Совокупность реакций обмена веществ, протекающих в организме, называется метаболизмом.
Процессы синтеза специфических собственных веществ из более простых называется анаболизмом, или ассимиляцией, или пластическим обменом. В результате анаболизма образуются ферменты, вещества, из которых построены клеточные структуры, и т.п. Этот процесс, как правило, сопровождается большим потреблением энергии.
Эта энергия получается организмом в других реакциях, в которых более сложные вещества расщепляются до простых. Эти процессы называются катаболизмом, или диссимиляцией, или энергетическим обменом. Продуктами катаболизма у аэробных организмов являются СО2, Н2О, АТФ и
восстановленные переносчики водорода (НАД∙Н и НАДФ∙Н), которые принимают атомы водорода, отщепляемые от органических веществ в процессах окисления. Некоторые низкомолекулярные вещества, которые образуются в ходе катаболизма, в дальнейшем могут служить предшественниками необходимых клетке веществ (пересечение катаболизма и анаболизма).
Катаболизм и анаболизм тесно связаны: анаболизм использует энергию и восстановители, образующиеся в реакциях катаболизма, а катаболизм осуществляется под действием ферментов, образующихся в результате реакций анаболизма.
Как правило, катаболизм сопровождается окислением используемых веществ, а анаболизм — восстановлением.
пластический обмен (анаболизм) энергетический обмен (катаболизм)
синтез и накопление (ассимиляция) сложных веществ распад сложных веществ на простые (диссимиляция)
идет с затратой энергии (расходуется АТФ) выделяется энергия (синтезируется АТФ)
может быть источником органических веществ для энергетического обмена является источником энергии для пластического обмена
Пример:
биосинтез белков, жиров, углеводов;
фотосинтез (синтез углеводов растениями и сине-зелеными водорослями);
хемосинтез
Пример:
анаэробное дыхание ( = гликолиз = брожение);
аэробное дыхание (окислительное фосфорилирование)
Реакции анаболизма у разных организмов могут иметь некоторые отличия (см. тему " получения энергии живыми организмами").
АТФ — аденозинтрифосфат
В процессе катаболизма выделяется энергия в виде тепла и в виде АТФ.
АТФ — единый и универсальный источник энергообеспечения клетки.
АТФ нестабильна.
АТФ является "энергетической валютой", которую можно потратить на синтезы сложных веществ в реакциях анаболизма.
Гидролиз (распад) АТФ:
АТФ +
Н
О
= АДФ +
Н
Р
О
+ 40 кДж/моль
Энергетический обмен
Живые организмы получают энергию в результате окисления органических соединений.
Окисление — процесс отдачи электронов.
Расход полученной энергии:
50% энергии выделяется в виде тепла в окружающую среду;
50% энергии идет на пластический обмен (синтез веществ).
В клетках растений:
крахмал → глюкоза → АТФ
В клетках животных:
гликоген → глюкоза → АТФ
Подготовительный этап
Ферментативное расщепление сложных органических веществ до простых в пищеварительной системе:
белковые молекулы — до аминокислот
липиды — до глицерина и жирных кислот
углеводы — до глюкозы
Распад (гидролиз) высокомолекулярных органических соединений осуществляется или ферментами желудочно-кишечного тракта или ферментами лизосом.
Вся высвобождающаяся при этом энергия рассеивается в виде тепла.
Простые вещества всасываются ворсинками тонкого кишечника:
аминокислоты и глюкоза — в кровь;
жирные кислоты и глицерин — в лимфу;
и переносятся к клеткам тканей организма.
Образовавшиеся небольшие органические молекулы могут быть использованы в качестве «строительного материала» или могут подвергаться дальнейшему расщеплению (гликолизу).
