Лекция: Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Микроорганизмы. Витамины. Обмен веществ и превращение энергии в клетке реферат

Обмен веществ и превращение энергии в клетке

Все живые организмы на Земле представляют собой открытые системы, способные активно организовывать поступление энергии и вещества извне. Энергия необходима для осуществления жизненно важных процессов, но прежде всего для химического синтеза веществ, используемых для построения и восстановления структур клетки и организма. Живые существа способны использовать только два вида энергии: световую (энергию солнечного излучения) и химическую(энергию связей химических соединении) – по этому признаку организмы делятся на две группы – фототрофы и хемотрофы.

Главным источником структурных молекул является углерод. В зависимости от источников углерода живые организмы делят на две группы: автотрофы, использующие не органический источник углерода (диоксид углерода), и гетеротрофы, использующие органические источники углерода.

Процесс потребления энергии и вещества называется питанием. Известны два способа питания: голозойный – посредством захвата частиц пищи внутрь тела и голофитный – без захвата, посредством всасывания растворенных пищевых веществ через поверхностные структуры организма. Пищевые вещества, попавшие в организм, вовлекаются в процессы метаболизма.  

Метаболизм представляет собой совокупность взаимосвязанных и сбалансированных процессов, включающих разнообразные химические превращения в организме. Реакции синтеза, осуществляющиеся с потреблением энергии, составляют основу анаболизма (пластического обмена или ассимиляции).

Реакции расщепления, сопровождающиеся высвобождением энергии, составляют основукатаболизма (энергического обмена или диссимиляции).

1. Значение АТФ в обмене веществ

Энергия, высвобождающая при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается в форме высокоэнергетических соединений, как правило, в форме аденозинтрифосфата (АТФ). По своей химической природе АТФ относится к мононуклеотидам и состоит из азотистого основания аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты.

Энергия, высвобождающаяся при гидролизе АТФ, используется клеткой для совершения всех видов работы. Значительные количества энергии расходуются на биологические синтезы. АТФ является универсальным источником энергообеспечения клетки. Запас АТФ в клетке ограничен и пополняется благодаря процессу фосфорилирования, происходящему с разной интенсивностью при дыхании, брожении и фотосинтезе. АТФ обновляется чрезвычайно быстро (у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 минуты).

2. Энергетический обмен в клетке. Синтез АТФ

Синтез АТФ происходит в клетках всех организмов в процессе фосфорилирования, т.е. присоединения неорганического фосфата к АДФ. Энергия для фосфорилирования АДФ образуется в ходе энергетического обмена. Энергетический обмен, или диссимиляция, представляет собой совокупность реакции расщепления органических веществ, сопровождающихся выделением энергии. В зависимости от среды обитания диссимиляция может протекать в два или три этапа.

У большинства живых организмов – аэробов, живущих в кислородной среде, - в ходе диссимиляции осуществляется три этапа: подготовительный, бескислородный, кислородный. У анаэробов, обитающих в среде лишенной кислорода, или у аэробов при его недостатке, диссимиляция протекает лишь в два первых этапа с образованием промежуточных органических соединений, еще богатых энергией.

Первый этап – подготовительный – заключается в ферментативном расщеплении  сложных органических соединении на более простые (белков на аминокислоты; полисахаридов на моносахариды; нуклеиновых кислот на нуклеотиды). Внутриклеточное расщепление органических веществ происходит под действием гидролитических ферментов лизосом. Высвобождающаяся при этом энергия рассеивается в виде теплоты, а образующиеся малые органические молекулы могут подвергнутся дальнейшему расщеплению и использоваться клеткой как «строительный материал» для синтеза собственных органических соединений.

Второй этап – неполное окисление – осуществляется непосредственно в цитоплазме клетки, в присутствии кислорода не нуждается и заключается в дальнейшем расщеплении органических субстратов. Главным источником энергии в клетке является глюкоза. Бескислородное, неполное расщепление глюкозы, называют гликолизом.

Третий этап – полное окисление – протекает при обязательном участие кислорода. В его результате молекула глюкозы расщепляется до неорганического диоксида углерода, а высвободившаяся при этом энергия частично расходуется на синтез АТФ.

