Обмен веществ и энергии – биология

Метаболизм. Пластический и Энергетический обмены. Автотрофы и Гетеротрофы | Биология

Обмен веществ (метаболизм) и превращение энергии в организме

Метаболизм, или обмен веществ, – это совокупность биохимических процессов и процессов жизнедеятельности клетки.

Обеспечивает существование живых организмов. Различают процессы ассимиляции (анаболизма) и диссимиляции (катаболизма).

Эти процессы являются разными сторонами единого процесса обмена веществ и превращения энергии в живых организмах.

Ассимиляция

Ассимиляция – это процессы, связанные с поглощением, усвоением и накоплением химических веществ, которые используются для синтеза необходимых для организма соединений.

Пластический обмен

Пластический обмен – это совокупность реакций синтеза, которые обеспечивают возобновление химического состава, рост клеток.

Диссимиляция

Диссимиляция – это процессы, которые связаны с распадом веществ.

Энергетический обмен

Энергетический обмен – это совокупность реакций расщепления сложных соединений с выделением энергии. Организмы из окружающей среды в процессе жизнедеятельности в определенных формах поглощают энергию. Потом они возвращают в другой форме ее эквивалентное количество.

Не всегда процессы ассимиляции уравновешены с процессами диссимиляции. Накопление веществ и рост в развивающихся организмах обеспечиваются процессами ассимиляции, поэтому они преобладают. Процессы диссимиляции преобладают при недостатке питательных веществ, интенсивной физической работе, старении.

Процессы ассимиляции и диссимиляции тесно связаны с типами питания организмов. Основным источником энергии для живых организмов Земли является солнечный свет. Он опосредованно или непосредственно удовлетворяет их энергетические потребности.

Автотрофы

Автотрофы (от греч. аутос – сам и трофе – пища, питание) – это организмы, способные синтезировать органические соединения из неорганических с использованием определенного вида энергии. Различают фототрофы и хемотрофы.

Фототрофы

Фототрофы (от греч. фотос – свет) – организмы, которые для процессов синтеза органических соединений из неорганических используют энергию света. К ним принадлежат некоторые прокариоты (фотосинтезирующие серобактерии и цианобактерии) и зеленые растения.

Хемотрофы

Хемотрофы (от греч. хемиа – химия) для синтеза органических соединений из неорганических используют энергию химических реакций. К ним относятся некоторые прокариоты (железобактерии, серобактерии, азотфиксирующие и т. п.). Автотрофные процессы относятся больше к процессам ассимиляции.

Гетеротрофы

Гетеротрофы (от греч. гетерос – другой) – это организмы, которые синтезируют собственные органические соединения из готовых органических соединений, синтезированных другими организмами. К ним принадлежат большинство прокариот, грибы, животные.

Для них источником энергии являются органические вещества, которые они получают с пищей: живые организмы, их остатки или продукты жизнедеятельности. Основные процессы гетеротрофных организмов – распад веществ – основаны на процессах диссимиляции.

Энергия в биологических системах используется для обеспечения в организме разных процессов: тепловых, механических, химических, электрических и т. п.

Часть энергии во время реакций энергетического обмена рассеивается в виде теплоты, часть ее запасается в макроэргических химических связях определенных органических соединений.

Универсальным таким веществом является аденозинтрифосфорная кислота АТФ. Она является универсальным химическим аккумулятором энергии в клетке.

Под действием фермента отщепляется один остаток фосфорной кислоты. Тогда АТФ превращается в аденозиндифосфат – АДФ. При этом выделяется около 42 кДж энергии.

При отщеплении двух остатков фосфорной кислоты образуется аденозинмонофосфат – АТФ (выделяется 84 кДж энергии). Может расщепляться молекула АМФ.

Таким образом, во время расщепления АТФ выделяется большое количество энергии, которая используется для синтеза необходимых организму соединений, поддержания определенной температуры тела и т. п.

Остается окончательно не выясненной природа макроэргических связей АТФ, хотя они превосходят по энергоемкости обычные связи в несколько раз.

Клеточный уровеньУровни организации живого

Источник: https://xn—-9sbecybtxb6o.xn--p1ai/obshchaya-biologiya/obmen-veshhestv-metabolizm-i-prevrashhenie-energii-v-organizme/

Обмен веществ и энергии

Обмен веществ — это совокупность протекающих в живых организмах химических превращений, обеспечивающих их рост, развитие, процессы жизнедеятельности, воспроизведение потомства, активное взаимодействие с окружающей средой.

Во всех живых организмах, от самых примитивных до самых сложных, каким является человек, основа жизни — это обмен веществ и энергии. Благодаря ему каждый организм не только поддерживает своё существование, но развивается и растет.

Обмен веществ определяет цикличность жизни: рождение, рост и развитие, старение и смерть.

Пластический и энергетический обмен

Под пластическим обменом понимают такие процессы, в ходе которых в клетках создаются новые соединения и новые структуры, характерные для данного организма.

Под энергетическим обменом понимают такие превращения энергии, в ходе которых в результате биологического окисления выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности клеток, тканей и всего организма в целом.

Результатом биологического окисления является образование углекислого газа, аммиака, соединений фосфора, натрия, хлора, которые выводятся из организма. Эта заключительная стадия обмена веществ. Она осуществляется кровью, легкими, потовыми железами, органами мочевыделения.

Обмен белков

Пищевые белки в ходе подготовительной стадии обмена расщепляются сначала в желудке пепсином, а затем в двенадцатиперстной кишке ферментом поджелудочной железы трипепсином до аминокислот. Аминокислоты через кровеносные капилляры ворсинок поступают в печень.

Здесь избыточные аминокислоты теряют свой азот и превращают в жиры и углеводы. В клетках из аминокислот строятся белки тела. Белки входят в состав ядер, цитоплазмы и мембран клеток. Они являются ферментами, входят в состав антител.

Белки принимают участие в свертывание крови и в транспортировке газов. Белки входят в состав костей.

Обмен жиров

В органах пищеварения во время подготовительной фазы обмена жиры распадаются на глицерин и жирные кислоты.

В эпителии кишечника синтезируется жир, характерный для организма, и через лимфатическую систему направляется в жировое депо и клетки, где он используется как запасное вещество и строительный материал.
Жиры выполняют в организме много функций.

Они входят в состав клеточных мембран, в них растворяются некоторые витамины. Из жиров образуются некоторые гормоны и биологически активные вещества. В организме человека выполняют защитную роль.

Обмен углеводов

Сложные углеводы начинают распадаться в ротовой полости под действием ферментов слюны — амилазы. В двенадцатиперстной кишке под действием ферментов, выделяемых поджелудочной железой, они расщепляются до глюкозы и других простых углеводов.

