В ПРОЦЕССЕ ОБРАЗОВАНИЯ КИСЛОРОДА И УГЛЕВОДОВ ПРОИСХОДИТ СИНТЕЗ АТФ Д СОПРОВОЖДАЕТСЯ ПОГЛОЩЕНИЕМ ЭНЕРГИИ Ж ИЛИ С РЕАКЦИЯ НА ПОТРЕБЛЕНИЕ БИОЭНЕРГИИ ЗАПИШИ СООТВЕТСТВУЮЩИЕ БУКВЫ В АЛФАВИТНОМ ПОРЯДКЕ БЕЗ ПРОБЕЛОВ


Ответка

Задайте свой вопрос и получите ответ от профессионального преподавателя. Выберите лучший ответ.

Задать вопрос


  • Все вопросы


В ПРОЦЕССЕ ОБРАЗОВАНИЯ КИСЛОРОДА И УГЛЕВОДОВ ПРОИСХОДИТ СИНТЕЗ АТФ Д СОПРОВОЖДАЕТСЯ ПОГЛОЩЕНИЕМ ЭНЕРГИИ Ж ИЛИ С РЕАКЦИЯ НА ПОТРЕБЛЕНИЕ БИОЭНЕРГИИ ЗАПИШИ СООТВЕТСТВУЮЩИЕ БУКВЫ В АЛФАВИТНОМ ПОРЯДКЕ БЕЗ ПРОБЕЛОВ


5 — 9 классы

Энергетический
обмен — выделяется энергия. Распад
веществ в клетке до простых, неспецифичных
соединений. Начинается в цитоплазме, а
заканчивается в митохондриях.

1) Подготовительный
— крупные молекулы распадаются на
мономеры. Белки до АМК. Углеводы до
моносахаров. Жиры до ВЖК. У одноклеточных
животных идёт в вакуолях и лизосомах.
У многоклеточных животных этот этап
проходит в ЖКК с выделением 10% энергии
в виде тепла.

2) Безкислородный
— происходит гликолиз и молочнокислое
брожение. При этом глюкоза в цитоплазме
клеток расщепляется до молочной кислоты.
При этом высвобождающаяся энергия идет
на синтез 2 молекул АТФ. У некоторых
микроорганизмов, а иногда и в клетках
глюкоза расщепляется до этанола. А МК,
ВЖК, глицерин на этом этапе расщепляются
до молочной кислоты, а иногда с образованием
спирта.

3) Кислородный —
универсальный этап, он абсолютно одинаков
для распада мономеров с образованием
воды и углекислого газа. При расщеплении
двух молекул молочной кислоты выделяется
энергия, необходимая на синтез 36 молекул
АТФ. Происходит в митохондриях. Там есть
ферменты и атмосферный кислород. Процесс
окисления органических веществ в
присутствии кислорода называется
тканевым дыханием, или биологическим
окислением. Энергия выделяется на этом
этапе дискретно. Основная часть энергии
идёт на синтез АТФ, а частично рассеивается
в виде тепла.

Энергетический
обмен – совокупность реакций окисления
органических веществ в клетке, синтеза
молекул АТФ за счет ос вобождаемой
энергии.

Значение
энергетического обмена – снабжение
клетки энергией, которая необходима
для жизнедеятельности

2.
Этапы энергетического обмена:
подготовительный, бескислородный,
кислородный1) Подготовительный –
расщепление в лизосомах полисаха-ридов
до моносахаридов, жиров до глицерина и
жирных кислот белков до аминокислот,
нуклеиновых кислот до нуклеотидов.
Рассеивание в виде тепла небольшого
количества освобождаемой при этом
энергии;2) бескислородный – окисление
веществ без участия кислорода до более
простых, синтез за счет освобождаемой
энергии двух молекул АТФ Осуществление
процесса на внешних мембранах ми
тохондрий при участии ферментов;3)
кислородный – окисление кислородом
воздуха простых органических веществ
до углекислого газа и воды, образование
при этом 36 молекул АТФ. Окисление веществ
при участии ферментов, расположенных
на кристах митохондрий. Сходство
энергетического обмена в клетках
растений, животных, человека и грибов
– доказательство их родства.3. Митохондрий
– «силовые станции» клетки, их отграничение
от цитоплазмы двумя мембранами – внешней
и внутренней. Увеличение поверхности
внутрен ней мембраны за счет образования
складок – крист, на которых расположены
ферменты. Они ускоря ют реакции окисления
и синтеза молекул

АТФ.
Огромное значение митохондрий – причина
большого количества их в клетках
организмов почти всех царств

Что ха­рак­те­ри­зу­ет энер­ге­ти­че­ский обмен в клет­ке? Вы­бе­ри­те три вер­ных от­ве­та из шести и за­пи­ши­те цифры, под ко­то­ры­ми они ука­за­ны.

