1. Обмін речовин і його типи визначення 1 обмін речовин і енергії в живих організмах називається...
2. Підготовчий етап енергетичного обміну
3. Безкисневий етап енергетичного обміну
4. Кисневий етап енергетичного обміну

Обмін речовин і його типи

визначення 1

обмін речовин і енергії в живих організмах називається метаболізмом.

Він забезпечує сталість внутрішнього середовища організму в умовах, що змінюються існування - гомеостаз. Обмін речовин складається з двох взаємопов'язаних і взаімопротівоположних процесів. Це процеси дисиміляції, в яких відбувається розщеплення органічних речовин і виділена енергія використовується для синтезу молекул АТФ, і процеси асиміляції, в яких енергія АТФ використовується для синтезу власних, необхідних організму сполук.

Процеси дисиміляції називають, також, катаболизмом і енергетичним обміном. А процеси асиміляції носять ще назви анаболізму і пластичного обміну. Така велика кількість синонімів одного і того ж поняття виникло тому, що реакції обміну речовин вивчали вчені різних спеціальностей:

• біохіміки,
• фізіологи,
• цитології,
• генетики,
• молекулярні біологи.

Але все назви і терміни прижилися і активно використовуються вченими.

Форми надходження енергії в живі організми

Нічого не зрозуміло?

Спробуй звернутися за допомогою до викладачів

Для всіх живих організмів Землі Сонце є основним джерелом енергії. Саме завдяки йому організми задовольняють свої енергетичні потреби.

Організми, які можуть синтезувати органічні сполуки з неорганічних, називаються автотрофами. Вони поділяються на дві групи. Одні здатні використовувати енергію сонячного світла. Це - фотосинтетики або фототрофи. В основному це - зелені рослини, ціанобактерії (синьо-зелені водорості).

Інша група автотрофов використовує енергію, яка звільняється під час хімічних реакцій. Такі організми називаються хемотрофов або хемосинтетиками.

Гриби, велика частина тварин і бактерій не можуть самі синтезувати органічні речовини. Такі організми називаються гетеротрофами. Для них джерелом енергії служать органічні сполуки, синтезовані автотрофами. Енергія використовується живими організмами для хімічних, механічних, теплових і електричних процесів.

Підготовчий етап енергетичного обміну

Енергетичний обмін прийнято умовно розділяти на три основних етапи. Перший етап назвали підготовчим. На цьому етапі макромолекули під впливом ферментів розщеплюються до мономерів. В ході реакцій відбувається виділення досить незначної кількості енергії, яке розсіюється у вигляді тепла.

Безкисневий етап енергетичного обміну

Безкисневий (анаеробний) етап енергетичного обміну відбувається в клітинах. Мономери, які утворилися на попередньому етапі (глюкоза, гліцерин і т.п.), піддаються подальшому багатоступінчатому розщепленню без доступу кисню. Головним на цьому етапі є процес розщеплення молекули глюкози на молекули піровиноградної або молочної кислоти з утворенням двох молекул АТФ.

$ C_6H_ {12} O_6 + 2H_3PO_4 + 2АДФ → 2C_3H_6O_3 + 2АТФ + 2H_2O $

В ході цієї реакції (реакція гліколізу) виділяється близько $ 200 $ кДж енергії. Однак вона не вся перетворюється в тепло. Частина її використовується для синтезу двох, багатих на енергію (макроергічних), фосфатних зв'язків в молекулах АТФ. Глюкоза також розщеплюється в ході спиртового бродіння.

$ C_6H_ {12} O_6 + 2H_3PO_4 + 2АДФ → 2C_2H_5OH + 2CO_2 + 2АТФ + 2H_2O $

Крім спиртового існують ще такі види безкисневого бродіння, як маслянокислое і молочнокисле.

Кисневий етап енергетичного обміну

На цьому етапі з'єднання, утворені на бескислородном етапі, окислюються до кінцевих продуктів реакції - вуглекислого газу і води. Англійська біохімік Адольф Кребс в $ 1937 $ році відкрив послідовність перетворень органічних кислот в матриксі мітохондрій. У його честь сукупність цих реакцій назвали циклом Кребса.

зауваження 1

Повне окислення молекул молочної або піровиноградної кислоти, утворених в ході анаеробного процесу, до вуглекислого газу і води супроводжується виділенням $ 2800. $ кДж енергії. Цієї кількості вистачить на синтез $ 36 $ молекул АТФ (в $ 18 $ разів більше, ніж на попередньому етапі).

Сумарне рівняння кисневого етапу енергетичного обміну виглядає так:

$ 2C_3H_6O_3 + 6O_2 + 36АДФ + 36H_3PO_4 → 6CO_2 + 42H_2O + 36АТФ $

Підводячи загальний підсумок, можна записати сумарне рівняння енергетичного обміну:

$ C_6H_ {12} O_6 + 6O_2 + 38АДФ + 38H_3PO_4 → 6CO_2 + 44H_2O + 38АТФ $

На завершальній стадії відбувається виведення продуктів метаболізму з організму.