В тонкой кишке продукты распада всасываются кишечными ворсинками в кровь и направляются в печень. Здесь излишки сахаров задерживаются и превращаются в гликоген и другие соединения, а оставшаяся часть глюкозы в необходимом количестве направляется в кровь и распределяется между клетками тела.

В организме глюкоза прежде всего является источником энергии.

Обмен воды в организме

Вода — универсальный растворитель. Все жизненные процессы, все биохимические реакции происходят в водной среде. Внутренняя среда человека содержит до 90% воды.

Вода в организме либо химически связана с другими соединениями, либо содержит в себе растворенные минеральные соли и органические вещества.
Пищеварительные соки содержат воду. Транспорт питательных веществ и кислорода осуществляется в жидкой среде.

Продукты распада тоже выносятся водой. Таким образом, в организме поддерживается определенный баланс между поступающей и выделяемой водой.

Обмен минеральных солей

Ни вода, ни минеральные соли не являются источниками энергии, но они необходимы для осуществления важных функций организма. Минеральные соли содержатся в клеточных ядрах и цитоплазме, в жидкостях, образующих внутреннюю среду, в пищеварительных соках и других биологических жидкостях.

Другие заметки по биологии

Источник: http://edu.glavsprav.ru/info/obmen-vecshestv-i-energii/

Обмен веществ и энергии

Определение 1

Обмен веществ и энергии, или метаболизм – физиологические процессы обеспечения организма необходимыми для его нормального функционирования соединениями, их превращение, получение энергии и выведения во внешнюю среду ненужных соединений произошедших реакций.

В узком смысле, метаболизм – это пути превращений определенного соединения или соединений в организме.

Метаболизм состоит из двух процессов:

  • Пластический обмен, анаболизм, ассимиляция, или синтез. Это поступление в организм через пищеварительную систему воды, белков, жиров, углеводов, минеральных солей, витаминов, через дыхательную систему, кожу – кислорода для построения мембран, клеточных структур и их обновления. Анаболические реакции – это реакции, участвующие в синтезе новых молекул, протекают с поглощением энергии.
  • Энергетический обмен, катаболизм, диссимиляция, или распад. Это процессы выведения из организма отработанных продуктов, осуществляется через органы пищеварительного тракта, легкие, почки, кожу. Катаболические реакции – это реакции распада, протекающие с выделением энергии. Во время процессов энергетического обмена часть энергии рассеивается в виде тепла, а часть запасается в определенных органических веществах в виде макроэргических связей. Универсальным химическим аккумулятором энергии является АТФ – аденозинтрифосфорная кислота.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Все реакции анаболизма и катаболизма протекают с помощью энзимов (ферментов) – биологических катализаторов.

В процессе обмена веществ постоянно образуются, обновляются, расщепляются клеточные структуры, появляются и разрушаются разнообразные химические соединения.

Все это сопровождается превращениями энергии: потенциальная энергия веществ, освобождаемая при расщеплении, переходит в кинетическую энергию, представленную, главным образом тепловой и механической энергиями, частично – электрической энергией.

Поступление в организм различных веществ из внешней среды необходимо для:

  1. Возмещения энергозатрат.
  2. Удовлетворения потребностей роста
  3. Сохранения массы тела.

При этом количество питательных веществ, их соотношение и свойства должны согласовываться с условиями жизни и общим состоянием организма.

Все реакции пластического и энергетического обмена протекают совместно, переходя друг в друга в организме в течение всей жизни. В раннем возрасте преобладают реакции анаболизма, когда наблюдается интенсивный рост и развитие организма. По мере старения в организме начинают преобладать процессы катаболизма, синтез новых веществ постепенно угнетается.

Виды обмена веществ

Основными веществами, поступающими в организм человека, являются вода, минеральные соли, органические вещества: белки, витамины, углеводы и жиры. Для каждого вещества характерен свой путь метаболизма.

Существуют следующие виды обмена веществ:

  • обмен воды и минеральных солей;
  • обмен белков;
  • обмен жиров;
  • обмен углеводов.

Замечание 1

Большинство витаминов входят в состав ферментов, поэтому они выполняют в основном функцию катализаторов биохимических процессов.

Регуляция обмена веществ

Под регуляцией обмена веществ рассматривается регуляция почти всех функций организма: пищеварения, кровообращения, дыхания, выделения и др.

Основную роль в регуляции обмена веществ играет эндокринная система. Гормоны оказывают воздействие на скорость протекания биохимических процессов непосредственно в клетке. При совокупном их воздействии на отдельные клетки происходит изменение в функционировании организма в целом. К примеру,

  • гормон гипофиза – соматотропный гормон проявляет выраженное анаболическое действие, он повышает синтез пластических веществ, ускоряет рост;
  • катехоламины надпочечников усиливают энергообразование через окислительные процессы;
  • тироксин и трийодтиронин – гормоны щитовидной железы – активируют разрушение углеводов и жиров, стимулируют образование белка из аминокислот.

В регуляции обмена веществ принимает участие нервная система – гипоталамус, который включает центры жажды, голода и насыщения, терморегуляции. Регуляция осуществляется через вегетативную нервную систему.

Замечание 2

Гипоталамус и гипофиз координируют функционирование почти всех желез внутренней секреции.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/obmen_veschestv_i_energii/

Лекция 10. Обмен веществ и энергии

Обмен веществ (метаболизм) — одно из основных свойств живого организма. Суть его в постоянном поступлении и выведении из организма различных веществ. В организм человека поступает кислород, вода, органические и неорганические вещества.

Сложные органические вещества, поступающие в организм, расщепляются до простых веществ, всасываются и поступают в клетки, где часть подвергается распаду и окислению до воды углекислого газа, аммиака, мочевины, молочной кислоты, обеспечивая организм энергией — реакции диссимиляции, или энергетического обмена (катаболизма).

Читайте также:  Гибридологический метод изучения наследственности. первый закон менделя - биология

Другая часть поступивших веществ является строительным материалом для реакций ассимиляции, или пластического обмена (анаболизма). Из организма удаляются углекислый газ, продукты обмена, выделяется энергия.

Реакции ассимиляции и диссимиляции протекают одновременно и взаимосвязано. Синтез веществ требует энергии, которая образуется в реакциях энергетического обмена, а для реакций энергетического обмена нужны ферменты, синтезируемы в результате ассимиляции.

Обмен веществ зависит от выполняемой работы, от возраста, от состояния человека. В период роста преобладают реакции пластического обмена, в период старения реакции катаболизма. Регуляция осуществляется с помощью нервной системы и желез внутренней секреции.

