Метаболизм клетки (биология, 10 класс)
Определение
Метаболизм клетки включает множество химических реакций, происходящих в органеллах и необходимых для поддержания жизни.
Обмен веществ включает два процесса:
- катаболизм (диссимиляция, энергетический обмен) – совокупность химических реакций, направленных на распад сложных веществ с образованием энергии;
- анаболизм (ассимиляция, пластический обмен) – реакции биосинтеза, при которых с затратой энергии образуются сложные органические вещества.
Рис. 1. Катаболизм и анаболизм.
Оба процесса происходят одновременно и находятся в равновесии. Вещества, участвующие в анаболизме и катаболизме, поступают из внешней среды. Для нормального протекания метаболизма в животной клетке необходимы белки, жиры, углеводы, кислород, вода. В растения должны поступать вода, кислород и солнечный свет.
Диссимиляция и ассимиляция – взаимосвязанные процессы, не происходящие в разрыве друг от друга. Чтобы происходил анаболизм, необходима энергия, которая выделяется в процессе катаболизма. Для расщепления (диссимиляции) необходимы ферменты, которые синтезируются в процессе ассимиляции.
Катаболизм и анаболизм
Диссимиляция может происходить в присутствии или в отсутствии кислорода.
По отношению к кислороду все организмы делятся на два типа:
- аэробы – живут только в присутствии кислорода (животные, растения, некоторые грибы) ;
- анаэробы – могут существовать в отсутствии кислорода (некоторые бактерии и грибы).
При поглощении кислорода происходит процесс окисления, и сложные вещества распадаются на более простые. В бескислородной среде происходит брожение. В результате двух этих процессов высвобождается большое количество энергии.
Для аэробных организмов катаболизм проходит в три этапа, описанных в таблице.
Этап |
Что происходит |
Где происходит |
Энергия |
Подготовительный |
Ферментативное расщепление органических соединений: белки расщепляются до аминокислот, крахмал – до глюкозы, жиры – до жирных кислот и глицерина |
У одноклеточных организмов – в лизосомах, у многоклеточных – в желудочно-кишечном тpaкте |
Небольшое количество рассеивается в виде тепла |
Бескислородный |
Глюкоза расщепляется до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК). При дальнейшем отсутствии кислорода ПВК в процессе брожения распадается либо до этилового спирта (спиртовое брожение), либо до молочной кислоты (молочнокислое брожение) Образование двух молекул АТФ |
В цитоплазме клетки |
Затраты в виде глюкозы в процессе гликолиза |
Кислородный |
Окисление ПВК до углекислого газа и воды |
В митохондриях |
Затраты энергии на образование молекул АТФ |
Рис. 2. Процесс гликолиза.
Метаболизм анаэробов включает два первых этапа.
- 1. Пластический и энергетический обмен
- 2. Ассимиляция и диссимиляция
- 3. Обмен веществ и энергии
- 4. Процесс фотосинтеза
Анаболизм происходит после подготовительного этапа. Из более простых организмов синтезируются сложные органические вещества, хаpaктерные для организма. Например, из аминокислот образуются ферменты, белки-переносчики, пигменты, нуклеиновые кислоты и т.д. Образованные вещества способствуют катаболизму.
В растениях фотосинтез является анаболизмом, а дыхание – катаболизмом. В процессе фотосинтеза образуется глюкоза, которая запасается в качестве энергии и расходуется на построение организма. Дыхание или окисление способствует высвобождению энергии путём расщепления глюкозы до воды и углекислого газа, которые в дальнейшем используются в процессе фотосинтеза.
Рис. 3. Фотосинтез и дыхание растений.
Что мы узнали?
Метаболизм включает энергетический и пластический обмен. В результате первого процесса образуются простые вещества, второй процесс направлен на создание сложных органических веществ, участвующих в катаболизме. Оба процесса параллельны и проходят с затратой энергии.
Первые годы жизни Флойда Петтерсона были проведены в Бруклине, штат Нью-Йорк...
18 04 2024 17:13:46
Одинаково ли развиваются общества в разных странах и как преодолеть проблемы, существующие в отношениях людей? Попробуем разобраться в этом и узнаем кратко о динамике общественного развития...
17 04 2024 4:20:21
Указывает на ее сильные и слабые стороны...
16 04 2024 23:27:16
В названиях оксидов сначала указывают слово оксид, затем название второго элемента, которым он образован...