3. Пластический обмен

Пластический обмен, или ассимиляция, представляют собой совокупность реакций, обеспечивающих синтез сложных органических соединений в клетке. Гетеротрофные организмы строят собственные органические вещества из органических компонентов пищи. Гетеротрофная ассимиляция сводится, по существу, к перестройке молекул.

Органические вещества пищи (белки, жиры, углеводы) --> пищеварение --> Простые органические молекулы ( аминокислоты, жирные кислоты, моносахара) --> биологические синтезы --> Макромолекулы тела (белки, жиры, углеводы)

Автотрофные организмы способны полностью самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических молекул, потребляемых из внешней среды. В процессе автотрофной ассимиляции реакции фото- и хемосинтеза, обеспечивающие образование простых органических соединений, предшествует биологическим синтезам молекул макромолекул:

Неорганические вещества (углекислый газ, вода) --> фотосинтез, хемосинтез --> Простые органические молекулы (аминокислоты, жирные кислоты, моносахара)-----биологические синтезы --> Макромолекулы тела (белки, жиры, углеводы)

4. Фотосинтез

Фотосинтез – синтез органических соединении из неорганических, идущий за счет энергии клетки. Ведущую роль в процессах фотосинтеза играют фотосинтезирующие пигменты, обладающие уникальным свойством – улавливать свет и превращать его энергию в химическую энергию. Фотосинтезирующие пигменты представляют собой довольно многочисленную группу белково-подобных веществ. Главным и наиболее важным в энергетическом плане является пигментхлорофилл а, встречающиеся у всех фототрофов, кроме бактерии-фотосинтетиков. Фотосинтезирующие пигменты встроены во внутреннюю мембрану пластид у эукариот или во впячивания цитоплазматической мембраны у прокариот.

В процессе фотосинтеза кроме моносахаридов (глюкоза и др.), которые превращаются в крахмал и запасаются растением, синтезируются мономеры других органических соединении – аминокислоты, глицерин и жирные кислоты. Таким образом, благодаря фотосинтезу растительные, а точнее – хлорофиллосодержащие, клетки обеспечивают себя и все живое на Земле необходимыми органическими веществами и кислородом.

5. Хемосинтез

Хемосинтез также представляет собой процесс синтеза органических соединении из неорганических, но осуществляется он не за счет энергии света, а за счет химической энергии, получаемой при окислении неорганических веществ (серы, сероводорода, железа, аммиака, нитрита и др.). Наибольшее значение имеют нитрифицирующие, железо- и серобактерии.

Высвобождающаяся в ходе реакций окисления энергия запасается бактериями в виде АТФ и используется для синтеза органических соединений. Хемосинтезирующие бактерии играют очень важную роль в биосфере. Они участвуют в очистке сточных вод, способствуют накоплению в почве минеральных веществ, повышают плодородие почвы.

14

ДНК -биополимер, микро молекула, полинуклеотид,  -маномер-нуклеотид Азотистые основания-дезоксирибоза-остаток фосфорной кислоты Азотистые основания:аденин,тимин,гуанин,цитозин -двуцепочечное строение РНК -биополимер,макромолекула, полинуклеотид, -маномер-нуклеотид Азотистые основания-Рибоза-Остаток фосфорной кислоты Азотистые основания:аденин,урацил,гуанин,цитозин. Молекула РНК- одноцепоченная. Функции: ДНК- хранение генетической информации РНК- передача генетической иформации

15

Иформационная РНК, несущая сведения о первичной структуре белковых молекул, синтезируется в ядре. Пройдя через поры ядерной оболочки, и-РНК направляется к рибосомам, где осуществляется расшифровка генетической информации — перевод ее с Уязыка нуклеотидов на Уязык аминокислот.

Аминокислоты, из которых синтезируются белки, доставляются к рибосомам с помощью специальных РНК, называемых транспортными (т-РНК). В т-РНК последовательность трех нуклеотидов комплементарна нуклеотидам кодона в и-РНК. Такая последовательность нуклеотидов в структуре т-РНК называется антикодоном. Каждая т-РНК присоединяет определенную, Усвою аминокислоту, при помощи ферментов и с затратой АТФ. В этом состоит первый этап синтеза.