Белковый обмен

Белки составляют около 25% от массы тела. В пище различают белки растительного и животного происхождения, все они состоят из 20 видов аминокислот, из которых 10 являются незаменимыми — не могут синтезироваться в организме человека и должны поступать вместе с пищей.

В зависимости от аминокислотного состава белки делят на две группы: полноценные, содержащие все виды аминокислот и неполноценные. Растительные белки чаще неполноценные, в них могут отсутствовать некоторые аминокислоты, поэтому пища вегетарианцев должна быть разнообразной.

Под действием ферментов пищеварительного тракта (пепсина, трипсина, химотрипсина, эрепсина) белки гидролизуются до аминокислот, которые всасываются в кровь и транспортируются в клетки.

В отличие от углеводов, накапливаться «про запас» аминокислоты не могут, часть из них вступает в реакции ассимиляция, клетки организма непрерывно синтезируют белки, необходимые для нормальной жизнедеятельности, а избыток аминокислот подвергается диссимиляции, полное окисление аминокислот и белков происходит до СО2, Н2О и NH3. Аммиак ядовит и выводится из клеток в кровь. В печени превращается в менее ядовитую мочевину, которая удаляется из организма через мочевыделительную систему. (Животные с удаленной печенью погибают из-за накопления в организме аммиака). При полном окислении 1 г белка выделяется 17,6 кДж.

При положительном азотистом балансе в организм поступает больше азота, чем выделяется, например, во время роста; при отрицательном балансе — наоборот. Выведение 1 г азота соответствует распаду 6,25 г белка. Суточная потребность в белке 50-150 г. При избытке белки превращаются в углеводы и жиры. Синтезироваться из углеводов и жиров не могут.

В регуляции белкового обмена играют важную роль некоторые гормоны, например, тироксин, который вызывает расщепление белков и превращение их в углеводы; соматотропный гормон усиливает биосинтез белков организмом.

Углеводный обмен

Углеводы составляют около 1% от массы тела. В организм поступают в виде моно-, ди- и полисахаридов. Под действием ферментов амилазы, мальтазы, лактазы, сахаразы происходит их гидролиз до глюкозы, которая поступает в кровь. Содержание глюкозы в крови относительно постоянно, в норме — 0,12%, это основной источник энергии для клеток организма.

При её избытке, с помощью инсулина активируются ферменты, снижающие уровень глюкозы в крови, она поступает в клетки печени и мышц, где превращается в гликоген.

При недостатке глюкозы ряд гормонов (глюкагон, адреналин, ТТГ, тироксин, АКТГ, СТГ, адреналин) приводят к расщеплению гликогена и выведению глюкозы в кровь, а затем в клетки, где она подвергается гликолизу и кислородному окислению.

Основная функция углеводов в организме — энергетическая. При расщеплении выделяется 17,6 кДж на 1 г. Суточное потребление должно составлять около 500 г. В результате пластического обмена синтезируется гликоген, углеводы, входящие в состав клеточных мембран, слизи и другие вещества.

При недостаточном поступлении углеводов с пищей они могут быть образованы из белков и жиров, при избыточном — превращаться в жиры.

Жировой обмен

Жиры составляют 10-20% от массы тела. Состоят из глицерина и жирных кислот. Жирные кислоты могут быть насыщенными (в твердых, животных жирах) и ненасыщенными (в маслах).

Последние не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. Взрослому организму необходимо около 100 г в сутки.

Под действием желчи эмульгируются, под действием липаз гидролизуются, в клетках кишечного эпителия синтезируются транспортные формы жиров, которые поступают в лимфу.

При пластическом обмене фосфолипиды образуют мембраны клеток, жиры входят в состав медиаторов, гормонов, ферментов. Избыток жиров запасается в жировых клетках сальника, подкожной жировой клетчатки. При катаболизме обеспечивают организм энергией, при окислении 1 г жира до углекислого газа и воды выделяется 38,9 кДж энергии.

Главные функции: структурная — входят в состав мембран, энергетическая, источник метаболической воды (100 г жира при окислении образуют 107 г воды), теплоизоляционная, жиры образуют миелиновые оболочки нервных клеток.

В регуляции жирового обмена большую роль играют гормоны аденогипофиза, щитовидной железы, надпочечников. Жиры способны превращаться в углеводы. Синтез жиров может осуществляться из углеводов и белков.

Водно-солевой обмен

Вода составляет около 60% от массы тела. В мышцах до 80%, в костях до 20%. В сутки в среднем потребляется 2,5 л: 1,2 л в виде жидкостей, 1 л с пищей, 0,3 л образуется метаболической воды. Выводится почками, кишечником, кожей и легкими. Избыток и недостаток воды приводят к отравлению организма.

Содержание воды в организме регулируется нейрогипофизом, выделяющим вазопрессин, а также корой надпочечников, секретирующей гормон альдостерон. Оба этих гормона регулируют работу почек. Например, если в крови солей больше нормы, нейрогипофиз выделяет больше вазопрессина.

Антидиуретический гормон уменьшает мочеобразование и мочевыделение, сохраняя воду в организме.

Функции: вода необходима для нормально течения многих физиологических процессов: является растворителем, принимает участие в образовании структуры органических молекул, выполняет транспортные функции, участвует в регуляции температуры, участвует в реакциях гидролиза различных веществ.

Водный обмен тесно связан с минеральным обменом. Минеральные вещества необходимы организму для самых различных функций: обуславливают осмотическое давление, участвуют в проведении нервного возбуждения, в мышечных сокращениях, свертывании крови. Составляют около 4% от массы организма.

  • Na и К. Участвуют в процессах возбуждения клетки, проведении нервных импульсов, в поддержании осмотического давления, Рh среды.
  • Са. В составе зубов и костей. Необходим для свертывания крови, мышечных сокращений, синаптической передачи.
  • Р. В составе костей и зубов. Входит в состав АТФ, ДНК, РНК, в состав клеточных мембран.
  • Cl. Участвует в образовании Ph желудочного сока, обеспечивает наряду с другими ионами возбуждение и торможение в нервных клетках.
  • Fe. Входит в состав гемоглобина крови, в состав цитохромов, принимающих участие в окислительном фосфорилировании.
  • J. Входит в состав гормонов щитовидной железы.
  • S. Входит в состав аминокислот, белков и витаминов.
  • Cо. В состав витамина В12.
  • Mg. Входит в состав многих ферментов в качестве кофермента. Необходим для нормального функционирования мышечной, нервной и костной тканей.
  • F. Структурный компонент зубной эмали.

Недостаток минеральных веществ приводит к различным нарушениям, обмена веществ, у детей сказывается на их развитии и росте.

Витамины

В пище содержатся также витамины — органические вещества, которые в организме человека или не синтезируются вовсе, или синтезируются в недостаточных количествах. Впервые их наличие было предположено русским ученым Н.И.Луниным в 1880 году.

