ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
Обмен веществ и энергии (метаболизм) — совокупность химических реакций, протекающих в клетках или в целостном организме и заключающихся в синтезе сложных молекул и новой протоплазмы (анаболизм) и в распаде молекул с освобождением энергии (катаболизм).
Энергия необходима для
· биосинтеза (образования нового вещества),
· осмотической работы (поглощения и секреции клетками разных веществ),
· механической работы (при движении) и других реакций.
Энергетические процессы у всех живых существ сходны.
В основе регуляции метаболических путей лежат общие механизмы.
Анаболизм и катаболизм
Основные метаболические процессы:
Ø анаболизм (ассимиляция)
Ø катаболизм (диссимиляция).
Анаболизм (от греч. anabole — подъём), 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.
|
|
Процессы:
· синтез белков
· синтез нуклеиновых кислот
· фотосинтез (частный случай анаболизма)
Катаболизм (от греч. katabole — сбрасывание, разрушение), диссимиляция - совокупность ферментативных реакций в живом организме, направленных на расщепление сложных органических веществ — белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов, поступающих с пищей или запасённых в самом организме (жиры, крахмал гликоген и др.) с освобождением энергии.
Этот распад происходит в результате переваривания и дыхания. Является экзотермическим процессом
Процессы:
· клеточное дыхание
· гликолиз
· брожение
В процессе катаболизма энергия, заключённая в химических связях крупных органических молекул, освобождается и запасается в форме связей АТФ (аденозинтрифосфорная кислота).
Молекулапредставляет собой нуклеотид.
АТФ —главный универсальный поставщик энергии в клетках всех живых организмов.
Цикл АТФ-АДФ является основным механизмом обмена энергии в живых системах.
Строение АТФ:
· азотистое основание – аденин
· пятиуглеродный сахар – рибоза
· три остатка фосфорной кислоты
Фосфатные группы в молекуле АТф соединены между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями
В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и высвобождается порция энергии:
АТФ + Н2О АДФ +Н3РО4 + 40 кДж
АДФ + Н2О АМФ +Н3РО4 + 40 кДж
Фосфорилирование процесс образования АТФ из АДФ и неорганического фосфата за счет энергии, освобождающейся при окислении органических веществ и в процессе фотосинтеза. При этом должно быть затрачено не менее 40 кДж/моль энергии, которая аккумулируется в макроэргических связях:
|
|
АДФ+ Н3РО4+ 40 кДж АТФ + Н2О