Для того чтобы аминокислота включилась в цепь белка, она должна оторваться от т-РНК. На втором этапе синтеза белка т-РНК выполняет функцию переводчика с Уязыка нуклеотидов на Уязык аминокислот. Такой перевод происходит на рибосоме. В ней имеется два участка: на одном т-РНК получает команду от и-РНК — антикодон узнает кодон, на другом — выполняется приказ — аминокислота отрывается от т-РНК.

Третий этап синтеза белка заключается в том, что фермент синтетаза присоединяет оторвавшуюся от т-РНК аминокислоту к растущей белковой молекуле. Информационная РНК непрерывно скользит по рибосоме, каждый триплет сначала попадает в первый участок, где узнается антикодоном т-РНК, затем на второй участок. Сюда же переходит т-РНК с присоединенной к ней аминокислотой, здесь аминокислоты отрываются от т-РНК и соединяются друг с другом в той последовательности, в которой триплеты следуют один за другим.

Когда на рибосоме в первом участке оказывается один из трех триплетов, являющихся знаками препинания между генами, это означает, что синтез белка завершен. Готовая цепь белка отходит от рибосомы. Процесс синтеза белковой молекулы требует больших затрат энергии. На соединение каждой аминокислоты с т-РНК расходуется энергия одной молекулы АТФ.

Для увеличения производства белков и-РНК часто одновременно проходит не через одну, а через несколько рибосом последовательно. Такую структуру, объединенную одной молекулой и-РНК, называют полисомой. На каждой рибосоме в таком, похожем на нитку бус, конвейере последовательно синтезируются несколько молекул одинаковых белков.

Синтез белка на рибосомах носит название трансляции. Синтез белковых молекул происходит непрерывно и идет с большой скоростью: в одну минуту образуется от 50 до 60 тыс. пептидных связей. Синтез одной молекулы белка длится всего 3-4 секунды. Каждый этап биосинтеза катализируется соответствующими ферментами и снабжается энергией за счет расщепления АТФ. Синтезированные белки поступают в каналы эндоплазматической сети, по которым транспортируются к определенным участкам клетки.

16

Растительная клетка как осмотическая система

     Растительная клетка представляет собой осмотическую систему. Клеточный сок вакуоли является высококонцентрированным раствором. Осмотическое давление клеточного сока обозначается -                  .                                                                

 Чтобы попасть в вакуоль, вода должна пройти через клеточную стенку, плазмалемму, цитоплазму и тонопласт. Клеточная стенка хорошо проницаема для воды. Плазмалемма и тонопласт обладают избирательной проницаемостью. Поэтому растительную клетку можно рассматривать как осмотическую систему, в которой плазмалемма и тонопластявляются полупроницаемой мембраной, а вакуоль с клеточным соком – концентрированным раствором. Поэтому, если клетку поместить в воду, то вода по законам осмоса начнет поступать внутрь клетки.

     Сила, с которой вода поступает внутрь клетки, называется сосущей силой – S.

Она тождественна водному потенциалу            .

     По мере поступления воды в вакуоль, ее объем увеличивается, вода разбавляет клеточный сок, и клеточные стенки начинают испытывать давление. Клеточная стенка обладает определенной эластичностью и может растягиваться.

     С увеличением объема вакуоли цитоплазма прижимается к клеточной стенке и возникает тургорное давление на клеточную стенку (Р). Одновременно со стороны клеточной стенки возникает равное по величине противодавление клеточной стенки на протопласт.  Противодавление клеточной стенки называется потенциалом давления (-Р).              

      Таким образом, величина сосущей силы S  определяется осмотическим давлением клеточного сока и тургорным гидростатическим давлением клетки Р, которое равно противодавлению клеточной стенки, возникающей при ее растяжении –Р.

 S =       - Р или  -         -                .

    Если растение находится в условиях достаточной увлажненности почвы и воздуха, то клетки находятся в состоянии полного тургора. Когда клетка полностью насыщена водой (тургесцентна), то ее сосущая сила равна нулю    S = 0, а тургорное давление равно потенциальному осмотическому давлению Р =        .