1)  по своим ре­зуль­та­там про­ти­во­по­ло­жен био­син­те­зу

2)  идет с по­гло­ще­ни­ем энер­гии

3)  за­вер­ша­ет­ся в ми­то­хон­дри­ях

4)  за­вер­ша­ет­ся в ри­бо­со­мах

5)  со­про­вож­да­ет­ся син­те­зом мо­ле­кул АТФ

6)  за­вер­ша­ет­ся об­ра­зо­ва­ни­ем кис­ло­ро­да и уг­ле­во­дов

Энер­ге­ти­че­ские про­цес­сы в клет­ке  — про­цес­сы об­ме­на ве­ществ, обес­пе­чи­ва­ю­щие снаб­же­ние кле­ток энер­ги­ей для вы­пол­не­ния актов жиз­не­де­я­тель­но­сти. В ос­нов­ном они от­но­сят­ся к про­цес­сам ка­та­бо­лиз­ма, так как среди них важ­ное зна­че­ние имеет рас­щеп­ле­ние бо­га­тых энер­ги­ей (пи­та­тель­ных) ве­ществ. Энер­ге­ти­че­ский обмен в клет­ке под­раз­де­ля­ют на три этапа.

Пер­вый этап  — под­го­то­ви­тель­ный. Во время него круп­ные пи­ще­вые по­ли­мер­ные мо­ле­ку­лы рас­па­да­ют­ся на более мел­кие фраг­мен­ты.

Вто­рой этап  — не­пол­ное бес­кис­ло­род­ное рас­щеп­ле­ние ве­ществ, гли­ко­лиз (идет в ци­то­плаз­ме). На этом этапе ве­ще­ства, об­ра­зо­вав­ши­е­ся во время под­го­то­ви­тель­но­го этапа, раз­ла­га­ют­ся при по­мо­щи фер­мен­тов в от­сут­ствие кис­ло­ро­да.

Тре­тий этап энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на  — пол­ное кис­ло­род­ное рас­щеп­ле­ние, или кле­точ­ное ды­ха­ние (идет в ми­то­хон­дри­ях). При этом ве­ще­ства, об­ра­зо­вав­ши­е­ся на вто­ром этапе, раз­ру­ша­ют­ся до ко­неч­ных про­дук­тов  — СО 2
и Н 2
О.

В любой клетке главным источником энергии для всех протекающих в ней процессов служит универсальное энергетическое соединение — АТФ.

shutterstock_1509423494 — копия.jpg

Рис. \(1\).
Строение АТФ

АТФ образуется в результате присоединения к АДФ (аденозиндифосфату) одного остатка фосфорной кислоты. Этот процесс называется :

АДФ +
 
H
3

PO
4

+
 
40
 
кДж = АТФ +
 
H
2

O

В молекуле АТФ есть две богатые энергией химические связи. Это связи между остатками фосфорной кислоты. Такие высокоэнергетические связи называют 
. При разрыве одной макроэргической связи АТФ превращается в АДФ и выделяется около \(40\) кДж/моль энергии.

Образование АТФ происходит в процессе энергетического обмена, или диссимиляции.

Энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм) — это реакции расщепления и окисления органических веществ, протекающие с выделением энергии, частично расходующейся на образование АТФ.

Энергетический обмен в клетках может быть двухэтапным или трёхэтапным.

В кислородсодержащей среде ( у аэробных организмов)
диссимиляция протекает в три этапа
:  
подготовительный, бескислородный и кислородный. В результате образуются простые неорганические вещества.

углеводыw1930.png

Рис. \(2\). Этапы энергетического обмена

В бескислородной среде (у анаэробных организмов)
, а также при недостатке кислорода  у аэробных организмов, энергетический обмен протекает в два этапа
: подготовительный и бескислородный. В этом случае количество запасённой энергии намного меньше, чем в присутствии кислорода.

Первый этап — подготовительный

На подготовительном этапе большие молекулы органических веществ распадаются до более простых: из полисахаридов образуются моносахариды, из жиров — смесь глицерина и жирных кислот, а из белков — смесь аминокислот.

Этот процесс происходит в лизосомах
и  в органах пищеварения
 под действием пищеварительных ферментов.

На подготовительном этапе АТФ не образуется
, а  
небольшое количество выделяющейся энергии рассеивается.

Второй этап — бескислородный (гликолиз)

На втором этапе происходит расщепление продуктов подготовительного этапа под действием ферментов. Кислород при этом не используется.

Бескислородный этап расщепления глюкозы имеет название  гликолиз
. Этот процесс протекает  в цитоплазме клеток
.

При гликолизе происходит несколько реакций, в результате которых из молекулы глюкозы

C
6

H
12

O
6

 образуется \(2\) молекулы пировиноградной кислоты (ПВК)

C
3

H
4

O
3

, а также \(2\) молекулы АТФ. В них запасается около \(40\) выделившейся энергии, остальные \(60\) рассеиваются.

C
6

H
12

O
6

+

2
H
3

PO
4

+

2
АДФ

=

2
C
3

H
4

O
3

+
2
АТФ
 
+

2
H
2

O

Образовавшаяся пировиноградная кислота  
в анаэробных условиях превращается в молочную кислоту  

C
3

H
6

O
3

HOOC

CO

CH
3


HOOC

CHOH

CH
3

Такой процесс происходит в клетках животных, некоторых грибов и бактерий. Молочная кислота может образоваться и в мышцах человека при длительных нагрузках и недостатке кислорода. Тогда мышцы начинают болеть.

