ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ В КЛЕТКЕ

реклама
§15 ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ В КЛЕТКЕ
Основой жизнедеятельности клетки и организма являются обмен веществ и превращение
энергии. Обмен веществ и превращение энергии — совокупность всех реакций распада и
синтеза, протекающих в клетке или во всем организме, связанная с выделением или
поглощением энергии. Обмен веществ и превращение энергии состоит из двух
взаимосвязанных, но противоположных процессов — ассимиляции и диссимиляции.
Высокомолекулярные органические
вещества
АТФ
Энергия
Низкомолекулярные органические и
неорганические вещества
Две стороны обмена веществ и превращения энергии.
Диссимиляциями лат. диссимиляцио — разрушение, выделение) — это совокупность
реакций распада и окисления в живых системах высокомолекулярных органических
веществ до низкомолекулярных органических и неорганических. В процессе
диссимиляции происходит освобождение энергии, заключенной в химических связях
органических молекул и запасание ее в виде АТФ. Диссимиляционные процессы — это
дыхание, брожение, гликолиз. Основные конечные продукты при этом — вода, углекислый
газ, аммиак, мочевина и молочная кислота.
Ассимиляция (от лат. ассимиляцио — усвоение) — это совокупность реакций синтеза
высокомолекулярных органических веществ из низкомолекулярных органических или
неорганических. В процессе ассимиляции происходит поглощение энергии от распада
молекул АТФ. Так, органические вещества, например, углеводы образуются в
растительных клетках из углекислого газа, воды и минеральных солей.
Итак, основное вещество, которое обеспечивает все обменные процессы в клетке — это
АТФ. В процессе диссимиляции происходят синтез молекул АТФ и запасание в них
энергии. В процессе ассимиляции молекулы АТФ распадаются и выделяющаяся при этом
энергия расходуется на синтез органических веществ. Все реакции обмена веществ
превращения энергии в клетке ферментативные — т. е. идут в присутствии ферментов.
Типы обмена веществ.
Единственный источник энергии
на Земле — это Солнце. Благодаря
солнечной энергии происходит
первичный синтез органических
веществ из неорганических —
фотосинтез. Энергия Солнца аккумулируется в синтезированных
органических
веществах,
превращаясь в энергию химических
связей. В процессе питания
организмы
расщепляют
органические
вещества,
а
выделяющаяся при этом энергия
запасается в молекулах АТФ. В
дальнейшем она используется в реакциях ассимиляции.
По способу получения энергии,
питания и синтеза органических
веществ все организмы делят на
автотрофные и гетеротрофные.
Автотрофные организмы, или
автотрофы (от греч. аутос — сам и
трофо
—
пища,
питание)
синтезируют
органические
вещества из неорганических. К
автотрофам относят все зеленые растения
и
цианобактерии.
Автотрофно
питаются
и
хемосинтезирующие
бактерии,
использующие энергию, которая
выделяется
при
окислении
неорганических
веществ,
например серы, железа, азота.
Гетеротрофные организмы, или гетеротрофы (от греч. гетерос — другой и трофо
— пища, питание) используют только готовые органические вещества. Источником
энергии для них служит энергия, запасенная в органических веществах, получаемых с
пищей и выделяющаяся при их распаде и окислении. К гетеротрофам относят все животные,
грибы и большинство бактерий. При гетеротрофной ассимиляции организм поглощает
органические вещества в готовом виде и преобразует их в собственные питательные
вещества.
Процессы диссимиляции у организмов также различаются. Аэробным организмам, или
аэробам (от греч. аэр — воздух и биос — жизнь) для жизнедеятельности необходим
кислород. Дыхание для них является главной формой диссимиляции. Богатые энергией
органические вещества в присутствие кислорода полностью окисляются до энергетически
бедных неорганических веществ — углекислого газа и воды.
Анаэробным организмам, или анаэробам (от греч. a an — отрицательная частица)
кислород не нужен: процессы их жизнедеятельности могут протекать в бескислородной
среде. Органические вещества в этом случае расщепляются не полностью. Поэтому продукты
их жизнедеятельности могут использовать другие организмы. Например, все
молочнокислые продукты являются результатом жизнедеятельности анаэробных
молочнокислых бактерий.
Большинство организмов на нашей планете — аэробы: все растения, животные (за
исключением некоторых паразитов), основные группы грибов и бактерий. Число анаэробов
значительно меньше: это многие почвенные микроорганизмы (бактерии и грибы),
внутренние паразиты, утратившие способность использовать кислород в связи с образом
жизни.
Скачать