Обмен веществ в клетке
Во всех клетках живых организмов непрерывно идут процессы обмена веществ и энергии.
Это называется метаболизм.
Если рассмотреть этот процесс более детально, то это постоянные процессы образования и распада веществ и поглощения и выделения энергии.
Обмен веществ в клетке
Процесс синтеза веществ = пластический обмен = ассимиляция = анаболизм
Пластический обмен (анаболизм, или ассимиляция) – это совокупность физиолого-биохимических процессов, в ходе которых из простых органических и неорганических веществ образуются более сложные вещества. Пластический обмен протекает с затратой высокоорганизованной энергии (например, в виде АТФ)
Чтобы что-то построить, надо затратить энергию — этот процесс идет с поглощением энергии.
Тип организма | Пример пластического обмена |
---|---|
Автотрофы |
|
Гетеротрофы |
|
∗
Глюконеогенез — это процесс синтеза глюкозы из неуглеводных соединений, например, из пирувата. Реакции глюконеогенеза у человека происходят в клетках печени, почек и эпителия тонкого кишечника.
Гликогеногенез — это процесс синтеза гликогена из глюкозы. Реакции гликогеногенеза осуществляются в клетках мышечной ткани и в клетках печени
Синтез жирных кислот осуществляется в цитоплазме жировой ткани
Синтез нуклеотидов осуществляется в цитоплазме всех активных клеток организма
Процесс расщепления = энергетический обмен = диссимиляция = катаболизм
Энергетический обмен (катаболизм, или диссимиляция) – это совокупность физиолого-биохимических процессов, в ходе которых происходит окисление сложных органических веществ. В результате энергетического обмена образуются более простые органические или неорганические вещества, и выделяется высокоорганизованная энергия (например, в виде АТФ) .
В основном, это реакции окисления, происходят они в митохондриях, самый простой пример — дыхание. При дыхании сложные органические вещества расщепляются до простых, выделяется углекислый газ и энергия.
Вообще, эти два процесса взаимосвязаны и переходят один в другой. Суммарно уравнение метаболизма — обмена веществ в клетке — можно записать так:
катаболизм + анаболизм = обмен веществ в клетке = метаболизм
Энергетический обмен = Диссимиляция = Катаболизм
Этот процесс идет в несколько этапов и нам нужно рассмотреть как он проходит а различных организмах.
Организмов будет всего 2 — многоклеточный (человек, например) и одноклеточный (растительный и животный).
И запомните, сочетание букв АТФ (аденинтрифосфорная кислота) — означает “энергию”. Просто эта энергия заключена в молекуле.
Обмен веществ в клетке
Этапы диссимиляции:
1 этап — подготовительный
Давайте проследим путь пищи от начала и до конца… Итак, пища поступила в организм. А что у нас за пища? Точнее, из чего она состоит? Из белков, жиров и углеводов.
Пища начинает перевариваться.
В чем суть пищеварения? Очень просто: полимеры: белки, жиры и углеводы расщепляются до мономеров:
- Белки → до аминокислот
- жиры → до глицерина и жирных кислот
- углеводы (полисахариды) → до моносахаридов
Такое расщепление возможно с помощью ферментов (био-катализаторов)
- У многоклеточных организмов это происходит в желудочно-кишечном тракте;
- у одноклеточных — в их “мини-желудочках” — лизосомах (пищеварительных вакуолях)
2 этап — бескислородный — гликолиз
Глюкоза, полученная в предыдущем этапе, превращается в пировиноградную кислоту (ПВК) и выделяется энергия (“+” — это выделение энергии, “-” — поглощение).
С6H12O6 → C3H4O3 + 2 АТФ
Происходит этот процесс уже в цитоплазме клеток (как много-, так и одноклеточных организмов).
3 этап — кислородный = Цикл Кребса + окислительное фосфорилирование
Здесь мы не будем детально разбирать цикл Кребса и фосфорилирование — это будет отдельная подробная тема в формате ЕГЭ…
Сама суть этого процесса в том, что в митохондриях (на кристах) ( а если митохондроий нет, то и процесс этот отсутствет, т.е. у анаэробов кислородного этапа нет) кислота превращается уже до конца: до CO2 (то, что мы выдыхаем) и H2O:
в цикле Кребса:
C3H4O3→CO2 + H2O + 36 АТФ
Общее уравнение диссимиляции:
С6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 38 АТФ
Взаимосвязь пластического и энергетического обмена:
- Пластический обмен обеспечивает клетку сложными органическими веществами (белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами), в том числе белками-ферментами для энергетического обмена.
- Энергетический обмен обеспечивает клетку энергией. При выполнении работы (умственной, мышечной и т.п.) энергетический обмен усиливается.
Пластический и энергетический обмен – это сопряженные (взаимосвязанные) процессы.
Реакции метаболизма рано или поздно завершаются превращением всей исходной энергии в тепло.
Здравствуйте. Прорешала ваш тест по теме «Обмен веществ в клетке». Меня смутил ответ в вопросе № 9 Кислородный этап энергетического обмена приводит к образованию в молекуле:(правильный ответ у вас — пировиноградной кислоты). Но ведь пируват образуется на втором этапе энергетического обмена при гликолизе, а на третьем этапе он окисляется до углекислого газа и воды с освобождением энергии. Объясните пожалуйста эту не стыковку. Заранее спасибо.
Вы правы, там не совсем правильно указан ответ — правильно действительно — образование углекислого газа и воды. Исправим. Спасибо большое, что обратили внимание!
Добрый день. Не могли бы вы пояснить задание: какое количество АТФ образуется при полном окислении 1моль глюкозы у амебы? ( дан ответ 9)
Вообще, при окислении 1 моль глюкозы образуется 38 АТФ и не важно — это амеба или человек — процесс-то один 🙂
Прошу прощения, но я не указала размерность АТФ- ответ 9 грамм/моль.По разному пробовала, но на ответ 9 не могу выйти.
Молекулярная формула АТФ: C10H16N5O13P3
Ее молярная масса = 507 г\моль
Я думаю, что тот ответ, который вам дан, вообще «не в тему» — ошибка просто
Спасибо за ответы. Эти цифры я использовала для расчетов.
Задание взято из справочник по биологии для подготовки к ЕГЭ, автор Лернер (2015, стр. 427)
Да, в книгах Лернера много ошибок. И это ошибки не автора — это редакторы мутят. Сама с таким сталкивалась, когда книгу издавала