия обеспечивает выполнение абсолютно всех жизненных функций организма. Также гидролиз необходим для расщепления сложных питательных веществ на простые компоненты, которые служат топливом для последующего синтеза АТФ. Таким образом, гидролиз — это ключевой процесс, связывающий распад веществ с получением и использованием энергии, что является основой жизни.