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.

 

образование и распад

 

 Обмен веществ в клетке

 

 

Процесс синтеза веществ = пластический обмен = ассимиляция = анаболизм

 

Чтобы что-то построить, надо затратить энергию — этот процесс идет с поглощением энергии.

 

Тип организма Пример пластического обмена
Автотрофы
Гетеротрофы

 

 Процесс расщепления = энергетический обмен = диссимиляция = катаболизм

 

Это процесс, при котором сложные вещества разлагаются на простые. “Ломать — не строить”, так что энергия при этом выделяется.

 

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 клеткеметаболизм

 

метаболизм

 

Рассмотрим эти процессы  подробнее.

 

Энергетический обмен = Диссимиляция = Катаболизм

 

энергетический обменЭтот 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.

 

белки , жиры и углеводы

 

В чем суть пищеварения? Очень просто: полимеры: белки, жиры и углеводы расщепляются до мономеров:

 

 

  • жиры → до глицерина и жирных кислот

 

 

 Такое расщепление возможно с помощью ферментов (био-катализаторов)

 

 

  • у одноклеточных — в их “мини-желудочках” — лизосомах

 

2 этап — бескислородный — гликолиз

 

Глюкоза, полученная в предыдущем этапе, превращается в пировиноградную кислоту и накапливается энергия (“+” — это выделение энергии, “-” — поглощение).

 

С6H12O6 → C3H4O3 + 2 АТФ

Происходит этот процесс уже в цитоплазме клеток (как много-, так и одноклеточных организмов).

У растений этот процесс проходит немного по-другому. Наверняка слышали про “спиртовое брожение” — основу производства алкогольной продукции:

 

С6H12O6 =  2C2H5OH + 2CO2

 

А вы знаете, почему после тренировок мышцы болят?

 

болят мышцыЕсли организм испытывает серьезные физические нагрузки и при этом потребляет для дыхания кислород, то энергии, которая образуется при гликолиза, становится мало и происходит другой процесс — образование молочной кислоты:

 

С6H12O6  = 2C3H6O3

 

Вот как раз из-за нее и болят мышцы!

 

3 этап — кислородный  = Цикл Кребса + окислительное фосфорилирование

 

Здесь мы не будем детально разбирать цикл Кребса и фосфорилирование — это будет отдельная подробная тема, которая и не очень-то нужна в формате ЕГЭ…

 

Сама суть этого процесса в том, что в митохондриях (на кристах) кислота превращается  уже до конца: до CO2 (то, что мы выдыхаем) и H2O:

 

в цикле Кребса:  C3H4O3→CO2 + H2O + 34 АТФ

 

и еще + 2 АТФ в процессе фосфорилирования

 

Общее уравнение  диссимиляции:

С6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 38 АТФ

 

схема энергетического обмена

 


 

  •  в ЕГЭ это вопрос А3метаболизм клетки 
  • А16 — метаболизм человека
  • эти же вопросы есть в части В

 


 

Тест "Обмен веществ"

1. В результате ассимиляции:
2. За счет энергетического обмена в клетке есть:
3. Липиды расщепляются в процессе
4. Окисление веществ в процессе энергетического обмена происходит в клетке в:
5. В процессе пластического обмена, в отличие от энергетического, происходит:
6. Функция молекул АТФ:
7. Для работы мышц необходима энергия, которая высвобождается при:
8. В организме человека энергетический обмен происходит:
9. Кислородный этап энергетического обмена приводит к образованию в молекуле:
10. Результатом пластического обмена является образование в молекуле:

 
 
 

Обсуждение: "Обмен веществ в клетке"

  • Алена:

    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.

    • Лолита Окольнова:

      Вы правы, там не совсем правильно указан ответ — правильно действительно — образование углекислого газа и воды. Исправим. Спасибо большое, что обратили внимание!

  • Валентина:

    Добрый день. Не могли бы вы пояснить задание: какое количество АТФ образуется при полном окислении 1моль глюкозы у амебы? ( дан ответ 9)

    • Лолита Окольнова:

      Вообще, при окислении 1 моль глюкозы образуется 38 АТФ и не важно — это амеба или человек — процесс-то один 🙂

      • Валентина:

        Прошу прощения, но я не указала размерность АТФ- ответ 9 грамм/моль.По разному пробовала, но на ответ 9 не могу выйти.

        • Лолита Окольнова:

          Молекулярная формула АТФ: C10H16N5O13P3
          Ее молярная масса = 507 г\моль
          Я думаю, что тот ответ, который вам дан, вообще «не в тему» — ошибка просто

          • Валентина:

            Спасибо за ответы. Эти цифры я использовала для расчетов.
            Задание взято из справочник по биологии для подготовки к ЕГЭ, автор Лернер (2015, стр. 427)

          • Лолита Окольнова:

            Да, в книгах Лернера много ошибок. И это ошибки не автора — это редакторы мутят. Сама с таким сталкивалась, когда книгу издавала

(Правила комментирования)