Обмен веществ и превращения энергии в клетке

1.

Обмен веществ и
превращения энергии в
клетке

2.

Обмен веществ (метаболизм) – совокупность химических
превращений, происходящих в живом организме и
обеспечивающие его жизнедеятельность.
- совокупность реакций ассимиляции и диссимиляции
Зачем?
Гомеостаз – постоянство внутренней
среды организма.

3.

от греч. ἀναβολή - подъём
МЕТАБОЛИЗМ
Анаболизм
(Пластический обмен)
АССИМИЛЯЦИЯ совокупность химических
реакций синтеза сложных
веществ из более простых
Энергия затрачивается
Создаются ВМС
греч. Καταβολή - разрушение
Катаболизм
(Энергетический обмен)
ДИССИМИЛЯЦИЯ совокупность реакций
расщепления сложных
веществ, сопровождается
выделением Ԑ
Энергия запасается (АТФ)
Окисляются ВМС
*ВМС – высокомолекулярные соединения

4.

5.

МЕТАБОЛИЗМ
Ассимиляция/анаболизм/
пластический обмен
Диссимиляция/катаболиз/
энергетический обмен
Мономеры, поступающие в клетки:
Синтез белков
Аминокислоты
СО₂, Н₂О, N
Синтез сложных
углеводов
Глюкоза
СО₂, Н₂О
Синтез жиров
Глицерин и
жидкие кислоты
СО₂, Н₂О

6.

Роль АТФ в метаболизме
1. энергия высвобождается при распаде органических
веществ (окисление, расщепление)
2. используется клеткой не сразу: запасается в форме АТФ.

7.

Организмы по
отношению к
свободному кислороду
Аэробы – организмы,
способные жить
только в
кислородной среде;
Анаэробы –
организмы,
неспособные жить в
кислородной среде.

8.

Катаболизм (диссимиляция, энергетический обмен)
Клетка получает Ԑ из реакций распада запасённых или
полученных извне органических соединений.
процессы ОКИСЛЕНИЯ органических веществ, т.е. в
результате каталитических реакций
ФЕРМЕНТЫ – биологические катализаторы:
разложение веществ на более простые.
Полученная энергия: часть - в виде тепла Ǫ, часть
запасается в виде молекул АТФ .

9.

Этапы катаболизма:
1. Подготовительный:
Ферментативное расщепление сложных органических
соединений на более простые:
Белки → аминокислоты;
Жиры → глицерин и жирные кислоты;
Полисахариды → моносахариды;
Нуклеиновые кислоты → нуклеотиды.
ЛОКАЦИЯ: У многоклеточных - в ЖКТ, у одноклеточных – в
лизосомах под действием гидролаз (ферментов).

10.

Этапы катаболизма:
2.
неполное окисление (бескислородный) – гликолиз или
брожение (у м/о или растений)
ЛОКАЦИЯ: в ЦП без участия О₂
Главный источник энергии в клетке – глюкоза.
ГЛИКОЛИЗ - бескислородное, неполное окисление глюкозы
С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ → 2С3Н6О3 + 2АТФ +2Н2О
Глюкоза
Фосфорная
к-та
Молочная
к-та
Брожение:
С6Н12О6 +2Н3РО4+ 2АДФ → 2С3Н5ОН + 2АТФ + 2СО₂ +2Н2О

11.

Этапы катаболизма:
3. Кислородное окисление (аэробное дыхание)
ЛОКАЦИЯ: в митохондриях
при обязательном участии кислорода.
Окисление ВМС из 2 этапа до углекислого газа и воды:
2С3Н6О3+ 6О2+ 36АДФ+ 36Н3РО4 → 6СО2 + 6Н2О +
Молочная к-та
+ 36АТФ + 36H2О

12.

Суммарное уравнение катаболизма:
С6Н12О6 + 6О2 + 38АДФ + 38Н3РО4
→ 6СО2 + 38АТФ + 44Н2О

13.

Анаболизм (ассимиляция, пластический обмен)
- вся совокупность реакций синтеза веществ и их
последующей сборки в более крупные структуры, идущих
с затратой энергии:
• фотосинтез,
• хемосинтез,
• биосинтез белков, нуклеиновых кислот, жиров и углеводов.
Особенно интенсивно происходит в растущих клетках
развивающегося организма.

14.

Живые организмы по типу питания:
Автотрофы
(источник углерода –
углекислый газ)
Гетеротрофы
(источник углерода –
органические соединения)

15.

Гетеротрофы строят собственные органические
вещества из органических компонентов пищи:
Органические вещества пищи (белки, жиры, углеводы)
Простые органические молекулы (аминокислоты, жирные
кислоты, моносахариды)
Макромолекулы тела (белки, жиры, углеводы)

16.

Автотрофы самостоятельно синтезируют
органические вещества из неорганических молекул:
Неорганические вещества (CO2, H2O)
Простые органические молекулы
(аминокислоты, жирные кислоты, моносахариды)
Макромолекулы тела (белки, жиры, углеводы)