Обмен веществ. Энергетический обмен. Роль АТФ
Сложность статьи
Подготовиться к ЕГЭ
МЕТАБОЛИЗМ. КАТАБОЛИЗМ И АНАБОЛИЗМ
Совокупность реакций обмена веществ, протекающих в организме, называется метаболизмом.
Процессы синтеза специфических собственных веществ из более простых называется анаболизмом, или ассимиляцией, или пластическим обменом. В результате анаболизма образуются ферменты, вещества, из которых построены клеточные структуры, и т.п. Этот процесс, как правило, сопровождается большим потреблением энергии.
Эта энергия получается организмом в других реакциях, в которых более сложные вещества расщепляются до простых. Эти процессы называются катаболизмом, или диссимиляцией, или энергетическим обменом. Продуктами катаболизма у аэробных организмов являются СО2, Н2О, АТФ и
восстановленные переносчики водорода (НАД∙Н и НАДФ∙Н), которые принимают атомы водорода, отщепляемые от органических веществ в процессах окисления. Некоторые низкомолекулярные вещества, которые образуются в ходе катаболизма, в дальнейшем могут служить предшественниками необходимых клетке веществ (пересечение катаболизма и анаболизма).
Катаболизм и анаболизм тесно связаны: анаболизм использует энергию и восстановители, образующиеся в реакциях катаболизма, а катаболизм осуществляется под действием ферментов, образующихся в результате реакций анаболизма.
Как правило, катаболизм сопровождается окислением используемых веществ, а анаболизм — восстановлением.
пластический обмен (анаболизм) энергетический обмен (катаболизм)
синтез и накопление (ассимиляция) сложных веществ распад сложных веществ на простые (диссимиляция)
идет с затратой энергии (расходуется АТФ) выделяется энергия (синтезируется АТФ)
может быть источником органических веществ для энергетического обмена является источником энергии для пластического обмена
Пример:
биосинтез белков, жиров, углеводов;
фотосинтез (синтез углеводов растениями и сине-зелеными водорослями);
хемосинтез
Пример:
анаэробное дыхание ( = гликолиз = брожение);
аэробное дыхание (окислительное фосфорилирование)
Реакции анаболизма у разных организмов могут иметь некоторые отличия (см. тему " получения энергии живыми организмами").
АТФ — аденозинтрифосфат
В процессе катаболизма выделяется энергия в виде тепла и в виде АТФ.
АТФ — единый и универсальный источник энергообеспечения клетки.
АТФ нестабильна.
АТФ является "энергетической валютой", которую можно потратить на синтезы сложных веществ в реакциях анаболизма.
Гидролиз (распад) АТФ:
АТФ +
Н
О
= АДФ +
Н
Р
О
+ 40 кДж/моль
Энергетический обмен
Живые организмы получают энергию в результате окисления органических соединений.
Окисление — процесс отдачи электронов.
Расход полученной энергии:
50% энергии выделяется в виде тепла в окружающую среду;
50% энергии идет на пластический обмен (синтез веществ).
В клетках растений:
крахмал → глюкоза → АТФ
В клетках животных:
гликоген → глюкоза → АТФ
Подготовительный этап
Ферментативное расщепление сложных органических веществ до простых в пищеварительной системе:
белковые молекулы — до аминокислот
липиды — до глицерина и жирных кислот
углеводы — до глюкозы
Распад (гидролиз) высокомолекулярных органических соединений осуществляется или ферментами желудочно-кишечного тракта или ферментами лизосом.
Вся высвобождающаяся при этом энергия рассеивается в виде тепла.
Простые вещества всасываются ворсинками тонкого кишечника:
аминокислоты и глюкоза — в кровь;
жирные кислоты и глицерин — в лимфу;
и переносятся к клеткам тканей организма.
Образовавшиеся небольшие органические молекулы могут быть использованы в качестве «строительного материала» или могут подвергаться дальнейшему расщеплению (гликолизу).
На подготовительном этапе может происходить гидролиз запасные вещества клеток: гликогена — у животных (и грибов) и крахмала — у растений. Гликоген и крахмал являются полисахаридами и распадаются на мономеры — молекулы глюкозы
У тому випадку, якщо диференціюється клітина знаходиться з боку ксилеми, вона дає початок клітинам ксилеми або перетворюється в трахеїдів. Накопичення ксилеми і флоеми веде до зростання стебла в товщину.
Через деякий час розростання провідних пучків призводить до їх зрощення в кільцеві структури. В результаті на поперечному розрізі стебла ми будемо бачити кільцеві шари покривної тканини, паренхіми кори, флоеми з склеренхімнимі волокнами, судинного камбію, ксилеми, а в центрі - серцевину, Клітини камбію діляться в площині, паралельній поверхні стебла. З двох утворилися клітин одна залишається камбіальні, а друга починає перетворюватися в клітку провідної системи. Якщо вона знаходиться поруч з флоемой, то ділиться ще раз і з двох отриманих клітин одна стає сітовідной кліткою, а друга - кліткою-супутницею. Клітини-супутниці оточують сітовідние трубки. Вони здатні до поперечного поділу з утворенням вертикального ряду клітин уздовж сітовідних трубок
Средний мозг - Центры первичной обработки зрительной информации (А2)
Большие полушария - Являются центрами обработки информации от всех органов чувств. (Б3)
Мозжечок - отвечает за Координацию движений (В4)
Промежуточный мозг - Центры отвечающие за формирование зрительного восприятия (Г1)