В растительных клетках и клетках дрожжей из пировиноградной кислоты образуется этиловый спирт

C
2

H
5

OH

и углекислый газ

CO
2

, т. к. происходит :

C
6

H
12

O
6

+

2
H
3

PO
4

+

2
АДФ

=

2
C
2

H
5

OH
+

2
CO
2

+

2

АТФ

+

2
H
2

O

Третий этап — кислородный

В кислородной среде после гликолиза протекает третий этап энергетического обмена — кислородный
, или клеточное дыхание
. Полное кислородное расщепление осуществляется  на мембранах митохондрий
.

Этот этап тоже является многостадийным. В нём выделяют два процесса — и .

Сущность третьего (кислородного) этап заключается в окислении ПВК до углекислого газа и воды При этом выделившаяся энергия запасается в \(36\) молекулах АТФ  (\(2\) — в цикле Кребса и \(34\) — при окислительном фосфорилировании).

Схема кислородного этапа:

2
C
3

H
4

O
3

+
6
O
2

+

36
H
3

PO
4

+
36
АДФ

=

6
CO
2

+

42
H
2

O

+

36
АТФ

Так как \(2\) молекулы АТФ образуются при гликолизе, то в сумме при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется \(38\) молекул АТФ.

Суммарное уравнение энергетического обмена
:

C
6

H
12

O
6

+
6
O
2

=

6
CO
2

+

6
H
2

O

+

38

АТФ

В реакциях энергетического обмена используется не только глюкоза, но и липиды, белки. Но главным источником энергии в большинстве клеток являются углеводы.

Про ГИС СОЛО:  Функции и виды деятельности классного руководителя

Рис. 1. Строение АТФ. https://image.shutterstock.com/image-illustration/atp-energy-currency-cell-600w-1509423494

Рис. \(1\). Функции органических веществ

— использование и преобразование аминокислот белков в организме человека.

В результате окисления \(1\) г белка происходит выделение \(17,6\) кДж (\(4,1\) ккал) энергии. Но в качестве источника энергии белки обычно не используются, так как они выполняют другие функции: строительную, защитную, каталитическую и т. д.

В процессе пищеварения белки пищи расщепляются под действием пищеварительных ферментов до аминокислот. Аминокислоты всасываются ворсинками тонкого кишечника и попадают в кровь, которая доставляет их к клеткам. В клетках из аминокислот синтезируются новые белки, свойственные организму человека.

Обмен белков.png

Рис. \(2\). Обмен белков

В белковом обмене важную роль играет печень
. Она управляет содержанием отдельных аминокислот в крови, осуществляет синтез белков плазмы крови. Одним из продуктов распада аминокислот является ядовитый аммиак. Клетки печени преобразуют аммиак в менее опасную мочевину, которая удаляется из организма с мочой и частично с потом.

Расщепление белков.png

Рис. \(3\). Расщепление белков

Из неиспользованных аминокислот образуется глюкоза, выполняющая в организме энергетическую функцию.

— это химические реакции, протекающие с участием углеводов.

Основная функция углеводов в организме — энергетическая
. \(1\) г углеводов при окислении даёт \(17,6\) кДж (\(4,1\) ккал) энергии.

С пищей в наш организм поступают разные углеводы. Чаще всего это крахмал (из растительных продуктов), гликоген (из животных продуктов), сахароза, лактоза и др. Эти соединения распадаются в органах пищеварения до глюкозы
, которая всасывается стенками тонкого кишечника и попадает в кровь.

Обмен углеводов.png

Рис. \(4\). Обмен углеводов

Глюкоза — это главное энергетическое вещество организма. Она необходима для работы всех органов. 

Основная часть глюкозы окисляется в клетках до углекислого газа и воды, которые удаляются с выдыхаемым воздухом или с мочой. Неиспользованная глюкоза превращается в гликоген
(животный крахмал) и накапливается в клетках печени и в мышцах.

В крови содержание глюкозы поддерживается на уровне \(0,10\)–\(0,15\). В регуляции уровня глюкозы участвуют гормоны поджелудочной железы инсулин 
и глюкагон
. Инсулин ускоряет превращение глюкозы в гликоген, а также затормаживает его распад. Глюкагон обладает противоположным действием. Он, наоборот, способствует расщеплению гликогена и повышению уровня глюкозы в крови.

Если поджелудочная железа вырабатывает недостаточное количество инсулина, то содержание глюкозы в крови увеличивается, и это может привести к тяжёлой болезни — сахарному диабету. 

Расщепление углеводов.png

Рис. \(5\). Расщепление углеводов

Если с пищей в организм поступает слишком много углеводов, они преобразуются в жиры и накапливаются в разных органах.

— это химические реакции превращения жиров (липидов) в организме.

Окисление жиров в два раза эффективнее окисления углеводов или белков. \(1\) г жира даёт \(38,9\) кДж (\(9,3\) ккал) энергии.