На подготовительном этапе может происходить гидролиз запасные вещества клеток: гликогена — у животных (и грибов) и крахмала — у растений. Гликоген и крахмал являются полисахаридами и распадаются на мономеры — молекулы глюкозы
Покровная ткань одевает все тело растения и выполняет защитную роль. её главная функция – защита внутренних живых тканей от избыточного испарения. покровная ткань предохраняет растения от перегрева, переохлаждения, проникновения микробов и от других неблагоприятных воздействий. в некоторых случаях она выполняет еще всасывающую, секреторную, механическую функции, иногда содержит резерв воды. покровные ткани классифицируются по происхождению. первичная покровная ткань – эпидерма – образуется из верхнего слоя клеток апикальной первичной меристемы стебля – протодермы. у большинства растений она состоит из одного слоя плотно сомкнутых клеток. стенка клетки, граничащая с внешней средой, более толстая, чем остальные. защитная функция эпидермиса усиливается дополнительными образованиями – волосками, кутикулой, восковым налетом. органы растений, покрытые кутикулой, имеют блестящую, «лакированную» поверхность, например листья фикуса, брусники, стебли кактуса, плоды шиповника, пшеницы, семена фасоли и т.п. кутикула непроницаема для воды. восковой налет выполняет ту же функцию, что и кутикула. он хорошо заметен на стеблях и листьях ржи, листьях капусты, сосны, ириса и других растений. в отличие от кутикулы легко стирается. у тропических растений слой воска на листьях достигает толщины в несколько миллиметров.движение устьиц обусловлено тургором клеток. при высокой концентрации клеточного сока, объём замыкающих клеток несколько увеличивается, оболочка растягивается. растягиваются только тонкие участки оболочки, при этом выступ, направленный в устьичную щель, исчезает, и стенка замыкающей клетки выпрямляется. при таком состоянии замыкающих клеток устьичная щель широко открыта. при потере тургора объем клеток несколько уменьшается, клетки . на тонкой части клеточной оболочки появляется выступ. выступы двух смежных замыкающих клеток соприкасаются и закрывают устьичную щель.к первичным покровным тканям также относится эпиблема (ризодерма), покрывающая корни в зоне всасывания. характерной особенностью эпиблемы является то , что часть ее клеток образуют выросты - корневые волоски, увеличивающие всасывающую поверхность корня. эти клетки носят название трихобластов.другие клетки выростов не образуют (атрихобласты). они выполняют покровную функцию. от эпидермы эпиблема отличается также отсутствием кутикулы и устьиц. молодая часть стебля многолетнего растения покрыта эпидермой. однако вследствие утолщения стебля клетки ее разрываются и отмирают. образование вторичной покровной ткани перидермы начинается с развития пробкового камбия – феллогена. это вторичная образовательная ткань, возникающая путем тангентальных делений клеток кожицы, а также при делении паренхимных клеток коры, подстилающих кожицу или лежащих глубже. клетки феллогена многократно делятся параллельно поверхности органа. новые клетки, которые откладываются кнаружи, быстро опробковевают и превращаются в мертвую покровную ткань – пробку, или феллему. внутренние клетки остаются живыми и образуют так называемую пробковую кожицу – феллодерму. клетки феллодермы по строению и функции почти одинаковы с подстилающими их клетками паренхимы коры. они выделяются только своим расположением правильными радиальными , что свидетельствует о вторичном происхождении ткани. эти три ткани – пробка, пробковый камбий и пробковая кожица – образуют сложную покровную ткань – перидерму. защитную функцию выполняет только пробка. у некоторых растений толщина этой многослойной ткани достигает нескольких сантиметров. стенки клеток пробки пропитаны жироподобным веществом – суберином, поэтому пробка не пропускает ни воды, ни воздуха и хорошо защищает растения от засухи, перегрева и от других неблагоприятных внешних воздействий. связь с внешней средой – газообмен и транспирация – осуществляется посредством чечевичек – разрывов в пробке, заполненных живой паренхимной тканью, которая называется выполняющей. чечевички образуются еще до появления сплошного слоя пробкового камбия в результате деления паренхимных клеток, лежащих под устьичным аппаратом. третичная покровная ткань – корка образуется путем многократного заложения пробкового камбия с последующим формированием перидермы. со временем клетки наружных слоев перидермы и располагающихся между ними тканей отмирают и деформируются, образуя на поверхности стебля мощный комплекс мертвых тканей, состоящий из нескольких слоев пробки и отмерших участков коры. это и есть корка
Обмен веществ. Энергетический обмен. Роль АТФ
Сложность статьи
Подготовиться к ЕГЭ
МЕТАБОЛИЗМ. КАТАБОЛИЗМ И АНАБОЛИЗМ
Совокупность реакций обмена веществ, протекающих в организме, называется метаболизмом.
