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
В слове сделана ошибка. Не существует авторного - есть автотрофный.
Автотрофный тип питания - когда живое существо синтезирует органические вещества из неорганических. Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды и воздуха. При этом почти всегда источником углерода является углекислый газ.
Именно существа-автотрофы являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов, которые питаются готовыми орг. веществами.
Таковыми являются, например, растения, которые из углекислого газа синтезируют кислород.
Спортивное сердце — понятие спортивной медицины, симптомокомплекс характерных изменений адаптационного и при характера в сердце, возникающий из-за повышенных физических нагрузок, в результате чего увеличивается сердце и снижается пульс в состоянии покоя.
Спортивное сердце ассоциируется с физиологическим перестроением вследствие повторяющихся нагрузок на сердце[1]. Часто встречается у спортсменов, тренирующихся больше часа в день и, в первую очередь, при тренировках на выносливость и в тяжёлой атлетике. Не является опасным, но может скрывать серьёзные заболевания, либо ошибочно диагностируется как какое-либо опасное заболевание[2]. Одним из ключевым отличий спортивного сердца от гипертрофии миокарда является отсутствие диастолической дисфункции левого желудочка, несмотря на увеличенную массу сердца[3].
Считается, что термин «спортивное сердце» впервые в литературе был упомянут в 1899 году шведским ученым Саламоном Хеншеном (англ.)русск.[4].