Жиры — это вещества, образованные жирными кислотами и глицерином. В органах пищеварения жиры расщепляются на составные части под влиянием ферментов поджелудочной железы и тонкого кишечника. Образовавшиеся продукты поступают в лимфатические сосуды ворсинок тонкого кишечника, а затем вместе с лимфой попадают в кровеносную систему и доставляются к клеткам. 

Обмен жиров.png

Рис. \(6\). Обмен жиров

При окислении жиры превращаются в углекислый газ и воду, и продукты обмена удаляются из организма.

Расщепление жиров.png

Рис. \(7\). Расщепление жиров

Содержание жиров в организме регулируется гормонами желёз внутренней секреции.

  • Окисление жиров обеспечивает энергией работу внутренних органов.
  • Липиды образуют все клеточные мембраны, выполняют функции медиаторов и гормонов.
  • Откладываются в запас в подкожной жировой клетчатке и сальнике, защищают органы от механических повреждений.
  • Жиры плохо проводят тепло и защищают организм от перегревания и переохлаждения, способствуя поддержанию постоянной температуры тела.

Ежедневно рекомендуется употреблять \(80\)–\(100\) г разных жиров. Лишний жир запасается под кожей, но может откладываться также в печени и в кровеносных сосудах.

<img alt="3
.png» src=»https://ykl-res.azureedge.net/e6ba3ec3-aee6-464d-8dae-78a49239af74/32w235.png» sizes=»(max-width: 235px) 100vw, 235px» srcset=»https://ykl-res.azureedge.net/e6ba3ec3-aee6-464d-8dae-78a49239af74/32w235.png 235w, https://ykl-res.azureedge.net/6680c1ef-b578-4aad-88eb-17751a172602/32w470.png 470w, https://ykl-res.azureedge.net/e722f083-7463-4f2d-aef4-79bf98e4f448/32w1097.png 1097w»>

Рис. \(8\). Ожирение

Органические вещества могут взаимно превращаться. Из белков образуются жиры и углеводы. Углеводы превращаются в жиры, и наоборот, источником углеводов могут стать жиры. Но заменить белки другими веществами невозможно.

Обмен веществ.png

Рис. \(9\). Взаимопревращение веществ

Установлено, что взрослому человеку в сутки необходимо получить с пищей не менее \(1500\)–\(1700\) ккал. Причём на обеспечение процессов жизнедеятельности тратится \(15\)–\(35\) полученной энергии, а остальная энергия тратится на поддержание постоянной температуры тела.

Обмен
веществ — поступление в клетку веществ,
их усвоение и выведение продуктов
жизнедеятельности. Вещества из внешней
среды поступают через цитоплазматическую
мембрану н по каналам эндоплазматическои
сети или непосредственно по гиалоплазме
транспортируются к клеточным органоидам
и ядру. Их дальнейшие превращения
происходят под воздействием многочисленных
ферментов, которые синтезируются в
клетке на рибосомах эндоплазматическои
сети.

Энергия,
необходимая для процессов обмена,
вырабатывается, накапливается и
распределяется митохондриями. Продукты
жизнедеятельности клетки по каналам
эндоплазматическои сети поступают к
цитоплазматической мембране, через
которую и выводятся, либо образуют в
цитоплазме клеточные включения. Белковые
секреты обычно транспортируются к
пластинчатому комплексу, в котором
накапливаются и обособляются в виде
секреторных гранул.

Разнообразные
ферменты, способные расщеплять
(гидролизировать) макромолекулярные
комплексы клетки, содержатся в лизосомах.
При разрыве лизосомноп мембраны
(например, в результате повреждения
клетки) ферменты высвобождаются и
происходит переваривание ими клеточного
содержимого. Этим можно объяснить лизис
мертвых или умирающих клеток.

АТФ
обеспечивает энергией все функции
клетки: механическую работу, биосинтез
веществ, деление и т, д. В среднем
содержание АТФ в клетке составляет
около 0,05% ее массы, но в тех клетках, где
затраты АТФ велики (например, в клетках
печени, поперечно-полосатых мышц), ее
содержание может доходить до 0,5%. Синтез
АТФ в клетках происходит главным образом
в митохондриях. Как вы помните (см. 1.7),
на синтез 1 моля АТФ из АДФ необходимо
затратить 40 кДж.

Энергетический
обмен в клетке подразделяют на три
этапа. Первый этап — подготовительный.
Во время него крупные пищевые полимерные
молекулы распадаются на более мелкие
фрагменты. Полисахариды распадаются
на ди- и моносахариды, белки —• до
аминокислот, жиры — до глицерина и
жирных кислот. В ходе этих превращений
энергии выделяется мало, она рассеивается
в виде тепла, и АТФ не образуется.

