Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Процес обміну — основна властивість живого. У цитоплазмі клітин органів і тканин постійно відбуваєть ся процес синтезу складних високомолекулярних сполук і разом із цим — їх розпад з виділенням енергії й утворен ням простих низькомолекулярних речовин — вуглекис лого газу, води, аміаку та ін.
Обмін речовин, або метаболізм (від грец. метаболе — переміна) - надходжен ня з довкілля поживних речовин, їхнє перетворен ня та виведення з організму продуктів життєдіяльності.
Асимі ляція (від лат. асимілятіо — уподоблення, ототож нення) або анаболізм - процеси поглинання з довкілля, засвоєння і на копичення речовин, які використовуються для синтезу необхідних для організму сполук. У ході асиміляції поновлюють ся органоїди клітини й накопичується запас енергії. Роз пад структурних елементів клітини супроводжується ви діленням енергії, що міститься в хімічних зв'язках, а кін цеві продукти розпаду, шкідливі для організму, виводять ся за межі клітини, а потім з організму.
Пластичний обмін (від грец. пластос — створений) - сукупність реакцій синтезу, які забезпечують розвиток клітин та організмів, поновлення їхнього хімічного складу.
На здійснення цих процесів витрачається певна кількість енергії.
Дисиміляція (від лат. дис — префікс, що означає заперечення, і асимілятіо) або катаболізм - процес розщеплення певних речовин. Такого типу реакції відбуваються з погли нанням кисню, тому розщеплення органічних речовин пов'язано з окисненням, а звільнена при цьому енергія йде на синтез АТФ (аденозинтрифосфорна кислота), необхід ної для асиміляції.
Отже, процеси асиміляції і дисиміляції - це різні сторони єдиного процесу об міну речовин і перетворення енергії в живих організ мах. Завдяки процесам обміну речовин підтримується гомеостаз.
Без перервний розпад і окиснення органічних сполук можливі лише тоді, коли кількість цих речовин у клітинах постій но поповнюється.
У процесі життєдіяльності організму енергетичні запаси безперервно зменшуються, їх поповнення відбу вається за рахунок їжі.
Співвідношення кількості енергії, що надходить з їжею, і енергії, що витрачається організмом, називається енергетичним балансом. Кількість їжі, що споживається, повинна відповідати енергетичним витратам людини.
Процеси асиміляції не завжди врівноважені з проце сами дисиміляції. Так, в організмах, які розвиваються, переважають процеси асиміляції, завдяки чому забезпечується накопичення необхідних сполук та ріст організмів. Під час інтенсивної фізичної роботи, за не стачі поживних речовин або при старінні переважають процеси дисиміляції. Якщо в першому випадку втрати маси і енергії не будуть компенсовані посиленим хар чуванням, то організм поступово виснажується, що врешті-решт, призводить до його загибелі.
Перетворення речовин в організмі неможливе без відповідних перетворень енергії. У процесі життє діяльності організми поглинають із довкілля енергію в певних формах, а повертають її туди вже в іншій формі. Сукупність реакцій розщеплення складних сполук в організмі, що супроводжуються виділенням енергії, на зивають енергетичним обміном.
У яких формах у живі організми надходить енергія з довкілля? Для живих організмів Землі основним джерелом енергії є сонячне світло, завдяки якому прямо чи опосередковано задовольняються їхні енергетичні потреби.
Організми, здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, називають авто трофами (від грец. аутос — сам і трофе — їжа, жив лення). Одні з них використовують для цих процесів енергію світла - це фототрофи (від грец. фотос -світло). До фототрофних організмів належать зелені рослини, ціанобактерії, деякі одноклітинні тварини та бактерії. Енергію світла ці організми використову ють для забезпечення власних процесів життєдіяль ності або накопичують її у вигляді енергії хімічних зв'язків синтезованих сполук.
Інші автотрофи для синтезу органічних сполук із неорганічних використовують енергію, яка звільняється під час хімічних реакцій. Це — хемотрофи (від грец. хемейа — хімія).
Гриби, більшість тварин і бактерій належать до гетеротрофів (від грец. гетерос - інший). Для них джерелом енергії є органічні сполуки, синтезовані іншими організмами, які вони одержують з їжею (живі організми, їхні рештки або продукти життєді яльності).
У біологічних системах енергія існує в різних фор мах, які можуть перетворюватись одна в одну. Живі організми використовують енергію для забезпечення різних процесів: хімічних (наприклад, синтезу орга нічних сполук), механічних (скорочення м'язів, руху одноклітинних організмів), електричних (проходжен ня нервового імпульсу по нервовому волокну), тепло вих (підтримання сталої температури тіла), світлових (перетворення енергії хімічних зв'язків органічних сполук в енергію свічення деяких мікроорганізмів, комах, глибоководних риб тощо).
За енергетичного обміну частина енергії, яка виді ляється під час розщеплення органічних сполук, розсі юється у вигляді тепла, а частина — запасається у високоенергетичних хімічних зв'язках певних органічних сполук (АТФ тощо).
Етапи енергетичного обміну.
Підготовчий етап.
У більшості багатоклітинних тварин, у тому числі й людини, цей етап відбувається в шлунково-кишковому тракті, а також у цитоплазмі клітин. На підготовчому етапі складні органічні мак ромолекули під дією ферментів розщеплюються: білки — до амінокислот, жири — до гліцерину і жирних кислот, полісахариди — до моносахаридів, нуклеїнові кислоти - до нуклеотидів. Ці процеси відбуваються з вивільненням енергії, але її кількість незначна і вона розсіюється у вигляді тепла. Проте це тепло може використовуватись організмами для підтримання температури власного тіла.
Безкисневий етап.
Безкисневий етап енергетич ного обміну відбувається в клітинах. Його ще називають анаеробним (від грец. ан -частинка, що означає заперечення, та аер — повітря), оскільки мономери, які утворилися на попередньому етапі, за знають подальшого багатоступеневого розщеплення без участі кисню.
Анаеробне розщеплення, або анаеробне дихання, — це найпростіша форма утворення та запасання енергії у високоенергетичних зв'язках молекул АТФ. Деякі мікроорганізми і безхребетні тва рини (здебільшого паразити) не можуть використову вати кисень у процесах енергетичного обміну. Тому необхідну енергію вони можуть одержати лише у ре зультаті анаеробного розщеплення органічних сполук.
Речовини, що утворились на підготовчому етапі – глюкоза, гліцерин, органічні кислоти. Амінокислоти та ін. – починають подальший розпад. Це складний багатоступінчастий процес, що складається з низки послідовних ферментативних реакцій. Сумарне рівняння гліколізу:
С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ = 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О
Гліколіз (анаеробне дихання) – розщеплення глюкози без участі кисню.
Гліколіз відбувається за участі ферментів, що розміщені у розчинній частині цитоплазми. 60% енергії втрачається у вигляді тепла, а 40% йде на синтез двох молекул АТФ. Крім АТФ у процесі гліколізу утворюються дві молекул пірвиноградної кислоти (пірувату) та відновлюються дві молекули коферменту НАД до НАДН(Н+).
Кисневий етап, або дихання.
Основний етап у забезпеченні клітини енергією. У 18 разів ефективніший за безкисневий етап.
Сумарне рівняння:
2С3Н6О3 + 6О2 + 36Н3РО4 + 36АДФ = 6СО2 +38Н2О + 36АТФ
Відбувається у мітохондріях.
IV. Домашнє завдання.