Их принято обозначать буквами латинского алфавита и делить на жирорастворимые А, D, E, K и водорастворимые. В настоящее время известно около 50 витаминов. Интересно, что вещество, являющееся витамином для одного организма, для других видов витамином не является.

Например, витамин С необходим человеку, всем приматам, а большинство других млекопитающих его могут синтезировать.

Витамины входят в состав ферментов. Соединяясь с белками, образуют ферменты; необходимы для нормального обмена веществ. Общее количество витаминов, необходимое человеку незначительно, отсутствие какого-либо витамина в пище приводит к авитаминозу. Избыток витамина приводит к гипервитаминозам и различным нарушениям обмена веществ. Содержатся витамины в растительной пище и животной пище.

Количество витаминов в пище колеблется в зависимости от времени хранения овощей и фруктов, от приготовления пищи. Например, витамин А теряется при длительном хранении и сушке, при варке разрушается часть витаминов группы В и часть витамина С. Витамин С разрушается при контакте с воздухом и металлом.

Важнейшие витамины, их источники и значение.

Витамин Физиологическое действие, авитаминозы Источники
АРетинол Влияет на зрение, рост и развитие. Участвует в образовании зрительного пигмента. При авитаминозе — нарушение сумеречного зрения (куриная слепота), повреждение роговицы глаз, сухость эпителия и его ороговение. Животные жиры, мясо, печень, яйца, молоко. Источники каротина, из которого образуется витамин А — морковь, абрикосы.
DКальциферол Регулирует обмен кальция и фосфора. При его недостатке в детском возрасте развивается рахит. Яичный желток, печень, рыбий жир. Образуется в коже под действием ультрафиолетовых лучей.
ЕТокоферол Обладает противовоокислительным действием на внутриклеточные липиды. При недостатке — дистрофия скелетных мышц, ослабление половой функции. Растительное масло, салат.
КФиллохинон Участвует в синтезе протромбина, способствует нормальной свертываемости крови. Шпинат, салат, капуста, морковь, томаты. Синтезируется микрофлорой кишечника.
В1Тиамин Участвует в обмене белков, жиров, углеводов, функции желудка, сердца. При недостатке — полиневрит (бери-бери), поражения нервной системы. Крупы, молочные продукты, яйца, фрукты.
В3РР, никотиновая кислота Участвует в клеточном дыхании, нормализует функции желудочно-кишечного тракта, при недостатке развивается пеллагра (воспаление кожи), понос, слабоумие. Дрожжи, отруби, пшеница, рис, ячмень, арахис.
В12Цианкобаламин Кроветворение. Всасывается, соединившись с белками желудочного тракта — фактором Кастла. При недостатке — анемия. Печень, мясо, рыба, яйца. Вырабатывается микрофлорой кишечника.
САскорбиновая кислота Участвует в окислительно-восстановительных реакциях, активизирует расщепление белков, это приводит к потере сосудами эластичности, к цинге. Увеличивает устойчивость к инфекциям Шиповник, хвоя, зеленый лук, черная смородина, картофель, капуста.

Источник: http://sbio.info/lections/human/lektsija_10_obmen_veschestv_i_energii

Рената Петросова – Обмен веществ и энергии в клетках организма

Здесь можно скачать бесплатно “Рената Петросова – Обмен веществ и энергии в клетках организма” в формате fb2, epub, txt, doc, pdf. Жанр: Биология, издательство Дрофа, год 2004.

Так же Вы можете читать книгу онлайн без регистрации и SMS на сайте LibFox.Ru (ЛибФокс) или прочесть описание и ознакомиться с отзывами.

На Facebook В Твиттере В Instagram В Одноклассниках Мы Вконтакте

Описание и краткое содержание “Обмен веществ и энергии в клетках организма” читать бесплатно онлайн.

В пособии подробно и в доступной форме изложена одна из наиболее трудных тем общей биологии — обмен веществ и энергии в клетке. В пособие включены вопросы для самоконтроля.Адресовано учащимся 10–11 классов и абитуриентам. Будет полезно и учителям биологии.

Рената Арменаковна Петросова

Обмен веществ и энергии

в клетках организма

Предлагаемое пособие представляет собой достаточно подробное и полное изложение одной из наиболее сложных тем курса общей биологии — обмена веществ на клеточном уровне.

Пособие написано в соответствии с программой углубленного курса общей биологии и программой для поступающих в вузы.

Оно адресовано учащимся 10–11 классов, изучающим общую биологию, абитуриентам, поступающим на факультеты биологического и медицинского профиля, а также школьным учителям биологии.

Книга будет полезна тем учащимся, которые хотели бы разобраться в биохимических процессах, протекающих в клетке. Она не подменяет учебник, а дополняет его и систематизирует имеющиеся знания.

Читайте также:  Цветение, опыление, оплодотворение - биология

С его помощью вы разберетесь в том, что осталось неясным после изучения темы по учебнику или объяснения учителя.

В нем полно и в доступной форме описаны и объяснены сложные процессы обмена веществ, протекающие на клеточном уровне у автотрофных и гетеротрофных организмов. Это фотосинтез, энергетический обмен, реакции матричного синтеза (репликация ДНК, биосинтез РНК и белка).

Понимание именно этих вопросов вызывает наибольшие трудности у старшеклассников. Поэтому параллельно с описанием каждого процесса предлагаются схемы и рисунки, которые значительно облегчают процесс усвоения сложного материала.

После каждой темы даны вопросы для самопроверки и задания различного уровня сложности. Любой ученик, ознакомившись с приведенным в пособии теоретическим материалом и ответив на предлагаемые вопросы, может считать, что он вполне освоил данную тему.

Пособие понадобится тем учащимся, которые хотели бы хорошо подготовиться к выпускным и вступительным экзаменам по биологии, единому государственному экзамену.

Старшеклассники и абитуриенты смогут воспользоваться этим пособием для повышения уровня подготовки и систематизации учебного материала. Предлагаемые схемы легко запоминаются и позволяют уточнить и систематизировать сложный материал.

Работа с пособием поможет приобрести прочные знания по наиболее сложным вопросам курса общей биологии.

Пособие интересно и учителям биологии, работающим в общеобразовательной и профильной биологической школе. Оно поможет восстановить в памяти сложные процессы обмена веществ, подготовиться к урокам. Приведенные в пособии вопросы и задания могут использоваться для контроля знаний учащихся.

Желаем всем успешной работы с предлагаемым учебным пособием и надеемся, что книга окажет помощь в овладении биологическими знаниями.