Второй
этап — неполное бескислородное
расщепление веществ. На этом этапе
вещества, образовавшиеся во время
подготовительного этапа, разлагаются
при помощи ферментов в отсутствие
кислорода. Разберем этот этап на примере
гликолиза — ферментативного расщепления
глюкозы. Гликолиз происходит в животных
клетках и у некоторых микроорганизмов.
Суммарно этот процесс можно представить
в виде следующего уравнения:

Таким
образом, при гликолизе из одной молекулы
глюкозы образуются две молекулы
трехуглеродной пировиноградной кислоты
(С3Н4О3), которая во многих клетках,
например в мышечных, превращается в
молочную кислоту (С3Н6О3), причем
высвободившейся при этом энергии
достаточно для превращения двух молекул
АДФ в две молекулы АТФ. Несмотря на
кажущуюся простоту, гликолиз — процесс
многоступенчатый, насчитывающий более
десяти стадий, катализируемых разными
ферментами. Только 40% выделившейся
энергии запасается клеткой в виде АТФ,
а остальные 60% — рассеиваются в виде
тепла. Благодаря многостадийности
гликолиза выделяющиеся небольшие порции
тепла не успевают нагреть клетку до
опасного уровня. Гликолиз происходит
в цитоплазме клеток.

У
большинства растительных клеток и
некоторых грибов второй этап энергетического
обмена представлен спиртовым брожением:

Исходные
продукты спиртового брожения те же, что
и у гликолиза, но в результате образуется
этиловый спирт, углекислый газ, вода и
две молекулы АТФ. Есть такие микроорганизмы,
которые разлагают глюкозу до ацетона,
уксусной кислоты и других веществ, но
в любом случае «энергетическая прибыль»
клетки составляет две молекулы АТФ.

Третий
этап энергетического обмена — полное
кислородное расщепление, или клеточное
дыхание. При этом вещества, образовавшиеся
на втором этапе, разрушаются до конечных
продуктов — СО2 и Н2О. Этот этап можно
представить себе в следующем виде:

Про ГИС СОЛО:  ПЕРЕД ТОБОЙ И ДРУГИМ ЧЕЛОВЕКОМ РАССТОЯНИЕ В 10 ШАГОВ

Таким
образом, окисление двух молекул
трехуглеродной кислоты, образовавшихся
при ферментативном расщеплении глюкозы
до СО2 и Н2О, приводит к выделению большого
количества энергии, достаточного для
образования 36 молекул АТФ. Клеточное
дыхание происходит на кристах митохондрий.
Коэффициент полезного действия этого
процесса выше, чем у гликолиза, и
составляет приблизительно 55% . В результате
полного расщепления одной молекулы
глюкозы образуется 38 молекул АТФ.

Для
получения энергии в клетках, кроме
глюкозы, могут быть использованы и
другие вещества: липиды, белки. Однако
ведущая роль в энергетическом обмене
у большинства организмов принадлежит
сахарам.

АТФ.
Макроэргическая связь. Неполное
кислородное ферментативное расщепление
глюкозы. Гликолиз. Полное кислородное
расщепление глюкозы. Клеточное дыхание.

Характеристика энергетического обмена в клетке

В живом организме происходят химические реакции. Они обеспечивают процессы, необходимые для поддержания нормального существования организмов. Таким образом обеспечивается постоянство внутренней среды биологических систем или гомеостаз.

Совокупность таких химических реакций называют метаболизмом
.

Под метаболизмом или обменом веществ понимают процессы расщепления
и синтеза
. Реакции синтеза и распада лежат в основе жизнедеятельности организмов. Они обеспечивают взаимосвязь со средой обитания.

Расщепление по-другому называют диссимиляцией
, а синтез — ассимиляцией
.

Процессы ассимиляции и диссимиляции происходят в клетке постоянно. Это взаимозависимые процессы, которые протекают синхронно.

Для выполнения трудоемких биохимических реакций и для продолжения жизни клетке необходима энергия. Посредством метаболизма создаются нужные организму вещества, и они обеспечиваются энергией. При этом количество энергии, поступающей в организм, должно быть больше или равняться количеству расходуемой энергии.

Таким образом, процессы ассимиляции и диссимиляции поддерживают баланс друг с другом.

В процессе питания любой организм получает вещества и микроэлементы, которые он использует в процессе ассимиляции.

Ассимиляцией
называют процесс формирования соединений и составных частей клетки. Такие реакции также называют анаболизмом
или пластическим
обменом
.

Реакции синтеза проходят с расходом энергии.

Источником энергии являются соединения клетки, которые в ней были образованы. Эти соединения распадаются из-за процессов диссимиляции. В результате освобожденная энергия частично применяется при синтезе, а часть рассеивается или запасается. Такие процессы называют катаболизмом
или энергетическим обменом
.

Анаболизм: углеводы образуются из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза.

В результате пластического обмена энергия поглощается
.

  1. Катаболизма
    или энергетического обмена.

Процессы энергетического и пластического обменов связаны между собой. Для синтетических или анаболических процессов нужна энергия. Энергия становится доступна в ходе реакций диссимиляции.

А реакции диссимиляции или расщепления — катаболизма — осуществляются при участии ферментов. Ферменты синтезируются в процессе ассимиляции.

Остановимся на энергетическом обмене.

Энергия, которая нужна большинству организмов для жизнедеятельности, получается в результате процессов окисления
органических веществ.

Энергетическим обменом называют процесс диссимиляции. Диссимиляция включает совокупность таких реакций, которые приводят к высвобождению энергии химических связей.

