Обмен веществ и превращение энергии в клетке.

Метаболизм

Общая характеристика обмена веществ. Существования живых организмов возможно только благодаря поступлению в них питательных веществ из окружающей среды, их преобразование и вывод из организма продуктов жизнедеятельности. Совокупность этих процессов называется обмен веществ (метаболизм).

Процессы, связанные с поглощением из окружающей среды, усвоением и накоплением химических веществ, используемых для синтеза соединений, нужных для организма, называют ассимиляцией. Совокупность реакций синтеза, обеспечивающих рост клеток и обновления их химического состава, называют пластическим обменом. Процессы обмена веществ, которые приводят к разложению некоторых соединений, называют диссимиляцией. Таким образом, ассимиляция и диссимиляция - это разные стороны единого процесса обмена веществ и превращение энергии в живых организмах.

Процессы ассимиляции не всегда уравновешены с процессами диссимиляции. Так, в организмах, розвишаються, преобладает ассимиляция, благодаря чему обеспечивается накопление веществ и рост организмов. При интенсивной физической работе, недостатке питательных веществ и старении преобладают процессы диссимиляции. Если в первом случае потери массы и энергии не компенсировать усиленным питанием, то происходит постепенное истощение, которое в итоге приводит к смерти организма.

Обмен веществ невозможен без соответствующего преобразования энергии. В процессе жизнедеятельности организмы поглощают из окружающей среды энергию в определенных формах, а затем возвращают туда эквивалентную ее количество, но уже в другой форме. Совокупность реакций расщепления сложных соединений, сопровождающихся выделением энергии, называют энергетическим обменом.

Для живых организмов Земли основным источником энергии является солнечный свет, благодаря которому прямо или косвенно удовлетворяются их энергетические потребности. Организмы, способные синтезировать органические соединения из неорганических, называют автотрофами (от греч. Аутос - сам и трофв - пища, питание). Одни из них используют для процессов синтеза энергию света - это фототрофные организмы (от греч. Фотос - свет). К ним относятся зеленые растения и некоторые прокариоты (фотосинтезирующие бактерии и цианобактерии). Фототрофные организмы непосредственно поглощают солнечную энергию и тратят ее для обеспечения процессов жизнедеятельности или аккумулируют ее в виде химических связей синтезированных соединений. Другие организмы для этого используют энергию химических реакций - это хемотрофные организмы (от греч. Хемеиа - химия): некоторые прокариоты (нитрификуючи, сиркобактерии, железобактериями т.д.).

Животные, грибы и большинство прокариот относятся к гетеротрофам (от греч. Гетерос - другой). Источником энергии для них являются органические вещества, синтезированные другими организмами (живые организмы, их остатки или продукты жизнедеятельности), которые они получают с пищей.

В биологических системах энергия существует в разных формах: химической, электрической, механической, тепловой и световой, которые способны превращаться друг в друга. Энергия используется для обеспечения в организме различных процессов: химических (преимущественно осуществления реакций биохимического синтез), механическим (сокращение мышц, движение микроорганизмов), электрических (прохождение нервного импульса по нервному волокну), тепловых (поддержание постоянной температуры тела), световых (преобразование энергии химических связей в энергию свечений - ния в некоторых микроорганизмов, насекомых, глубоководных рыб и т.д.). Аденозинтрифосфорная кислота и ее роль в биоэнергетических процессах. В ходе реакций энергетического обмена часть энергии рассеивается в виде теплоты, а часть - запасается в высокоэнергетических (макроэргических) химических связях определенных органических соединений. Такой универсальной веществом является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Молекула АТФ - это нуклеотид, состоящий из остатков азотистого основания (аденина), углевода (рибозы) и трех остатков фосфорной кислоты.

Если под действием фермента отщепляется один остаток фосфорной кислоты, АТФ превращается в аденозиндифосфат (АДФ), высвобождая около 42 кДж энергии. Когда от молекулы АТФ отщепляются два остатка фосфорной кислоты, образуется адено-зинмонофосфат (АМФ), при этом высвобождается 84 кДж энергии. Молекула АМФ также может расщепляться.

Итак, в ходе расщепления АТФ выделяется большое количество энергии, используемой для синтеза необходимых организму соединений, поддержания определенной температуры тела и т.п.. Кроме того, часть энергии, высвобождается, расходуется на синтез АТФ из АДФ или АМФ и молекул фосфорной кислоты, которые связываются макроер-ческих связями (возникают между остатками фосфорной кислоты в молекулах АДФ или АТФ). Таким образом, молекулы АТФ является универсальным химическим аккумулятором энергии в клетках.

Химическая природа макроэргических связей окончательно еще не выяснена, однако по энергоемкости они превосходят обычные в несколько раз. выводы

Обмен веществ (или метаболизм) - это совокупность процессов постоянного поглощения веществ из окружающей среды, их превращений в организме и выведения из него продуктов обмена.

Обмен веществ сопровождается превращением энергии: организмы поглощают определенное количество энергии из окружающей среды, а затем снова ее туда выделяют. Совокупность реакций расщепления сложных соединений с высвобождением энергии называют энергетическим обменом, а совокупность реакций биосинтеза, которые происходят с поглощением энергии, - пластическим обменом.

Организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических, используя для этого энергию света или химических связей, называют автотрофными (фототрофные и хемотрофных). Гетеротрофные организмы получают необходимую им энергию, усваивая органическое вещество живых организмов, их остатков или продуктов жизнедеятельности.

Универсальным аккумулятором энергии в клетках является АТФ (аде-нозинтрифосфорна кислота).

 


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+