1. Обмен веществ и превращение энергии как основное свойство живого

Понятие об обмене веществ и превращении энергии

Одним из характерных признаков живого является обмен веществ и превращение энергии. Обмен веществ, или метаболизм (от греч.

metabol — превращение), — это совокупность всех реакций синтеза и распада, протекающих в живых системах, связанная с выделением или поглощением энергии. Для существования организмов необходимы питательные вещества и энергия, которые они получают из внешней среды.

В процессе питания и дыхания в организм поступают определенные вещества, которые в результате жизнедеятельности преобразуются, частично накапливаются, а частично выделяются в окружающую среду.

Энергия и питательные вещества необходимы для осуществления всех процессов жизнедеятельности организма: роста, развития, движения, размножения и т. д. Основой этих процессов является обмен веществ и превращение энергии.

Живая система, которой является любой организм, находится в сложных взаимоотношениях с окружающей средой. Из окружающей среды он получает пищу, воду, кислород, свет, тепло.

Из поступающих веществ и энергии организмы строят свое тело, образуя массу живого вещества планеты. В результате своей жизнедеятельности организмы сами воздействуют на окружающую среду и изменяют ее.

Основой взаимосвязи живых систем и среды является обмен веществ и превращение энергии.

Для неживой природы также характерен обмен веществ. Например, при разрушении и выветривании горной породы происходит обмен веществ.

Под действием воды, углекислого газа и других веществ крупные сложные породы разрушаются и превращаются в песок и глину. Химические вещества окисляются, например железо ржавеет.

При их горении образуются газообразные продукты и вода, которые выделяются в атмосферу.

Основное отличие между обменом веществ в неживой и живой природе заключается в том, что обмен веществ в неживой природе приводит к уничтожению, разрушению вещества, породы. Живые же организмы, благодаря метаболизму, создают новые вещества, живут и воспроизводят себе подобных.

Обмен веществ и энергии состоит из двух взаимосвязанных и противоположных процессов — ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция, анаболизм, или пластический обмен, — это совокупность реакций синтеза высокомолекулярных органических веществ, сопровождающихся поглощением энергии за счет распада молекул АТФ.

Диссимиляция, катаболизм, или энергетический обмен, — это совокупность реакций распада и окисления органических веществ, сопровождающихся выделением энергии и запасанием ее в синтезируемых молекулах АТФ.

Эти процессы характерны для живых систем почти всех уровней организации, начиная от клетки и заканчивая биосферой (рис. 1).

Рис. 1. Общая схема обмена веществ и превращения энергии

Ассимиляция и диссимиляция — противоположные и взаимосвязанные процессы, составляющие единство обмена веществ. В живой природе это замкнутый процесс, так как химические элементы, из которых синтезируются органические вещества, переходят от одного организма к другому или выделяются в окружающую среду и вновь поступают в организмы. Происходит круговорот веществ и химических элементов.

Значение АТФ в обмене веществ

В отличие от круговорота веществ, круговорота энергии в живых системах не происходит. Организмам для жизнедеятельности постоянно необходима энергия. Единственным ее источником на Земле является солнце. Солнечная энергия аккумулируется растениями в процессе фотосинтеза, в результате чего она превращается в энергию химических связей молекул органических веществ.

Все остальные организмы используют готовые органические вещества. В процессе жизнедеятельности они расщепляют эти вещества, и энергия высвобождается.

Она частично преобразуется, накапливается и в дальнейшем используется вновь в процессе пластического обмена на синтез органических веществ, специфичных для каждого организма.

При этом клетка или организм постоянно теряет часть энергии, которая выделяется в виде тепла. Поэтому для существования жизни на Земле необходим постоянный приток энергии.

Одним из ключевых веществ, которое способно преобразовывать энергию солнечного света в энергию химических связей органических веществ, а далее вновь накапливать и передавать для синтеза новых веществ, является АТФ (рис. 2).

В двух макроэргических связях ее молекул накапливается в 2,5 раза больше энергии, чем в обычных связях. Клетка использует эту запасенную энергию на различные процессы: биосинтез собственных органических веществ, движение, деление, передачу нервных импульсов и т. д.

АТФ — основное вещество, которое обеспечивает функционирование клетки, запасает энергию в процессе энергетического обмена и выделяет в процессе пластического обмена. Ее синтез происходит на кристах митохондрий. Молекулы этого вещества легко и быстро способны доставлять энергию в любую часть клетки.

АТФ является ключевым веществом обменных процессов и универсальным источником энергии в клетках, тканях и организмах.

Рис. 2. Строение молекулы АТФ: 1 — аденин; 2 — рибоза

Факторы внешней среды имеют различное значение для разных организмов. Растениям для роста и развития необходимы свет, вода, углекислый газ, минеральные вещества. Животным и грибам таких условий недостаточно.

Им необходимы готовые питательные органические вещества, а свет для существования некоторых из них не является необходимым условием.

По способу питания, источнику получения органических веществ и энергии все организмы делятся на автотрофные и гетеротрофные.

Автотрофные организмы (от греч. autós — сам и trophé — питание) синтезируют органические вещества из неорганических. Фотоавтотрофы используют энергию солнечного света в процессе фотосинтеза.

К ним относятся все растения и фотосинтезирующие цианобактерии. Хемоавтотрофы используют энергию, которая выделяется при окислении неорганических веществ (серы, железа, азота) в процессе хемосинтеза.

К ним относятся хемосинтезирующие бактерии.

Источник: https://www.libfox.ru/567735-renata-petrosova-obmen-veshchestv-i-energii-v-kletkah-organizma.html

Обмен веществ и энергии

Процесс обмена — основное свойство живого. В цитоплазме клеток органов и тканей постоянно идет процесс синтеза сложных высокомолекулярных соединений и одновременно с этим — их распад с выделением энергии и образованием простых низкомолекулярных веществ — углекислого газа, воды, аммиака и др.

Процесс синтеза органических веществ называется ассимиляцией, или анаболизмом. В ходе ассимиляции обновляются органоиды клетки, и накапливается запас энергии. Распад структурных элементов клетки сопровождается выделением заключенной в химических связях энергии, а конечные продукты распада, вредные для организма, выводятся за пределы клетки, а затем из организма.

Процесс распада органических веществ противоположен процессу ассимиляции и называется диссимиляцией, или катаболизмом. Подобного типа реакции идут с поглощением кислорода, поэтому расщепление органических веществ связано с окислением, а освободившаяся при этом энергия идет на синтез ЛТФ (аденозинтрифосфорная кислота), необходимой для ассимиляции.

Таким образом, ассимиляция и диссимиляция — это две противоположные, но взаимосвязанные стороны единого процесса — обмена веществ. При нарушении ассимиляции и диссимиляции расстраивается весь обмен веществ.