     При недостатке влаги в почве вначале возникает водный дефицит в клеточной стенке. Водный потенциал клеточной стенки становится ниже, чем в  вакуолях, и вода начинает перемещаться из вакуоли в клеточную стенку. Отток воды из вакуоли снижает тургорное давление в клетках и увеличивает их сосущую силу. При длительном недостатке влаги большинство клеток теряет тургор, и растение начинает завядать, теряя эластичность и упругость.  При этом тургорное давление Р = 0, а сосущая сила S =     

     Если из-за очень большой потери воды тургорное давление упадет до нуля, то лист завянет совсем. Дальнейшая потеря воды приведет к гибели протопласта  клеток. Приспособительным признаком к резкой потере воды является быстрое закрытие устьиц при недостатке влаги.

     Клетки могут быстро восстановить тургор, если растение получит достаточное количество воды или в ночное время, когда растение получает достаточное количество воды из почвы. А также при поливе. 

-         -         водный потенциал; равен 0 для чистой воды; равен 0 или отрицателен для клеток.

 -         осмотический потенциал, всегда отрицателен

             -     потенциал давления; обычно положителен для в живых клетках( в клетках,  содержимое которых находится под давлением, но отрицателен в клетках  ксилемы( в которых создается натяжение воды).

          -         суммарный результат действия

      При полном тургоре

     При начальном плазмолизе

      Если поместить клетку в гипертонический раствор с более низким водным потенциалом, то вода начинает выходить из клетки путем осмоса через плазматическую мембрану. Сначала вода будет выходить из цитоплазмы, затем через тонопласт из вакуоли. Живое содержимое клетки – протопласт при этом сморщивается и отстает от клеточной стенки. Происходит процесс плазмолиза. Пространство между клеточной стенкой и протопластом заполняет наружный раствор. Такая клетка называетсяплазмолизированной. Вода будет выходить из клетки до тех пор, пока водный потенциал протопласта не станет равен водному потенциалу окружающего раствора, после чего клетка перестает сморщиваться. Этот процесс обратим и клетка не получает повреждений.

     Если клетку поместить в чистую воду или гипотонический раствор, то тургорное состояние клетки восстановится и происходит процесс деплазмолиза.

     В условиях водного дефицита в молодых тканях резкое усиление потери воды приводит к тому, что тургорное давление клетки становится отрицательным и протопласт, сокращаясь в объеме, не отделяется от клеточной стенки, а тянет ее за собой. Клетки и ткани сжимаются. Это явление называется циторриз.

studfiles.net

Лекция - Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Микроорганизмы. Витамины.

Обмен веществ.

Обмен веществ и энергии (метаболизм) – это совокупность ферментативных химических реакций протекающих в живых организмах, обеспечивающих жизнедеятельность, рост, воспроизведение, взаимодействие и обмен с окружающей средой.

Все эти реакции необходимы для того, чтобы обеспечить гомеостаз – это постоянство внутренней среды.

Обмен веществ складывается из двух взаимосвязанных, одновременно протекающих процессов ассимиляции и диссимиляции.

Ассимиляция (анаболизм) – совокупность реакций синтеза в результате которых простые вещества превращаются в специфические для этой клетки – этот процесс сопровождается затратой Е – пластический обмен.

Диссимиляция (катаболизм) – совокупность реакций расщепления вещества при котором происходит распад вещества и выделается Е – энергетический обмен.

Микроорганизмы

I) Бактерии.

Это прокариотическая клетка не имеющая ядра. Орган движения – жгутики. Формы: шаровидные, палочковидные, в виде запетой, спиралевидные.

Размножение – амитозом, идёт очень быстро. По способу дыхания анаэробы, аэробы. По способу питания гетеротрофы и автотрофы, а также сапрофиты и паразиты.

Роль бактерий: круговорот веществ, обогащение почвы азотом, использование в пищевой промышленности, возбудители болезней.

II) Грибы.

Отдельное царство с признаками растений и животных. Автотрофы по строению, гетеротрофы по способу питания: сапрофиты, паразиты.

Размножение: вегетативное, половое, бесполое.

Грибы растут в течении всей жизни, высасывают питательные вещества всей поверхностью тела. Имеют клеточное строение, клетка покрыта хитином. Тело представляет мицелий, состоящий из белых нитей гифы.

Роль грибов: участвуют в круговороте вещ, используются в пищу, в мед. Промышленности, в пищевой промышленности (дрожжи), являются причиной отравления, возбудители болезней, наносят порчу сельхоз. Растениям и продуктам.