15 04 2024 8:16:14
В разных климатических поясах обитают совершенно разные особи со своими особенностями и потребностями...
14 04 2024 21:29:32
Еще древние греки предполагали, что где-то на Юге должна быть земля, полностью покрытая льдом, которая была необходима для баланса с огромными массивами суши в Северном полушарии...
11 04 2024 21:42:10
Внешняя оболочка земного шара состоит из множества пород и самых различных минералов, каждый из которых представляет большой интерес для науки...
09 04 2024 18:59:51
Это ведущая отрасль сельского хозяйства с богатой историей и традициями...
08 04 2024 6:19:36
Длина его превышает 2,5 тысячи километров...
07 04 2024 5:13:34
Рассмотрим их более подробно, чтобы отлично подготовится к уроку географии...
06 04 2024 16:35:56
Благодаря удачному географическому расположению и большой площади страны, здесь можно найти пpaктически все необходимое для обеспечения нужд местной промышленности...
05 04 2024 6:54:20
Время – это особая величина, со своими правилами и законами, которые человек всегда пытался понять и покорить себе...
04 04 2024 5:50:17
Северная Америка имеет менее суровые условия, нежели аналогичные области в России...
03 04 2024 17:51:57
Наиболее известна как великий игрок в гольф...
01 04 2024 12:51:50
Но мир английских вопросов совсем не страшен, и даже наоборот – интересен и разнообразен...
30 03 2024 6:11:26
Именно тогда Майкл Фарадей обнаружил это явление, ставшее в итоге важнейшим открытием в электродинамике...
27 03 2024 4:39:50
Водные объекты занимают большую часть суши, благодаря чему в России хорошо развит речной и морской трaнcпорт, промышленность, построено много электростанций...
26 03 2024 4:33:49
Рассмотрим их более подробно, чтобы отлично подготовится к уроку географии...
24 03 2024 17:39:37
Их целью была военно-морская база русского черноморского флота-Севастополь...
23 03 2024 7:57:26
Водоросли отличаются своим строением от большинства растений...
22 03 2024 13:35:30
Этого более чем достаточно для всех людей, однако сохранение воды глобальная проблема человечества...
21 03 2024 21:44:44
Соблюдение всех правил и рекомендаций здорового образа жизни наибольшее значение имеет в детском возрасте, когда происходит активное развитие и формирование тела и психики человека...
20 03 2024 14:34:14
На Земле существует несколько таких зон, которые плавно переходят одна в другую...
19 03 2024 1:20:30
При рождении в биографии Дона Шула было получено имя Дональд Франсис Шула...
18 03 2024 19:26:55
Исторически сложилось, что Европа стала родиной городских агломераций...
17 03 2024 3:58:35
Отсутствие сильных температурных перепадов и достаточное количество влаги послужило толчком к развитию богатой растительности...
16 03 2024 23:52:42
В ходе эволюции живые организмы смогли приспособиться к условиям обитания, которые, порой, бывают весьма суровыми...
15 03 2024 12:39:42
На одной площади закономерно сменяют друг друга такие природные комплексы как тайга, степи и лесостепи, муссонные и переменно влажные леса, вечнозеленые жестколистные леса и области высотной зональности...
13 03 2024 12:24:49
Для большего удобства к каждому правилу прилагается несколько наглядных примеров...
12 03 2024 8:43:52
Располагаясь сразу на шести климатических поясах, он обладает уникальной и очень разнообразной природой...
11 03 2024 10:39:21
Подобное разнообразие стало возможным благодаря большой площади, занимаемой государством...
10 03 2024 5:46:41
Разделяясь на общее, тяжелое и среднее, машиностроение распределено по регионам неравномерно...
08 03 2024 18:29:33
Одним из них является процесс деления, именуемый мейозом...
07 03 2024 3:38:16
На Земле скорпионы живут более 400 млн...
06 03 2024 7:42:23
Он граничит с Евразией и Северной Америкой...
05 03 2024 19:19:15
04 03 2024 17:58:12
Лес можно сравнить с живым организмом с очень сложным строением, который живет по своим правилам...
01 03 2024 1:20:22
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 :: Знания -10 :: Знания -11 :: Знания -12 :: Знания -13 :: Знания -14 :: Знания -15 :: Знания -16 :: Знания -17 :: Знания -18 :: Знания -19 :: Знания -20 :: Знания -21 ::