Энергетический
обмен подразумевает реакции расщепления
жиров, белков, углеводов, а также нуклеиновых кислот до простых веществ. В результате этого процесса выделяется
энергия

Катаболизм: гидролиз полимеров до мономеров. Мономеры расщепляются до низкомолекулярных соединений, таких как: углекислый газ, аммиак, вода и так далее.

Выделяют три этапа диссимиляции:

  • подготовительный;
  • анаэробный;
  • аэробный.

В зависимости от среды обитания количество этапов энергетического обмена варьируется. 

Если организм обитает в кислородной среде, то может быть три этапа диссимиляции. А если организм обитает в бескислородной среде — два этапа диссимиляции.

Метаболизм протекает при средней температуре, нормальном давлении и нейтральной среде. Повышение показателей приводит к ускорению реакций.

Помощники метаболизма — ферменты, которые ускоряют реакции без изменения общего результата.

Описание процесса, его этапы

Энергетический обмен или диссимиляция проходит в несколько шагов.

Выделяют следующие этапы
энергетического обмена:

  1. Подготовительный.

Процесс происходит в:

  • пищеварительной системе животных и человека;
  • цитоплазме растительных клеток и простейших.

Этап осуществляется благодаря работе ферментов. Под действием ферментов сложные вещества становятся простыми. Полимеры распадаются на мономеры.

Процесс характеризуется разрывом химических связей. В результате выделяется энергия. Большая часть энергии рассеивается в виде тепла.

Результатом действия ферментов считают расщепление:

  • белков на аминокислоты;
  • жиров на глицерин и жирные кислоты;

углеводы на простые сахара.

  • Органические соединения, которые образовались в процессе подготовительного этапа, подвергаются дальнейшему окислению. Или их использует клетка для синтеза собственных органических соединений.

  • Анаэробный — неполное окисление.

  • Анаэробный этап называют бескислородным или гликолизом.

    Для организмов-анаэробов этот этап энергетического обмена является последним.

    Расщепление жиров.png

    Цитоплазмой называют органическую массу, расположенную между цитоплазматической мембраной и оболочкой ядра. Это внутренняя среда клетки, исключая ядро и вакуоли, которая ограничена плазматической мембраной.

      Название предложил немецкий профессор Альберт фон Келликер в 1863 году. При этом он ввел понятия цитоплазмы в качестве синонима протоплазмы.

      С этим не согласился немецкий ботаник Эдуард Страсбургер. В 1882 году он назвал так протоплазму без органелл, вакуолей и пластид.

      Бескислородный этап включает дальнейшее расщепление органических веществ без участия кислорода.

      Глюкоза является главным источников энергии в клетке. И примером этого этапа является гликолиз
      — многоступенчатое расщепление глюкозы.

      Бескислородным или неполным окислением глюкозы называют гликолиз
      .

      Гликолиз
      подразумевает распад молекулы глюкозы на две молекулы аденозинтрифосфорной кислоты и две молекулы пировиноградной кислоты, и воды + атомы водорода.

      Ковалентные
       связи образуются между остатками фосфорной кислоты. Это макроэнергетические связи, которые гидролизируются
      , то есть взаимодействуют с водой. В процессе выделяется большое количество энергии.

      Пировиноградная кислота — ПВК, пируват.

      ПВК является промежуточным продуктом обмена углеводов и части аминокислот. Это простейшая кетокислота
      — карбоновая кислота, которая содержит карбоксильную группу и карбонильную группу. Химическое соединение является конечным продуктом метаболизма глюкозы в процессе гликолиза.

      Пировиноградная кислота часто преобразуется в молочную кислоту.

      В растительных клетках и дрожжевых грибах, а также у бактерий бескислородный этап проходит как спиртовое брожение.

      В реакции спиртового брожения вступают углеводы, органические кислоты, спирты, аминокислоты.

       На этом этапе вещества распадаются не до конечных продуктов и соединений с запасом энергии. Они переходят на следующий этап.

      1. Аэробный или этап полного кислородного расщепления — клеточное дыхание.

      Аэробный этап или кислородный характерен для организмов-аэробов, которые используют для метаболизма кислород.

      Митохондриями
      являются сферические или эллипсоидные органеллы клетки, в которых окисляются органические соединения и высвобождается энергия для генерации электрического потенциала, синтеза АТФ и термогенеза. Диаметр митохондрий составляет около 1 микрометра.

      В переводе с греческого «митохондрия» означает нить + зернышко, крупинка.

      Кристами
      называют белковые комплексы, которые расположены на внутренней мембране. Они образуют складки, похожие на гребни
      .

      Полное окисление заключается в окислении пировиноградной кислоты до углекислого газа и воды при участии кислорода
      .

      Каждая молекула пировиноградной кислоты, которая образовалась на бескислородном этапе, синтезирует восемнадцать молекул аденозинтрифосфорной кислоты.

      Две молекулы пировиноградной кислоты дают 36 молекул аденозинтрифосфорной кислоты.

      Процесс описывает цикл Кребса
      . Его изучает биохимия. Другое название цикла Кребса — цикл лимонной кислоты
      , потому что лимонная кислота образуется в качестве промежуточного продукта в цепи реакций цикла.