III) Простейшие.

Одноклеточные животные, орган движения ложноножки, реснички, жгутики, орган питания – пищеварительная вакуоль, половой процесс – конъюгация и копуляция.

Делятся на 4 класса:

1) Саркодовые (амёба дизентерийная, заболевание-дизентерия).

2) Жгутиковые (трихомонада, паразит мочеполовой сис.).

3) Инфузории (инфузория туфельки).

4) Споровики (малярийный плазмодий, заболевание малярия).

Роль простейших: участвуют в круговороте вещ., вызывают заболевания.

IV) Вирусы.

Внеклеточные формы жизни. Открыл в 1892 г. Русский учёный Ивановский. Вирусы существуют в двух формах: внеклеточной и внутриклеточной.

Вне клеток не обнаруживают признаков жизни. Устойчивые почти ко всему, кроме воздействия дезинфицируемых веществ и облучения ультрафиолетовыми лучами.

Внутри клеток становятся паразитами, обладают свойствами живого. Вызывают заболевания (грипп, краснуха и тд.).

Строение: нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) заключённая в белковую оболочку — капсид. Бактериофаг – группа вирусов поражающие бактерии.

Роль вирусов: являются возбудителями болезней, применяются для лечения и профилактики заболеваний.

СПИД, ВИЧ.

ВИЧ – вирус иммунодефицита человека. Размножается в клетках иммунной системы чел. (человек становится беззащитным к микробам), обладает уникальной изменчивостью. Позже активизируется и развивается СПИД – синдром приобретённого иммунодефицита, который поражает иммунную систему.

Передача ВИЧ: половые контракты, не стерильные мед. инструменты, через кровь, лекарственные препараты, при пересадке органов и тканей.

Витамины.

Это биологически активные органические соединения поступающие в организм с пищей.

Функции витаминов: участвуют в обмене веществ, повышают сопротивляемость организма к неблагоприятным условием среды.

Недостаток витаминов – авитаминоз, избыток – гипервитаминоз. В избытке бывает витамин А и D. Витамины делятся на жирорастворимые: А, D, E, K. Водорастворимые: C, P, группа В.

www.ronl.ru

Лекция - Обмен веществ и превращение энергии - главный признак живых организмов. Энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь.

Любая живая клетка, осуществляя многообразные процес­сы синтеза и распада веществ, подобна сложнейшему химиче­скому комбинату. Для нормального протекания этих химиче­ских процессов необходим постоянный обмен веществ между клеткой и окружающей средой, а также постоянное превращение энергии в клетке. Получаемые извне белки, жиры, углево­ды, витамины, микроэлементы расходуются клетками на син­тез необходимых им соединений, построение клеточных структур. Однако для синтеза веществ необходима энергия. Главный источник энергии для живых организмов — Солнце.

Из поступающих в клетку компонентов пищи под действи­ем биологических катализаторов — ферментов синтезируются новые молекулы для замены израсходованных веществ, для построения органоидов. Весь набор реакций биологического синтеза веществ в клетке (биосинтеза) получил название ас­симиляции, или пластического обмена.

Очевидно, что синтез каких-либо веществ невозможен без затрат энергии. Особенно интенсивно реакции ассимиляции происходят в растущей, развивающейся клетке. Важнейшими из таких реакций являются синтез белка и фотосинтез. Как же клетка получает энергию для реакций биосинтеза? Наряду с процессами синтеза новых веществ в клетках происходит постоянный распад запасенных при ассимиляции сложных ор­ганических веществ. При участии ферментов эти молекулы распадаются до более простых соединений; при этом высво­бождается энергия. Чаще всего эта энергия запасается в виде аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Далее энергия АТФ используется для различных нужд клетки, в том числе и для реакций биосинтеза. Совокупность реакций распада веществ клетки, сопровождающихся выделением энергии, получила название диссимиляции.

Энергетический обмен — совокупность реакций окисления органических веществ в клетке, синтеза молекул АТФ за счет освобождаемой энергии. Значение энергетического обмена — снабжение клетки энергией, которая необходима для жизнедеятельности.