В организме человека непрерывно протекают водный, солевой, белковый, жировой и углеводный обмен. Непрерывный распад и окисление органических соединений возможны лишь тогда, когда количество этих веществ в клетках постоянно пополняется.

Однако потребность в питательных веществах неодинакова. Большая их часть используется организмом для образования энергии. В процессе жизнедеятельности организма энергетические запасы непрерывно уменьшаются, и их пополнение идет за счет пищи.

Соотношение количества энергии, поступающей с пищей, и энергии, расходуемой организмом, называется энергетическим балансом. Количество потребляемой пищи должно соответствовать энергетическим затратам человека.

Обмен белков

Белки — основной пластический материал, из которого построены клетки и ткани организма. Они бесконечно разнообразны, что обусловлено различными комбинациями образующих их 20 аминокислот.

Белки пищи расщепляются в пищеварительном тракте до аминокислот. В клетках из аминокислот синтезируются специфические для данной ткани белки. Так, в клетках мышц идет синтез белка миозина, в молочной железе — казеина и т. д.

Часть белков, входящих в состав клеток органов и тканей, а также аминокислоты, поступившие в организм, но не использованные в синтезе белка, подвергаются распаду с освобождением 17,6 кДж энергии на 1 г вещества и образованием продуктов распада белка: воды, углекислого газа, аммиака, мочевины и др.

Все продукты диссимиляции белка выделяются из организма в составе мочи, пота и частично с выдыхаемым воздухом. В запас белки не откладываются. У взрослого человека их синтезируется столько, сколько необходимо для компенсации распавшихся белков.

При избытке белковой пищи она преобразуется в жиры и гликоген. Потребность в белках в сутки составляет 100–118 г. В детском организме синтез белков превышает их распад, что учитывается при составлении рациона питания.

Обмен углеводов

Углеводы поступают в организм с растительной и, в меньшей мере, с животной пищей, а также синтезируются в нем из продуктов расщепления аминокислот и жиров. Углеводы растительного происхождения в организме человека расщепляются до глюкозы, которая всасывается в кровь и разносится по всему телу.

Содержание глюкозы в крови относительно постоянно и не превышает 0,08-0,12%. Если глюкоза поступает в кровь в большем количестве, то этот избыток в печени превращается в животный крахмал — гликоген, который накапливается, а затем при необходимости снова распадается до глюкозы. При расщеплении 1 г углеводов освобождается 17.

6 кДж энергии. Ее потребление увеличивается с возрастанием нагрузки при физической работе. Часть энергии используется для механической работы и служит источником тепла, другая часть идет на синтез молекул АТФ. При избытке углеводов в организме они превращаются в жиры. Суточная потребность в углеводах составляет 450–500 г.

Обмен жиров

Жиры входят в состав растительной и животной пищи. Часть синтезированного в организме жира откладывается в запас, другая часть поступает в клетку, где вместе с жироподобными веществами (липоидами) служит пластическим материалом, из которого строятся мембраны клеток и органоидов.

Читайте также:  Размножение и значение хвойных деревьев - биология

Жиры — важный источник энергии. При их окислении выделяется углекислый газ, вода и освобождается энергия. Расщепление 1 г жиров сопровождается выделением 38,9 кДж энергии. Жиры могут синтезироваться в организме человека из углеводов и белков.

Суточная потребность в них для взрослого человека — 100 г.

Обмен белков, жиров и углеводов взаимосвязан. Отклонение от нормы обмена одного из веществ влечет за собой нарушение обмена других веществ.

Например, при расстройстве обмена углеводов продукты их неполного распада нарушают обмен белков и жиров, расщепление которых тоже идет не до конца, с образованием ядовитых веществ, отравляющих организм.

Избыток жира в организме откладывается в виде запасов под кожей в жировой клетчатке, в сальнике, покрывающем органы брюшной полости, и в некоторых других органах. Жировая ткань защищает организм от механических повреждений, служит теплоизолятором.

Водный и солевой обмен

Наряду с обменом органических веществ в организме человека осуществляется водный и солевой обмен. Эти вещества не являются источниками энергии и питательными веществами, но их значение для организма очень велико.

Вода входит в состав клеток, межклеточной и тканевой жидкости, плазмы и лимфы. Общее ее количество в организме человека составляет до 75%. В клетках вода химически связана с белками, углеводами и другими соединениями.

Она растворяет органические и неорганические соединения.

Всасывание питательных веществ в кишечнике, их поглощение клетками из тканевой жидкости и выведение из клеток конечных продуктов обмена может осуществляться только в растворенном состоянии и при участии воды.

Вода — непосредственный участник всех реакций гидролиза. Суточная потребность в воде взрослого человека составляет около 40 г на 1 кг массы его тела (2,5—3 л). Эта потребность зависит от условий и температуры среды.

Поступает вода в организм при питье и в составе пищи. В тонком и толстом отделах кишечника вода всасывается в кровь, откуда она поступает в ткани, а из них вместе с продуктами распада проникает в кровь и лимфу.

Из организма вода выводится в основном через почки, а также кожу, легкие (в виде пара) и с калом.

Обмен воды в организме тесно связан с обменом солей.

Минеральные вещества поступают в организм человека с пищей, откладываются в виде солей и входят в состав различных органических соединений.

Так, железо включено в молекулу гемоглобина и участвует в транспортировке кислорода и углекислого газа, йод — в состав гормона щитовидной железы, сера и цинк содержатся в гормонах поджелудочной железы.

Для кроветворения необходимы железо, кобальт, медь; соли фтора и кальция входят в состав костей; кальций и натрий создают определенную концентрацию ионов в клеточной мембране и по обе стороны от нее и т. д.

Общее количество минеральных веществ в теле человека составляет около 4.5%. Все эти элементы поступают в организм с пищей и водой. Железа много в яблоках, йода — в морской капусте, кальция — в молоке, сыре, брынзе, в яйцах и т. д.

Человек нуждается в постоянном поступлении натрия и хлора. Натрий создает определенную концентрацию ионов в плазме, тканевой жидкости, хлор (составная часть соляной кислоты) — компонент желудочного сока. Эти важнейшие компоненты организм получает с поваренной солью.

Витамины

Витамины (от лат. «вита» — жизнь) — биологически активные вещества, необходимые для жизнедеятельности организма. Они способствуют нормальному протеканию всех жизненных процессов.

Витамины были открыты русским врачом Н. И. Луниным (1853—1937).

Витамины способствуют укреплению здоровья, увеличивают сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, повышают работоспособность.

При недостатке того или иного витамина — гиповитаминозе — или при отсутствии витаминов — авитаминозе — наступают глубокие нарушения в процессах обмена веществ, ведущие к тяжелым заболеваниям, вплоть до гибели организма. Организм человека не способен синтезировать витамины и должен ежедневно получать их с пищей, прежде всего с растительной.

