Обмін речовин та енергії

Обмін речовин — це сукупність хімічних реакцій, які відбуваються в клітинах і потрібні для підтримання життя

Обмін речовин у клітині можна умовно поділити на два етапи:

І етап. Обмін із навколишнім середовищем (поглинання й виділення речовин між організмом і середовищем)

ІІ етап. Внутрішній обмін, або метаболізм

Метаболізм можна визначити як закономірний порядок перетворення речовин та енергії в клітині, спрямований на її ріст, життєдіяльність та самовідтворення. Метаболізм будь-якої клітини складається з двох взаємопов’язаних комплексів реакцій. Це реакції пластичного (анаболізм) та енергетичного (катаболізм) обміну.

Пластичний обмін

Це реакції синтезу органічних речовин - білків, ліпідів, вуглеводів - із більш простих сполук.

Цей процес відбувається із поглинанням енергії макроергічних зв,язків, що звільняється при розщепленні молекули АТФ (АТФ → АДФ + Ф + Енергія )

Енергетичний обмін

Це реакції розщеплення складних органічних сполук на простіші

Цей процес відбувається із вивільненням енергії, що запасається клітиною у формі макроергічних зв’язків, наприклад, молекул АТФ (АДФ + Ф + Енергія → АТФ )

Розглянемо основні етапи енергетичного обміну

Розщеплення органічних речовин у ході енергетичного обміну відбувається в кілька етапів.

Підготовчий етап

Починається в ротовій порожнині, шлуноку, кишечнику, де макромолекули розщеплюються до мономерів. Утворюються молекули глюкози

Перший етап

Відбувається безпосередньо в цитозолі клітин, без участі кисню (т.т. це етап анаеробного клітинного дихання). При цьому молекули глюкози розщеплюються до проміжних сполук. Цей етап ще називають гліколізом

Гліколіз — це біохімічний процес, який зазвичай відбувається в усіх клітинах організму і є одним із джерел постачання АТФ для клітини. Крім того, у процесі гліколізу утворюються сполуки, які використовуються в наступних процесах клітинного дихання.

Процес гліколізу включає 10 біохімічних реакцій. У результаті цих реакцій з кожної молекули глюкози утворюється дві молекули пірувату (піровиноградної кислоти С3Н4О3) і синтезується дві молекули АТФ

Гліколіз не є аж таким енергетично вигідним процесом: дві молекули АТФ — це не дуже багато. Однак цей процес простий, надійний і дуже швидкий! Він виник ще на ранніх стадіях життя і зараз є одним з основних метаболічних процесів усіх живих організмів. Великою перевагою гліколізу є те, що він не потребує кисню. Саме тому м’язи людини можуть працювати навіть в умовах нестачі кисню під час великих фізичних навантажень. Потрібну енергію вони отримують завдяки процесу гліколізу

Бродіння

За недостатності кисню (це буває в м'язах, які активно скорочуються) піруват перетворюється на лактат (молочну кислоту). У деяких анаеробних організмах, наприклад, дріжджів, піруват перетворюється не на лактат, а на спирт. Утворення спирту та лактату з глюкози — це приклади бродіння

Бродіння — це процес окиснення вуглеводів, який відбувається без участі кисню й дає змогу клітинам отримувати енергію у вигляді молекул АТФ

Як видно, першим етапом бродіння є гліколіз. А на наступному етапі, залежно від типу бродіння, з продукту гліколізу (пірувату) утворюються спирт, молочна та лимонна кислота або інші сполуки

Залежно від того, які речовини утворюються, виділяють кілька різновидів бродіння . Спиртове бродіння характеризується утворенням молекул етилового спирту, води й вуглекислого газу. Під час молочнокислого бродіння продуктом процесу є молочна кислота, а оцтового — оцтова кислота

Бродіння є надзвичайно важливим процесом як для природних процесів, так і для людини. У живій природі саме бродіння забезпечує енергією ті організми, які живуть у безкисневих умовах. І це не лише мікроби: для багатьох паразитів ця проблема також є актуальною. А виділення вуглекислого газу та метану в результаті процесів бродіння деякими організмами взагалі може мати наслідки для всієї планети. Вони належать до парникових газів, і підвищення їх концентрації в атмосфері може призвести до глобального потепління на планеті. Людина використовує бродіння для отримання багатьох харчових продуктів: хліба, кефіру, ряжанки, йогурту тощо. Відбувається бродіння і в організмі людини. Під час великих навантажень унаслідок бродіння утворюється молочна кислота, яка призводить до болю у м’язах після фізичних вправ

Заповнити таблицю

Отже

Обмін речовин є характерною рисою всіх живих організмів. Обмін речовин усередині організмів називають метаболізмом. Розрізняють два основні типи обміну — енергетичний (катаболізм) і пластичний (анаболізм). Під час катаболізму складні органічні сполуки розщеплюються до простих. Енергія, яка при цьому виділяється, запасається у вигляді АТФ. Під час анаболізму з простих органічних речовин з витратами АТФ синтезуються складні органічні сполуки. Важливими складовими катаболізму є процеси гліколізу та бродіння

Перевір свої знання

1. Які існують типи обміну речовин? 2. Що таке метаболізм? 3. Де відбувається гліколіз? 4. У якій органелі відбувається процес клітинного дихання? 5. Яке значення для живих організмів має гліколіз? 6. Чи можуть процеси бродіння відбуватися в організмі людини? 7. Порівняйте процеси пластичного та енергетичного обміну. 8*. Як людина використовує процеси бродіння?

Page updated

Google Sites

Report abuse