Биология Л. Энергетический обмен

Биология

Лекция 5. Обмен веществ. Энергетический обмен

МЕТАБОЛИЗМ (ОБМЕН ВЕЩЕСТВ)

Совокупность химических реакций, протекающих в клетке

Метаболизм

Основу метаболизма составляют взаимосвязанные процессы распада и синтеза органических веществ, направленные на непрерывное обновление клетки и обеспечение ее необходимой энергией.

Катаболизм

Анаболизм

(от греч. anabole — подъем) совокупность химических процессов в живом организме, направленных на образование и обновление структурных частей клеток и тканей, заключается в синтезе сложных молекул из более простых с накоплением энергии.

(от греч. katabole — разрушение) совокупность протекающих в живом организме ферментативных реакций расщепления сложных органических веществ (в т. ч. пищевых). В процессе катаболизма происходит освобождение энергии, заключенной в химических связях крупных органических молекул, и запасание ее в форме богатых энергией фосфатных связей аденозинтрифосфата (АТФ).

Реакции ассимиляцииПластический обмен

Реакции диссимиляцииЭнергетический обмен

Аэробы - организмы, использующие в процессе обмена веществ кислород из окружающей среды Анаэробы - организмы, обитающие в бескислородной среде и не нуждающиеся в нем.

1 ЭТАП- подготовительный

В пищеварительном тракте и далее в лизосомах клетки под действием пищеварительных ферментов происходит расщепление органических полимеров до мономеров Энергии выделяется мало, при этом она не запасается в виде АТФ, а рассеивается в виде тепла.

Белки → аминокислоты + Е Жиры → глицерин + жирные кислоты + Е Нуклеиновые кислоты → нуклеотиды + Е Полисахариды → моносахариды + Е

Соединения могут использоваться клеткой в реакциях пластического обмена, а также для дальнейшего расщепления с целью получения энергии

2 Этап - бескислородный

В цитоплазме клеток, без кислорода. Наиболее доступный источник энергии в клетке - продукт распада полисахаридов — глюкоза. В результате ферментативного бескислородного расщепления глюкоза распадается не до конечных продуктов (СО2 и Н2О), а до соединений, которые еще богаты энергией и, окисляясь далее, могут дать ее в больших количествах (молочная кислота, этиловый спирт и др.).

3 этап - Кислородный расщепление (Аэробное дыхание или Гидролиз).

Этапы кислородного окисления: - цикл Кребса - окислительное фосфорилирование Цикл Кребса – циклический ферментативный процесс полного окисления органических веществ, образовавшихся в процессе гликолиза до углекислого газа, воды и энергии запасаемой в молекулах АТФ. В процессе окисления глюкозы возникли главным образом молекулы НАД●Н и ФАД●Н2 и совсем мало синтезировалось молекул АТФ. Следующий этап биологического окисления служит превращению энергии, запасенной в НАД●Н и ФАД●Н2 в энергию АТФ.

3 этап - Кислородный расщепление (Аэробное дыхание или Гидролиз).

В ходе этого процесса электроны от НАД●Н и ФАД●Н2 перемещаются по многоступенчатой цепи переноса электронов к конечному их акцептору – молекулярному кислороду. При переходе электрона со ступени на ступень в определенных звеньях такой цепи, освобождается энергия, которая идет на образование АТФ. Поскольку в этом процессе окисление сопряжено с фосфорилированием, процесс получил название окислительное фосфорилирование.

Энергия в клетках аккумулируется в виде молекул АТФ. Энергия АТФ необходима для: - процесса биосинтеза самих клеток и клеточных компонентов; - транспорта веществ в клетку; механической работы: по сокращению мышечных волокон; по передвижению в пространстве и др.; Молекула АТФ (аденозинтрифосфата) – главный источник энергии в организме.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Повторить материал: Учебник Биология 10-11 класс А.А. Каменский Параграфы 21-22. Стр 81-87.