Ассимиляция и диссимиляция — противоположные процес­сы:в первом случае вещества образуются, во втором — раз­рушаются. Но они тесно взаимосвязаны и друг без друга не­возможны. Ведь если в клетке не будут синтезироваться и запасаться сложные вещества, то нечему будет распадаться, когда потребуется энергия. А если вещества не будут распа­даться, то где взять энергию для синтеза необходимых ве­ществ?

Таким образом, ассимиляция и диссимиляция — это две стороны единого процесса обмена веществ и энергии, полу­чившего название метаболизма (гр. metabole — превращение).

Энергетический обменв 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 отсутствии 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:

С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ ® 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О

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 в виде АТФ, а остальные 60% — рассеиваются в виде тепла.

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

С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ ® 2С2Н5ОН + 2СО2 + 2АТФ + 2Н2О

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, разрушается до конечных продуктов — СО2 и Н2О. Этот этап можно представить в сле­дующем виде:

2С6Н12Об + 6О2 + 36Н3Р04 + 36АДФ ®6СО2 + 42Н2О + 36АТФ

Таким образом, окисление двух молекул трехуглеродной кислоты, образовавшихся при ферментативном расщеплении глюкозы доСО2 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.

Пластический обмен — совокупность реакций синтеза органических веществ в клетке с использованием энергии. Синтез белков из аминокислот, жиров из глицерина и жирных кислот — примеры биосинтеза в клетке.

1) Значение пластического обмена: обеспечение клетки строительным материалом для создания клеточных структур; органическими веществами, которые используются в энергетическом обмене.

2) Фотосинтез и биосинтез белков — примеры пластического обмена. Роль ядра, рибосом, эндоплазматической сети в биосинтезе белка. Ферментативный характер реакций биосинтеза, участие в нем разнообразных ферментов. Молекулы АГФ — источник энергии для биосинтеза.

Обмен веществ — главный признак живого. Постоянный обмен каждого живого организма с окружающей средой веществами: поглощение одних веществ и выделение других. Поглощение растениями и некоторыми бактериями из окружающей среды неорганических веществ и использование энергии солнечного света на создание из них органических веществ. Получение из окружающей среды животными, грибами, значительной группой бактерий, а также человеком органических веществ и запасенной в них энергии Солнца.

Сущность обмена. Главное в обмене веществ и превращении энергии — процессы, происходящие в клетке: поступление в клетку из окружающей среды веществ, с помощью энергии их преобразование и создание из них (синтез) определенных веществ клетки, затем окисление органических веществ до неорганических с освобождением энергии. Это пластический обмен — процесс усвоения организмом получаемых из окружающей среды веществ и накопления энергии. Энергетический обмен — окисление (кислородом) у большинства организмов органических веществ и расщепление их до неорганических — углекислого газа и воды с освобождением энергии. Значение энергетического обмена — обеспечение организма энергией всех процессов жизнедеятельности. Взаимосвязь пластического и энергетического обменов. Выделение конечных продуктов обмена (воды, углекислого газа и других соединений) в окружающую среду. В результате обмена веществ обеспечение организма необходимыми ему для построения своего тела веществами и энергией и в то же время освобождение его от вредных продуктов жизнедеятельности. Сходство пластического и энергетического обменов у животных и человека.

Высокая скорость реакций биосинтеза белка в клетке. Согласованность процессов в ядре, цитоплазме, рибосомах — доказательство целостности клетки. Сходство процесса биосинтеза белка в клетках растений, животных и др. — доказательство их родства, единства органического мира.

Метаболизм - совокупность химических реакций, протекающих в клетке. Значение метаболизма — обеспечение клетки строительным материалом и энергией.

Реакции метаболизма. Пластический обмен — совокупность реакций синтеза, идущих с затратами энергии. Энергетический обмен — совокупность реакций расщепления органических веществ, сопровождающихся освобождением энергии, запасаемой в молекулах АТФ.

Взаимосвязь энергетического и пластического обмена: пластический обмен поставляет для энергетического обмена органические вещества и ферменты, а энергетический обмен поставляет для пластического – энергию, без которой не могут идти реакции синтеза. Нарушение одного из видов клеточного обмена ведет к нарушению всех процессов жизнедеятельности, к гибели организмов.

2. Многообразие животных — результат эволюции. Одноклеточные и многоклеточные животные. Почему одноклеточные организмы существуют в природе наряду с многоклеточными? Среди готовых микропрепаратов простейших найдите инфузорию-туфельку. По каким признакам вы ее определите?