Обозначаются витамины заглавными буквами латинского алфавита: А, В, С, D, Е, К, РР, Н. Некоторые буквы, например В, охватывают целые группы: от В1 до В15.

Витамин А

Важнейший из витаминов — витамин А. Его называют витамином роста, он участвует в окислительно-восстановительных реакциях обмена.

При нехватке витамина А в организме наблюдается сухость кожи, сухость роговицы глаз и ее помутнение. С недостатком витамина А связано нарушение сумеречного зрения («куриная слепота»).

Наиболее богаты витамином А печень, сливочное масло, молоко, морковь, абрикосы и др.

Витамин С

Витамин С, или аскорбиновая кислота, синтезируется в растениях и накапливается в шиповнике, лимоне, черной смородине, зеленом луке, плодах клюквы и т. д. В настоящее время разработан промышленный синтез витамина С. При его недостатке развивается цинга. Особенно чувствуется нехватка витамина С к весне (у человека появляются сонливость, усталость, апатия).

Витамин D

Витамин D играет важную роль в обмене кальция, фосфора и в целом — в процессе образования костей. При отсутствии витамина D соли кальция и фосфора не откладываются н костях, а выводятся из организма и поэтому кости, особенно у детей, размягчаются.

Под тяжестью тела ноги искривляются, на ребрах образуются утолщения — четки, задерживается развитие зубов. Наиболее богаты витамином D печень рыб, сливочное масло, икра, желток яиц.

Растения содержат вещество, близкое к витамину D, — эргостерин, который под влиянием солнечных и ультрафиолетовых лучей переходит в витамин D.

Витамины группы В

Витамины группы В (В1 В2 В6 В12 и др.) регулируют многие ферментативные реакции обмена веществ, особенно обмена белков, аминокислот, нуклеиновых кислот.

При их недостатке нарушаются функции нервной системы (болезнь бери-бери), желудочно-кишечного тракта (поносы), кроветворных органов (малокровие) и др.

Эти витамины содержатся в печени млекопитающих и некоторых рыб, в почках, петрушке и др.

Витамин РР

Витамин РР необходим для нормальной нервно-психической деятельности.

Источник: http://shkolo.ru/obmen-veshhestv-i-energii/

9 класс. Биология. Обмен веществ и энергии в клетке – Обмен веществ и энергии в клетке

Обя­за­тель­ным усло­ви­ем су­ще­ство­ва­ния лю­бо­го ор­га­низ­ма яв­ля­ет­ся по­сто­ян­ный при­ток пи­та­тель­ных ве­ществ и по­сто­ян­ное вы­де­ле­ние ко­неч­ных про­дук­тов хи­ми­че­ских ре­ак­ций, про­ис­хо­дя­щих в клет­ках.

 Клет­ка по­сто­ян­но на­хо­дит­ся в дви­же­нии – ци­то­плаз­ма пе­ре­ме­ща­ет­ся, увле­кая за собой ор­га­но­и­ды и вклю­че­ния, ак­тив­но ра­бо­та­ют ри­бо­со­мы и ми­то­хон­дрии, со­вер­ша­ет­ся мно­же­ство хи­ми­че­ских пре­вра­ще­ний.

Все живые ор­га­низ­мы, су­ще­ству­ю­щие на Земле, пред­став­ля­ют собой от­кры­тые си­сте­мы, ха­рак­те­ри­зу­ю­щи­е­ся спо­соб­но­стью ак­тив­но об­ме­ни­вать­ся с окру­жа­ю­щей сре­дой ве­ще­ства­ми и энер­ги­ей.

Из окру­жа­ю­щей среды в клет­ку по­сту­па­ют раз­лич­ные ве­ще­ства, а из клет­ки в окру­жа­ю­щую среду уда­ля­ют­ся ненуж­ные про­дук­ты об­ме­на – про­ис­хо­дит обмен ве­ществ, или ме­та­бо­лизм (Рис. 1).

Рис. 1. Обмен ве­ществ клет­ки с окру­жа­ю­щей сре­дой (Ис­точ­ник)

Пи­та­тель­ные ве­ще­ства ис­поль­зу­ют­ся ор­га­низ­ма­ми в ка­че­стве ис­точ­ни­ка ато­мов хи­ми­че­ских эле­мен­тов (пре­жде всего ато­мов уг­ле­ро­да), из ко­то­рых стро­ят­ся либо об­нов­ля­ют­ся все струк­ту­ры. В ор­га­низм, кроме пи­та­тель­ных ве­ществ, по­сту­па­ют также вода, кис­ло­род, ми­не­раль­ные соли.

По­сту­пив­шие в клет­ки ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства (или син­те­зи­ро­ван­ные в ходе фо­то­син­те­за) рас­щеп­ля­ют­ся на стро­и­тель­ные блоки – мо­но­ме­ры и на­прав­ля­ют­ся во все клет­ки ор­га­низ­ма (Рис. 2).

Часть мо­ле­кул этих ве­ществ рас­хо­ду­ет­ся на син­тез спе­ци­фи­че­ских ор­га­ни­че­ских ве­ществ, при­су­щих дан­но­му ор­га­низ­му.

В клет­ках син­те­зи­ру­ют­ся белки, ли­пи­ды, уг­ле­во­ды, нук­ле­и­но­вые кис­ло­ты и дру­гие ве­ще­ства, ко­то­рые вы­пол­ня­ют раз­лич­ные функ­ции (стро­и­тель­ную, ка­та­ли­ти­че­скую, ре­гу­ля­тор­ную, за­щит­ную и так далее).

Дру­гая часть низ­ко­мо­ле­ку­ляр­ных ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний, по­сту­пив­ших в клет­ки, идет на об­ра­зо­ва­ние АТФ, в мо­ле­ку­лах ко­то­рой за­клю­че­на энер­гия, пред­на­зна­чен­ная непо­сред­ствен­но для вы­пол­не­ния ра­бо­ты.

Рис. 2. Рас­пре­де­ле­ние ор­га­ни­че­ских ве­ществ (Ис­точ­ник)

Энер­гия необ­хо­ди­ма для син­те­за всех спе­ци­фи­че­ских ве­ществ ор­га­низ­ма, под­дер­жа­ния его вы­со­ко­упо­ря­до­чен­ной ор­га­ни­за­ции, ак­тив­но­го транс­пор­та ве­ществ внут­ри кле­ток, из одних кле­ток в дру­гие, из одной части ор­га­низ­ма в дру­гую, для пе­ре­да­чи нерв­ных им­пуль­сов, пе­ре­дви­же­ния ор­га­низ­мов, под­дер­жа­ния по­сто­ян­ной тем­пе­ра­ту­ры тела (у птиц и мле­ко­пи­та­ю­щих) и для дру­гих целей.

