4. обмен веш-в и пищеварение энергии в клетке (1)

1. Обмен веществ и пищеварение в клетке

2.

1) Понятие метаболизма
Метаболизм
–
совокупность
всех
химических
реакций,
протекающих в живом организме; это все превращения веществ в
организме,
начиная
с
их
поступления
извне
и
заканчивая
выведением образовавшихся ненужных и вредных продуктов.
Сущность метаболизма заключается в преобразовании веществ и
энергии.
Значение
метаболизма
состоит
в
создании
необходимых
организму веществ и обеспечение его энергией.
Выделяют две составные части метаболизма:
-
реакции
расщепления
обмен, или диссимиляция).
(катаболизм,
или
энергетический

3.

Что такое анаболизм?
АНАБОЛИЗМ (от греч. anabole — подъем) или ассимиляция
–совокупность химических процессов в живом организме,
направленных на образование и обновление структурных
частей клеток и тканей, заключается в синтезе сложных
молекул из более простых с накоплением энергии.
Биосинтез – реакции образования органических веществ в
живой клетке.
Совокупность реакций биосинтеза называется
пластическим обменом.

4.

Что такое катаболизм?
КАТАБОЛИЗМ (от греч. katabole — разрушение) или
диссимиляция – совокупность протекающих в живом организме
ферментативных реакций расщепления сложных органических
веществ (в т. ч. пищевых).
В процессе катаболизма происходит освобождение энергии,
заключенной в химических связях крупных органических
молекул, и запасание ее в форме богатых энергией фосфатных
связей аденозинтрифосфата (АТФ).
Катаболические процессы — дыхание, гликолиз, брожение.
Основные конечные продукты катаболизма — вода, углекислый
газ, аммиак, мочевина, молочная кислота.
Совокупность реакций расщепления называется
энергетическим обменом клетки.

5.

ПРИЗНАКИ ДЛЯ
СРАВНЕНИЯ
ЗАДАЧА
ПРОЦЕССА
АНАБОЛИЗМ
КАТАБОЛИЗМ
Обеспечение клетки Обеспечение клетки
строительным
энергией
материалом и
энергоносителями
ХИМИЧЕСКИЕ
СОЕДИНЕНИЯ
Из простых
синтезируются
более сложные
Сложные
распадаются до
простых
ЭНЕРГИЯ
затрачивается
Освобождается
АТФ
Расходуется
Образуется,
накапливается

6.

Взаимосвязь энергетического и пластического обмена:
6

7. Выводы:

1. Анаболические и катаболические процессы осуществляются
путем последовательных химических реакций с участием
ферментов.
2. Анаболизм и катаболизм – противоположные процессы.
3. Анаболизм и катаболизм – взаимосвязанные процессы.
Связь эта состоит в том, что с одной стороны, реакции
биосинтеза нуждаются в затрате энергии, которая
черпается из реакций расщепления. С другой стороны, для
осуществления реакций энергетического обмена необходим
постоянный биосинтез ферментов и веществэнергоносителей.
4. Совокупность пластического и энергетического обменов,
взаимосвязанных между собой и окружающей средой,
называют обменом веществ.
5. Обмен веществ или метаболизм – важнейшее условие и
необходимый признак жизни. С прекращением обмена

8.

3) Типы обмена веществ: автотрофный и гетеротрофный,
аэробный и анаэробный
Процесс
потребления
веществ
и
энергии
называют
питанием.
Существует два типа питания живых организмов:
1.
Автотрофы
источника
углерода
бактерии);
т.е.
–
организмы,
углекислый
это
использующие
в
качестве
газ
(растения,
некоторые
организмы,
способные
создавать
органические вещества из неорганических (углекислого газа,
воды, минеральных солей).
2. Гетеротрофы – организмы, использующие в качестве

9.

По отношению к молекулярному кислороду организмы подразделяются
на:
1. Аэробы – большинство ныне живущих гетеротрофных организмов,
которые
осуществляют
энергетический
обмен,
окисляя
органические
вещества молекулярным кислородом.
2. Анаэробы – организмы, способные жить в отсутствие кислорода,
осуществляя реакции внутримолекулярного окисления и восстановления или
используя
в
качестве
окислителей
другие
вещества
среды
(например
нитраты – т.н. нитратное дыхание).
Анаэробов в свою очередь можно подразделить на:
• облигатные
анаэробы
(для
которых
даже
низкие
концентрации
молекулярного кислорода токсичны, например, бактерии рода клостридий
и бифидум, взрослые аскариды).

10.

4) Фотосинтез
Фотосинтез – процесс образования органических веществ из CO2 и
H2O, протекающий с использованием солнечной энергии.
Фотосинтез происходит в хлоропластах растений или на мезосомах у
прокариот.
На
мембране
содержатся
молекулы
зелёного
хлорофилла.
Пример строения хлоропласта в клетке растений:
пигмента
–

11.

Процесс фотосинтеза включает две фазы:
1. Световая фаза – процесс преобразования поглощённой хлорофиллом энергии
света в электрическую энергию электрон-транспортной цепи. Она протекает
в мембранах тилакоидов с участием фермента АТФ-синтетазы и мембранных
белков-переносчиков.
2. Темновая фаза фотосинтеза — процесс преобразования CO2 в глюкозу с
использованием энергии, запасённой в молекулах АТФ и НАДФ·Н2. Реакции
темновой фазы происходят в строме хлоропластов.
Результатами световых реакций являются:
• фотолиз воды и выделение молекулярного кислорода.
• образование АТФ.
• Образование НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфата) восстановленного.
В световой фазе фотосинтеза энергия аккумулируется в НАДФ ⋅ H2 и АТФ,
которые используются для синтеза веществ в темновой фазе.

12.

13.

Значение фотосинтеза :
1. При фотосинтезе образуются органические вещества,
которые
служат
пищей
для
живых
организмов
(например,
углеводы (сахар, крахмал), аминокислоты, жирные кислоты и
т.д.).
2. При фотосинтезе выделяется свободный O2, который
нужен живым организмам для дыхания.
3. Фотосинтез обеспечивает постоянство уровня CO2 и O2
в атмосфере.
4.
В
образуется
верхних
слоях
озон
O3 ,
–
воздушной
из
которого
оболочки
Земли
формируется
из
O2
озоновый

14.

5) Хемосинтез
Хемосинтез
–
процесс
образования
органических
веществ
из
неорганических, происходящий с использованием энергии реакций окисления
и
восстановления
соединений,
содержащих
N,
H,
Fe
и
некоторые
др.
элементы.
К хемосинтезирующим организмам относятся некоторые виды бактерий:
• железобактерии (окисляют двухвалентное железо до трёхвалентного):
Fe2+ → Fe3+ + E
• серобактерии
(окисляют
сероводород
до
свободной
серы,
либо
до
сульфатов):
H2S + O2 = 2H2O + 2S + E,
H2S + O2 = 2H2SO4 + E
• нитрифицирующие
бактерии
(окисляют
кислот, нитритов и нитратов):
аммиак
до
азотистой
и
азотной

15.

Значение хемосинтеза и хемосинтетиков:
1. Участие в круговороте химических элементов: S, N,
Fe и др.
2. Разрушение горных пород.
3. Участие в образовании полезных ископаемых.
4.
Обогащение
почвы
необходимыми
для
растений
элементами.
5. Применяются в очистке сточных вод (серобактерии).