Многообразие животного мира. В воде и на суше, в почве, воздухе и даже в органах растений, животных и человека, всюду на Земле живут самые различные животные. Среди них более 1 млн. видов насекомых (мух, бабочек, стрекоз, жуков, комаров), около 130 тыс. видов моллюсков (прудовиков, слизней, жемчужниц), множество видов червей, рыб, птиц, зверей. В настоящее время насчитывают около 2 млн. видов животных. Животные нашей планеты разнообразны по величине и форме тела. Например, у гигантского синего кита масса тела достигает 150 т, а многие мелкие существа можно обнаружить лишь с помощью микроскопа. Форма тела животных может быть зонтикообразной (медузы), звездообразной (морские звезды), продолговатой с конечностями (большинство животных) Различны по строению у животных отделы тела, покровы, конечности, органы чувств. У дождевого червя, например, кожа голая, лишенная покровных образований; у майского жука жесткий покров тела пропитан особым органическим веществом — хитином; кожа щуки покрыта костной чешуей, а кожа ужа — роговой чешуей; на теле тела птиц имеются перья, а на теле зверей — шерсть.

Животные различны не только по внешнему облику, но и и по внутреннему строению. Многообразно и их поведение. Все это результат эволюции, приспособленности животных к определенной среде обитания.

По своему строению животных подразделяют на два подцарства: Одноклеточные и многоклеточные

Одноклеточные или простейшие животные, тело которых состоит из одной клетки. эта клетка является сложным организмом с присущими ему физиологическими процессами: дыханием, пищеварением. Форма клеток разнообразна и может быть постоянной (жгутиковые, инфузории) и непостоянной (амеба). Инфузория-туфелька относится к одноклеточным с постоянной формой тела. Отличить от других одноклеточных ее можно по форме тела. Форма ее тела напоминает туфельку, отсюда и ее название. Органоиды передвижения – реснички, есть постоянные органоиды: клеточный рот, клеточная глотка, большое и малое ядро, порошица и есть органоиды присущие всем одноклеточным – пищеварительные вакуоли, сократительные вакуоли.

3. Используя знания о строении и функциях кожи, дайте обоснование гигиенических требований, предъявляемых к одежде. Какова доврачебная помощь пострадавшим от теплового и солнечного удара, при обморожении? Почему очень вредно ходить в холодное время года без головного убора?

Гигиена одежды и обуви. Одежда должна быть легкой, удобной, не стеснять движений и не нарушать кровообращение и дыхание. Со­держание белья и одежды в чистоте является одним из важнейших условий личной гигиены. Смену нательного белья рекомендуется проводить: в прохладное время — не реже одного раза в неделю, а летом — 3 раза в неделю.

Обувь также должна соответствовать установленным гигиеничес­ким требованиям. Она не должна стеснять ногу, препятствовать ес­тественному движению стопы, но соответствовать сезону и климати­ческим условиям региона проживания.

В период полового созревания девочкам необходимо более тща­тельно соблюдать правила гигиены половых органов. Белье целесообразно менять ежедневно.

При раздражении слизистой оболочки половых органов полез­но при подмывании использовать некрепкие настои ромашки, че­реды, чая.

www.ronl.ru

Обмен веществ и превращение энергии в клетке - реферат

Обмен веществ и превращение энергии в клетке Обмен веществ и энергии (метаболизм) осуществляется на всех уровнях организма: клеточном, тканевом и организменном. Он обеспечивает постоянство внутренней среды организма - гомеостаз - в непрерывно меняющихся условиях существования. В клетке протекают одновременно два процесса - это пластический обмен (анаболизм или ассимиляция) и энергетический обмен (фатаболизм или диссимиляция).

Пластический обмен - это совокупность реакций биосинтеза, или создание сложных молекул из простых. В клетке постоянно синтезируются белки из аминокислот, жиры из глицерина и жирных кислот, углеводы из моносахаридов, нуклеотиды из азотистых оснований и сахаров. Эти реакции идут с затратами энергии. Используемая энергия освобождается в ходе энергитического обмена. Энергетический обмен - это совокупность реакций расщепления сложных органических соединений до более

простых молекул. Часть энергии, высвобождаемой при этом, идет на синтез богатых энергетическими связями молекул АТФ (аденозин-трифосфорной кислоты). Расщепление органических веществ осуществляется в цитоплазме и митохондриях с участием кислорода. Реакции ассимиляции и диссимиляции тесно связаны между собой и внешней средой. Из внешней среды организм получает питательные вещества. Во внешнюю среду выделяются отработанные вещества.

