Метаболизм. Энергетический обмен

Происходит в цитоплазме клеток. 5. В каких случаях процессы энергетического обмена в организме преобладают над процессами пластического обмена и наоборот? Это же касается и содержащейся в органических веществах энергии. Этот процесс происходит и сейчас в клетках многоклеточных организмов.

Процесс бескислородного неполного расщепления глюкозы — гликолиз. Гликолиз — сложный многоступенчатый процесс, включающий в себя десять реакций. Дальнейшая судьба ПВК зависит от присутствия кислорода в клетке. Заключается в полном расщеплении пировиноградной кислоты, происходит в митохондриях и при обязательном присутствии кислорода. На этом этапе молекулы сложных углеводов, жиров и белков распадаются на мелкие — глюкозу, глицерин и жирные кислоты, аминокислоты; крупные молекулы нуклеиновых кислот — на нуклеотиды.

Второй этап — неполный, во время которого осуществляется бескислородное расщепление, протекает в цитоплазме клетки. Термин «брожение» обычно применяют к процессам, протекающим в клетках растений или микроорганизмов. У дрожжевых грибов молекула глюкозы в бескислородных условиях расщепляется на этиловый спирт и диоксид углерода.

Этот этап энергетического обмена также ускоряется с помощью ферментов. В ходе этих превращений энергии выделяется мало, она рассеивается в виде тепла, и АТФ не образуется. Второй этап — неполное бескислородное расщепление веществ. 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.

Процессы расщепления органических соединений у аэробных организмов происходят в три этапа, каждый из которых сопровождается несколькими ферментативными реакциями. В желудочно-кишечном тракте многоклеточных организмов он осуществляется пищеварительными ферментами. В ходе »той стадии освобождается большая часть метаболической энергии. Ученики: вспоминают АТФ и ее роль в клетке. Гликолиз осуществляется в цитоплазме клеток и не требует кислорода.

У человека также происходит процесс брожения. В каком случае клетки мышц переходят на бескислородное дыхание? Какой конечный продукт образуется в мышцах в результате гликолиза? Процесс окисления глюкозы в клетке сходен с горением. 6СО2+ 6Н2О + Энергия? Будучи заключенной в химических связях, она недоступна для непосредственного использования клетками, в том числе и клетками растений, которые преобразовали эту энергию из световой в химическую.

Для осуществления клеточного дыхания большинству организмов необходим кислород — в этом случае говорят об аэробном дыхании или аэробном высвобождении энергии. Основным веществом, используемым клетками для получения энергии, является глюкоза. Он протекает в цитоплазме клеток без участия кислорода. Наиболее важным является кислородный этап аэробного дыхания. Продукт гликолиза — пировиноградная кислота — заключает в себе значительную часть энергии, и дальнейшее ее высвобождение осуществляется в митохондриях.

Таким образом, кислород, поступивший в митохондрии, необходим для присоединения электронов, а затем и протонов. В основе анаэробного дыхания лежит процесс, в ходе которого глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты и высвобождаются атомы водорода. Образование молочной кислоты по такому типу происходит также в животных клетках в условиях дефицита кислорода.

Этот тип брожения наблюдается в растительных клетках в отсутствие кислорода. Энергетический обмен начинается с изготовительного этапа, когда белки распадаются на аминокислоты, жиры на глицерин и жирные кислоты, полисахариды на моносахариды. Образующаяся энергия на этом этапе незначительна и рассеивается в виде тепла. Из образовавшихся веществ основным поставщиком является энергии глюкоза. Гликолизом называют последовательность реакций, в результате которых одна молекула глюкозы распадается на две молекулы пировиноградной кислоты.

Атомы водорода попадают в мембрану митохондрий, где в результате ферментативного процесса окисляются. В результате этих перестроек мембрана снаружи заряжается положительно, а изнутри отрицательно. Интенсивность катаболических процессов и преобладание тех или иных катаболических процессов в качестве источников энергии в клетках регулируется гормонами. Метаболизм — это совокупность всех химических реакций, происходящих в организме.

Анаболизм (пластический обмен) — совокупность химических процессов, составляющих одну из сторон обмена веществ в организме, направленных на образование клеток и тканей. Обмен веществ между организмом и окружающей средой — необходимое условие существования живых существ, это один из основных признаков живого. Запас АТФ в клетке ограничен и пополняется благодаря процессу фосфорилирования.

В результате превращений эти вещества попадают в клетки. Этот процесс называется энергетическим обменом. Пластический и энергетический обмены происходят одновременно и неразрывно связаны друг с другом, но не всегда являются уравновешенными. В нём участвуют ферменты; расщеплению подвергается глюкоза.

Осуществляется в митохондриях, связан с матриксом митохондрий и внутренней мембраной. В нём участвуют ферменты, кислород. 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.

В клетку непрерывно поступают различные вещества. Вещества постоянно перемещаются из одной части клетки в другую. В одних молекулах клетки энергия запасается, другие молекулы расщепляются с освобождением энергии, необходимой для жизни клетки.

Главная роль в этих реакциях принадлежит ферментам и АТФ, без которых они не протекают. В процессе метаболизма клетка получает энергию, которая освобождается при окислении молекул жиров, углеводов и белков. Метаболизм обеспечивает клетку и строительным материалом: в ней образуются новые сложные молекулы. Метаболизм включает две группы взаимосвязанных реакций: синтез веществ — пластический обмен и расщепление веществ — энергетический обмен. Познакомимся сначала с энергетическим обменом.

7. Докажите справедливость утверждения: «Ассимиляция и диссимиляция — две стороны единого процесса обмена веществ и преобразования энергии в живых организмах». Главным источником энергии в клетке является глюкоза. Этот этап заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ, образовавшихся во время подготовительного этапа, происходит в цитоплазме клетки и в присутствии кислорода не нуждается. Например, адреналин сдвигает баланс в сторону энергетического обмена, а инсулин и соматотропин (гормон роста) – в сторону пластического обмена.