Процессы синтеза специфических собственных веществ из более простых называется анаболизмом, или ассимиляцией, или пластическим обменом. В результате анаболизма образуются ферменты, вещества, из которых построены клеточные структуры, и т.п. Этот процесс, как правило, сопровождается большим потреблением энергии.
Эта энергия получается организмом в других реакциях, в которых более сложные вещества расщепляются до простых. Эти процессы называются катаболизмом, или диссимиляцией, или энергетическим обменом. Продуктами катаболизма у аэробных организмов являются СО2, Н2О, АТФ и
восстановленные переносчики водорода (НАД∙Н и НАДФ∙Н), которые принимают атомы водорода, отщепляемые от органических веществ в процессах окисления. Некоторые низкомолекулярные вещества, которые образуются в ходе катаболизма, в дальнейшем могут служить предшественниками необходимых клетке веществ (пересечение катаболизма и анаболизма).
Катаболизм и анаболизм тесно связаны: анаболизм использует энергию и восстановители, образующиеся в реакциях катаболизма, а катаболизм осуществляется под действием ферментов, образующихся в результате реакций анаболизма.
Как правило, катаболизм сопровождается окислением используемых веществ, а анаболизм — восстановлением.
пластический обмен (анаболизм) энергетический обмен (катаболизм)
синтез и накопление (ассимиляция) сложных веществ распад сложных веществ на простые (диссимиляция)
идет с затратой энергии (расходуется АТФ) выделяется энергия (синтезируется АТФ)
может быть источником органических веществ для энергетического обмена является источником энергии для пластического обмена
Пример:
биосинтез белков, жиров, углеводов;
фотосинтез (синтез углеводов растениями и сине-зелеными водорослями);
хемосинтез
Пример:
анаэробное дыхание ( = гликолиз = брожение);
аэробное дыхание (окислительное фосфорилирование)
Реакции анаболизма у разных организмов могут иметь некоторые отличия (см. тему " получения энергии живыми организмами").
АТФ — аденозинтрифосфат
В процессе катаболизма выделяется энергия в виде тепла и в виде АТФ.
АТФ — единый и универсальный источник энергообеспечения клетки.
АТФ нестабильна.
АТФ является "энергетической валютой", которую можно потратить на синтезы сложных веществ в реакциях анаболизма.
Гидролиз (распад) АТФ:
АТФ +
Н
О
= АДФ +
Н
Р
О
+ 40 кДж/моль
Энергетический обмен
Живые организмы получают энергию в результате окисления органических соединений.
Окисление — процесс отдачи электронов.
Расход полученной энергии:
50% энергии выделяется в виде тепла в окружающую среду;
50% энергии идет на пластический обмен (синтез веществ).
В клетках растений:
крахмал → глюкоза → АТФ
В клетках животных:
гликоген → глюкоза → АТФ
Подготовительный этап
Ферментативное расщепление сложных органических веществ до простых в пищеварительной системе:
белковые молекулы — до аминокислот
липиды — до глицерина и жирных кислот
углеводы — до глюкозы
Распад (гидролиз) высокомолекулярных органических соединений осуществляется или ферментами желудочно-кишечного тракта или ферментами лизосом.
Вся высвобождающаяся при этом энергия рассеивается в виде тепла.
Простые вещества всасываются ворсинками тонкого кишечника:
аминокислоты и глюкоза — в кровь;
жирные кислоты и глицерин — в лимфу;
и переносятся к клеткам тканей организма.
Образовавшиеся небольшие органические молекулы могут быть использованы в качестве «строительного материала» или могут подвергаться дальнейшему расщеплению (гликолизу).
На подготовительном этапе может происходить гидролиз запасные вещества клеток: гликогена — у животных (и грибов) и крахмала — у растений. Гликоген и крахмал являются полисахаридами и распадаются на мономеры — молекулы глюкозы