Ферменты (энзимы) - это специфические белки, биологические катализаторы, ускоряющие реакции обмена в клетке. Все процессы в живом организме прямо или косвенно осуществляются с участием ферментов. Фермент катализирует только одну реакцию или действует только на один тип связи. Этим обеспечивается тонкая регуляция всех жизненно важных процессов (дыхание, пищеварение, фотосинтез и т.д.), протекающих в клетке или организме. В молекуле каждого фермента имеется участок, осуществляющий

контакт между молекулами фермента и специфического вещества (субстрата). Активным центром фермента выступает функциональная группа (например, ОН - группа серина) или отдельная аминокислота. Скорость ферментативных реакций зависит от многих факторов: температуры, давления, кислотности среды, наличия ингибиторов и т.д. Этапы энергетического обмена: 1. Подготовительный - происходит в цитоплазме клеток.

Под действием ферментов полисахариды расщепляются на моносахариды (глюкоза, фруктоза и Др.), жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот, белки - до аминокислот, нуклеиновые кислоты до нуклеотидов. При этом выделяется небольшое количество энергии, которое рассеивается в виде тепла. 2. Бескислородный (анаэробное дыхание или гликолиз) — многоступенчатое расщепление глюкозы без участия кислорода. Его называют брожением. В мышцах в результате анаэробного дыхания молекула глюкозы распадается

на две молекулы лировиноградной кислоты (С3Н4О3), которые затем восстанавливаются в молочную кислоту (С3Н6О3). В реакциях расщепления глюкозы участвуют фосфорная кислота и АДФ. Суммарное уравнение этого этапа: С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АDФ -> 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О У дрожжевых грибков молекула глюкозы без участия кислорода превращается в этиловый спирт и диоксид углерода (спиртовое брожение). У других микроорганизмов гликолиз может завершаться образованием

ацетона, уксусной кислоты и др. При распаде одной молекулы глюкозы образуется две молекулы АТФ, в связях которой сохраняется 40% энергии, остальная энергия рассеивается в виде тепла. Кислородное дыхание - этап аэробного дыхания или кислородного, расщепления, который проходит на складках внутренней мембраны митоходрий - кристах. На этом этапе вещества предыдущего этапа расщепляются до конечных продуктов распада - воды и углекислого газа. В результате расщепления двух молекул молочной кислоты

образуются 36 молекул АТФ. Основное условие нормального течения кислородного расщепления - целостность митохондриальных мембран. Кислородное дыхание — основной этап в обеспечении клетки кислородом. Он в 20 раз эффективнее бескислородного этапа. Суммарное уравнение кислородного расщепления: 2С3Н603 + 602 + 36h4PО4 + 36АДФ -> 6CO2 + 38Н2О + 36АТФ По способу получения энергии все организмы делятся на две группу - автотрофные и гетеротрофные.

Энергетический обмен в аэробных клетках растений, грибов и животных протекает одинаково. Это свидетельствует об их родстве. Количество митохондрий в клетках тканей различно, оно зависит от функциональной активности кйеток. Например, много митохондрий в клетках мышц.

2dip.su

Смотрите также

• 
  Нигилизм и нигилисты в жизни и литературе реферат
• 
  Всемирный день трезвости и борьбы с алкоголизмом реферат
• 
  Социально биологические основы физической культуры и спорта реферат
• 
  Реферат романтические традиции в гоголевской прозе разных лет
• 
  19 век в зеркале художественных исканий литература реферат
• 
  Реферат по геометрии 7 класс на тему треугольники
• 
  Реферат на тему внешнее строение листа 6 класс
• 
  Конфликт поколений в романе отцы и дети реферат
• 
  Реферат глобальные проблемы современности и пути их решения
• 
  Реферат великие географические открытия по истории 7 класс
• 
  Семья в современном обществе законодательство о семье реферат