      Когда кислорода не хватает, пировиноградная кислота подвергается анаэробному расщеплению. Тогда выделяется молочная кислота у животных и этанол у растений.

      Этап состоит из трех стадий
      :

      1 стадия: образуется ацетилкоэнзим А.

      Ацетилкоэнзим А или ацетил-КоА — макроэнергетический продукт конденсации коэнзима А с уксусной кислотой.

      Главной функцией ацетил-КоА является доставка атомов углерода с ацетил-группой в цикл трикарбоновых кислот. А трикарбоновые кислоты окисляются с выделением энергии.

      Пировиноградная кислота из цитоплазмы клетки переносится в митохондрии. Там она взаимодействует с ферментами. В процессе образуются:

      1. Диоксид углерода, который выводится из клетки.
      2. Атомы водорода. Они доставляются к внутренней мембране митохондрии с помощью молекул-переносчиков.
      3. Образуется ацетилкофермент А или ацетил-КоА.

      2 стадия:
        ацетилкоэнзим А окисляется в цикле Кребса.

      Цикл Кребса или цикл лимонной кислоты представлен цепью последовательных реакций. В процессе образуется: диоксид углерода, АТФ и атомы водорода.

      В результате гликолиза и цикла Кребса глюкоза расщепляется и высвобождает энергию на синтез АТФ.

      3 стадия: происходит окислительное фосфорилирование в «транспортной» сети.

      Окислительное фосфорилирование
      представляет собой процесс, при котором энергия окисления питательных веществ запасается в митохондриях клеток в виде АТФ.

      Атомы водорода окисляются атомами кислорода до образования воды. Они собираются около наружной стороны внутренней мембраны митохондрии. Водород теряет электроны. Электроны переносятся по цепи молекул-переносчиков на внутреннюю сторону внутренней мембраны митохондрии. Там атомы водорода соединяются с кислородом.

      Вследствие деятельности ферментов в цепи переноса электронов внутренняя мембрана внутри заряжается отрицательно, а снаружи заряжается положительно. Получается, что между поверхностями создается разность потенциалов.

      Разность потенциалов достигает критического уровня. Положительные частицы водорода проходят через канал АТФазы — аденозитрифосфотазы. И на внутренней поверхности мембраны взаимодействуют с кислородом.

      Энергию ионов водорода используют для преобразования аденозиндифосфорной кислоты или АДФ в АТФ.

      Преобразование АДФ в АТФ называют окислительным фосфорилированием — к молекуле АДФ присоединяются остатки фосфорной кислоты.

      Полученная АТФ является универсальным источником для жизнедеятельности организмов.

      Функции обмена

      К функциям
      энергетического обмена относят:

      1. Процесс обеспечения клеток энергией — катаболическая функция.
      2. Процесс обеспечения клеток необходимыми и полезными веществами — анаболическая функция.
      3. Выделение продуктов обмена.

      Пояснение на примерах

      Примерами энергетического обмена являются:

      • процессы дыхания;
      • гликолиз;
      • брожение.

      Брожение или гликолиз могут быть:

      1. Молочнокислым.
      2. Спиртовым.

      К молочнокислому брожению относят: квашение капусты, скисание молока, обработка творога и так далее.

      К спиртовому брожению причисляют: производство спирта, вина, пива и используют в хлебопечении.

  • Типы и варианты наследования признаков.


    Сцепленное с полом:

    Тип простейшие (Protozoa).

    Простейшие
    широко распространены по планете и
    обитают в различных средах. Многие
    простейшие приспособились к обитанию
    в теле других организмов. Сюда относятся
    организмы, тело которых состоит из
    цитоплаз­мы и одного или нескольких
    ядер. Клетка простейшего — самостоятельная
    особь, выполняющая все функции целостного
    организма. Большинство простейших имеет
    микроскопические раз­меры от 3 до 150
    мкм. Части тела простейшего, выполняющие
    различные функции, называют органеллами.
    Имеются органоиды общего значения,
    характерные для любых клеток (митохондрии,
    центросомы, рибо­сомы и др.), и
    специального значения, выполняющие
    жизненные функции отдельных видов
    одноклеточных.
    Органоидами
    движения — псевдоподии, жгутики, реснички.
    Органоиды пище­варения — пищеварительные
    вакуо­ли. Многие простейшие имеют
    наружный скелет в виде раковины.
    Характерной
    является прохождение сложных циклов
    развития.
    Многие
    простейшие в неблагоприятных условиях
    образуют цисты. При попадании цист в
    благоприятные условия происхо­дит
    их превращение в вегетативную форму.
    Питание
    происходит различными путями. Некоторые
    заглатывают пищу путем фагоцитоза.
    Иногда органические вещества всасываются
    осмотически. Некоторые способны к
    фотосинтезу.

    Ферменты, группы ферментов, условия их действия.

    Ферменты –
    биологические катализаторы. Все
    химические процессы в организме идут
    при участии ферментов. Все являются
    белками. В них выделяют активный центр,
    на котором идут определенные химические
    реакции. Ферменты строго специфичны,
    они катализируют определенные химические
    реакции и преобразуют строго определенные
    химические вещества в клетке.