Обмен ве­ществ (ме­та­бо­лизм) – со­во­куп­ность био­хи­ми­че­ских ре­ак­ций, про­те­ка­ю­щих в клет­ке и обес­пе­чи­ва­ю­щих про­цес­сы ее жиз­не­де­я­тель­но­сти.

В ходе пре­вра­ще­ния ве­ществ в клет­ках об­ра­зу­ют­ся ко­неч­ные про­дук­ты об­ме­на, ко­то­рые могут быть ток­сич­ны­ми для ор­га­низ­ма и вы­во­дят­ся из него (на­при­мер, ам­ми­ак). Таким об­ра­зом, все живые ор­га­низ­мы по­сто­ян­но по­треб­ля­ют из окру­жа­ю­щей среды опре­де­лен­ные ве­ще­ства, пре­об­ра­зу­ют их и вы­де­ля­ют в среду ко­неч­ные про­дук­ты.

В за­ви­си­мо­сти от общей на­прав­лен­но­сти про­цес­сов вы­де­ля­ют ка­та­бо­лизм и ана­бо­лизм.

Ана­бо­лизм (ас­си­ми­ля­ция) – со­во­куп­ность хи­ми­че­ских про­цес­сов, на­прав­лен­ных на об­ра­зо­ва­ние и об­нов­ле­ние струк­тур­ных ча­стей кле­ток, этот про­цесс имеет вто­рое на­зва­ние – пла­сти­че­ский обмен.

Фо­то­син­тез: 6Н2О + 6СО2 → С6Н12О6 + 6СО2 ↑

Сюда можно от­не­сти, на­при­мер, фик­са­цию азота и био­син­тез белка, син­тез уг­ле­во­дов из уг­ле­кис­ло­го газа и воды в ходе фо­то­син­те­за, син­тез по­ли­са­ха­ри­дов, ли­пи­дов, нук­лео­ти­дов, ДНК, РНК и дру­гих ве­ществ. Ана­бо­лизм яв­ля­ет­ся со­зи­да­тель­ным эта­пом об­ме­на ве­ществ, он все­гда осу­ществ­ля­ет­ся с по­треб­ле­ни­ем энер­гии и с уча­сти­ем фер­мен­тов.

Ка­та­бо­лизм (дис­си­ми­ля­ция) – со­во­куп­ность ре­ак­ций, в ко­то­рых про­ис­хо­дит рас­пад круп­ных ор­га­ни­че­ских мо­ле­кул до про­стых со­еди­не­ний с од­но­вре­мен­ным вы­сво­бож­де­ни­ем энер­гии.

Ка­та­бо­лизм обес­пе­чи­ва­ет энер­ги­ей все про­цес­сы, про­те­ка­ю­щие в клет­ке, и имеет вто­рое на­зва­ние – энер­ге­ти­че­ский обмен.

Ды­ха­ние: С6Н12О6 + 6СО2 → 6Н2О + 6СО2 + АТФ

При раз­ры­ве хи­ми­че­ских свя­зей мо­ле­кул ор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния энер­гии вы­сво­бож­да­ют­ся и за­па­са­ют­ся глав­ным об­ра­зом в виде мо­ле­кул аде­но­з­ин­три­фос­фор­ной кис­ло­ты – АТФ, уни­вер­саль­но­го ис­точ­ни­ка энер­гии у всех живых ор­га­низ­мов (Рис. 3).

Рис. 3. Стро­е­ние мо­ле­ку­лы АТФ (Ис­точ­ник)

По своей хи­ми­че­ской при­ро­де АТФ яв­ля­ет­ся мо­но­нук­лео­ти­дом и со­сто­ит из азо­ти­сто­го ос­но­ва­ния аде­ни­на, уг­ле­во­да ри­бо­зы и трех остат­ков фос­фор­ной кис­ло­ты, со­еди­нен­ных между собой мак­ро­эр­ги­че­ски­ми свя­зя­ми.

Вы­де­ле­ние энер­гии в клет­ке про­ис­хо­дит при от­де­ле­нии од­но­го из фос­фор­ных остат­ков от мо­ле­ку­лы АТФ, раз­рыв этой связи вы­сво­бож­да­ет 7,3 ки­ло­ка­ло­рии, тогда как при раз­ры­ве хи­ми­че­ских свя­зей дру­гих со­еди­не­ний энер­гии вы­де­ля­ет­ся в три-че­ты­ре раза мень­ше. При этом об­ра­зу­ет­ся мо­ле­ку­ла аде­но­зин­ди­фос­фа­та – АДФ, с двумя фос­фор­ны­ми остат­ка­ми. Она легко может вос­ста­но­вить­ся до АТФ, при­со­еди­нив один оста­ток фос­фор­ной кис­ло­ты или от­дать еще один фос­фор­ный оста­ток и пре­вра­тить­ся в аде­но­зин­мо­но­фос­фат – АМФ (Рис. 4).

Рис. 4. Вы­ра­бот­ка энер­гии в клет­ке (Ис­точ­ник)

Пе­ре­ход АТФ в АДФ и об­рат­но – это ос­нов­ной ме­ха­низм вы­ра­бот­ки энер­гии в клет­ке. От­щеп­ле­ние от АТФ и АДФ фос­фор­но­го остат­ка при­во­дит к вы­де­ле­нию энер­гии, а при­со­еди­не­ние к АМФ и АДФ фос­фор­но­го остат­ка при­во­дит к на­коп­ле­нию энер­гии.

 Заключение

Мы рас­смот­ре­ли два ос­нов­ных про­цес­са об­ме­на ве­ществ в клет­ке, оба вида об­ме­на со­став­ля­ют ос­но­ву жиз­не­де­я­тель­но­сти любой клет­ки, а сле­до­ва­тель­но, и лю­бо­го ор­га­низ­ма и тесно свя­за­ны между собой.

источник конспекта – http://interneturok.ru/ru/school/biology/9-klass/tema/obmen-veschestv-i-energii-v-kletke?seconds=0&chapter_id=1777

источник видео – http://www.youtube.com/watch?v=l3LLP3DEdz0

источник видео – http://www.youtube.com/watch?v=9Eoau78d_zA

источник видео – http://www.youtube.com/watch?v=W-p3NTLqJoI

источник видео -http://www.youtube.com/watch?v=2NuVoT-7mdk

источник презентации – http://prezentacii.com/biologiya/11511-obmen-veschestv-i-prevraschenie-energii.html

Источник: https://www.kursoteka.ru/course/3070/lesson/10088/unit/25367

Ссылка на основную публикацию