    — Действующие на
    жиры – липазы.

    — На белки –
    протеазы.

    — На углеводы –
    амилазы.

    — На нуклеиновые
    кислоты – нуклеазы.

    — Водная среда.

    — Оптимальная
    температура (до 60).

    — Определённая PH.

    — Наличие коферментов.
    Это органические вещества небелковой
    природы, устойчивые к температуре.

    Вопрос33. Экологические системы. Пищевые связи, круговорот веществ и превращение энергии в экосистемах

    Цепи
    питания. Перенос энергии от ее источника
    (растений) через ряд организмов называют
    пищевой цепью. Все живые организмы
    связаны между собой энергетическими
    отношениями, поскольку являются объектами
    питания других организмов. Травоядные
    животные (потребители первого порядка)
    поедают растения, первичные хищники
    (потребители второго порядка) поедают
    травоядных, вторичные хищники (потребители
    третьего порядка) поедают хищников
    помельче. Таким образом создаются
    пищевые цепи из продуцентов и консументов,
    которые на разных этапах смыкаются с
    сообществом редуцентов.

    Пищевые
    цепи разделяются на два типа. Один тип
    пищевой цепи начинается с растений и
    идет к растительноядным животным и
    далее к хищникам. Это так называемая
    цепь выедания (пастбищная). Другой тип
    начинается от растительных и животных
    остатков, экскрементов животных и идет
    к мелким животным и микроорганизмам,
    которые ими питаются.

    На
    суше пищевые цепи первого типа состоят
    обычно из 3-5 звеньев, например: растения
    — овца — человек — трехзвенная цепь;
    растения — кузнечики — ящерицы — ястреб
    — четырехзвенная цепь; растения —
    кузнечики — лягушки — змеи — орел —
    пятизвенная цепь. Через пищевые цепи
    биогеоценозов суши подавляющее количество
    прироста растительной биомассы поступает
    через опад в цепи разложения.

    В
    морях распространены такие типы цепей:
    фитопланктон — рыбы — хищные птицы;
    фитопланктон — мелкие ракообразные —
    рыбы, питающиеся мелкими рачками и
    ракообразными — хищные рыбы — хищные
    птицы. В водных сообществах большая
    часть биомассы, накопленной одноклеточными
    водорослями, проходит через цепь выедания
    и значительно меньшая включается в цепь
    разложения.

    Экологическая
    пирамида. Пищевые сети каждой экосистемы
    имеют хорошо выраженную структуру. Она
    характеризуется количеством и размером
    организмов на каждом уровне питания.
    При переходе с одного пищевого уровня
    на другой численность особей уменьшается,
    а их размер увеличивается. Экологическая
    пирамида имеет вид треугольника с
    широким основанием, суживающимся кверху.
    В целом для наземных биогеоценозов, где
    продуценты крупные и живут сравнительно
    долго, характерны относительно устойчивые
    пирамиды с широким основанием. В водных
    же экосистемах, где продуценты невелики
    по размеру и имеют короткие жизненные
    циклы, пирамида биомасс может быть
    обращенной, или перевернутой (острием
    направлена вниз). Так, в озерах и морях
    масса растений превышает массу
    потребителей только в период цветения
    (весной), а в остальное время года может
    создаться обратное положение.

    При
    передаче энергии с одного трофического
    уровня на другой происходит ее потеря.
    С уровня на уровень переходит около 10%
    энергии. Можно подсчитать, что энергия,
    которая доходит до пятого уровня
    (например, до орла в цепи: растения —
    кузнечики — лягушки — змеи — орел ),
    составляет всего 0,01% энергии, поглощенной
    продуцентами. Таким образом, оказывается,
    что передача энергии с одного пищевого
    уровня на другой происходит с очень
    малым КПД. Это объясняет уменьшение
    числа и массы организмов на каждом
    последующем уровне и ограниченность
    количества звеньев в пищевой цепи.

    Б) завершается образованием кислорода и углеводов;
    Е) сопровождается синтезом молекул АТФ;
    О) идёт с поглощением энергии;
    Ж) по своим результатам противоположен биосинтезу;
    С) завершается в рибосомах;
    М) завершается в митохондриях

    (запиши соответствующие буквы в алфавитном порядке без пробелов

    Ответы на вопрос

    В ПРОЦЕССЕ ОБРАЗОВАНИЯ КИСЛОРОДА И УГЛЕВОДОВ ПРОИСХОДИТ СИНТЕЗ АТФ Д СОПРОВОЖДАЕТСЯ ПОГЛОЩЕНИЕМ ЭНЕРГИИ Ж ИЛИ С РЕАКЦИЯ НА ПОТРЕБЛЕНИЕ БИОЭНЕРГИИ ЗАПИШИ СООТВЕТСТВУЮЩИЕ БУКВЫ В АЛФАВИТНОМ ПОРЯДКЕ БЕЗ ПРОБЕЛОВ

    Бесплатные вебинары с ответами на все вопросы у нас на канале!

    Репетиторы в городах:

    Репетиторы по предметам:

    Оцените статью
    ГИС Соло