Метаболизм -основа существования живых организмов

Метаболизм -основа существования живых организмов 

 

МОУ Тулиновская  сош 2010

 

Работу  выполнила ученица 10 класса Волкова  Арина

 

Преподаватель: Барышникова Надежда Степановна

Метаболизм- процесс превращение определенных веществ внутри клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов (метаболизм белков, глюкозы).  

 

Метаболизм

 

Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция).

 

Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция)

Пластический обмен - совокупность реакций биологического синтеза. 
 
Сущность обмена: из простых веществ, поступающих в клетку извне, образуются вещества, подобные веществам клетки.

 

Процесс обмена протекает  под контролем наследственного  аппарата, можно сказать, что он является результатом реализации генетической информации.

Реализация  наследственной информации- биосинтез белков

 

•  Транскрипция

 

•  Трансляция

Транскрипция

 

Транскрипция (от лат. transcriptio – переписывание)информации происходит путем синтеза на одной из цепей молекулы ДНК одноцепочечной молекулы РНК, последовательность нуклеотидов которой точно соответствует последовательности нуклеотидов матрицы- поликлеотидной цепи ДНК.

 

Трансляция

 

Трансляция (от лат. translatio-передача) это перевод информации, заключенной в последовательности нуклеотидов(последовательности кодонов) молекулы и-РНК в последовательность аминокислот полипептидной цепи.

Энергетический обмен - совокупность реакций расщепления.

 

Сущность обмена : при расщеплении высокомолекулярных соединений выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза.

 

Энергетический обмен

 

Подготовительный 

этап

 

Бескислородный

(брожение)

 

Стадия аэробного

 дыхания

(кислородное 

расщепление)

Подготовительный  этап

 

На этом этапе молекулы ди- и полисахаридов, жиров, белков распадаются на мелкие молекулы – глюкозу, глицерин и жирные кислоты, аминокислоты; крупные молекулы нуклеиновых кислот – на нуклеотиды. На этом этапе выделяется большое количество энергии, которая рассеивается в виде теплоты.

Бескислородный  этап (брожение)

 

Образующиеся  на этом этапе вещества при участии  ферментов подвергаются дальнейшему  расщеплению.  Например в мышцах молекула глюкозы распадается на две молекулы пировиноградной кислоты (СН₃СОСООН) , которые затем восстанавливаются в молочную кислоту(CH₃CH(OH)COOH).В реакциях расщепления глюкозы участвуют фосфорная кислота и АДФ. В суммарном виде это выглядит так:

С₆Н₁₂О₁₂ + 2АДФ→2С₃Н₆О₃ + 2АТФ + 2Н₂О

Кислородное расщепление

 

Реакции этой стадии энергетического обмена также катализируются ферментами. При  доступе кислорода в клетке образовавшиеся во время предыдущего этапа вещества окисляются до конечных продуктов –  Н₂О и С₂О. Кислородное дыхание сопровождается выделением большого количества энергии и аккумуляций ее в молекулах АТФ. Суммарное уравнение аэробного  дыхания выглядит так:

2С₃Н₆О₃ + 6О₂+ 36Н₃РО₄+ 36АДФ → 6СО₂ + 42Н₂О + 36АТФ

 Таким образом, при окислении двух молекул молочной кислоты образуются 36 молекул АТФ. Следовательно, основную роль в обеспечении клетки энергией играет аэробное дыхание.

Организмы (по способу получения  энергии)

 

Гетеротрофы

 

Автотрофы

Гетеротрофы- это организмы, которые используют для своего питания готовые органические вещества. К гетеротрофам относятся человек, все животные, некоторые растения, большинство бактерий, грибы.

Автотрофы - это организмы, осуществляющие питание за счет неорганических соединений.

 

Автотрофы

 

Фототрофы

 

Хемотрофы

Фототрофы это организмы источником энергии которых служит свет, к таким организмам относятся растения. При помощи содержащегося в хлоропластах хлорофилла они осуществляют фотосинтез – преобразование световой энергии в энергию химических связей.

Фотосинтез - процесс образования органических(и неорганических) молекул из неорганических за счет использования энергии солнечного света.

 

Две фазы:

• Световая
• Темновая

Световая  фаза

 

В этой фазе кванты света(фотоны) взаимодействуют  с молекулами хлорофилла , в результате чего эти молекулы на очень короткое время переходят в более богатое  энергией состояние. Затем избыточная энергия части молекул преобразуется  в теплоту или испускается  в виде света. Другая её часть передается ионами водорода Н⁺ , всегда имеющимся в водном растворе вследствие диссоциации воды.

Н₂О → Н⁺ +ОН^-

Ионы  гидроксила ОН^- отдают свои электроны другим молекулам и превращаются в свободные радикалы ОН⁰ . Радикалы ОН⁰ взаимодействуют друг с другом, в результате чего образуются вода и молекулярный кислород:

4ОН^→О₂ + 2Н₂О

Кроме фотолиза воды энергия света используется в световой фазе для синтеза АТФ  и АДФ и фосфата без участия  кислорода.

Темновая  фаза

 

В комплексе  химических реакций темновой фазы, для которой свет не обязателен, ключевое место занимает связывание СО₂ . В этих реакциях участвуют молекулы АТФ, синтезированные во время световой фазы, и атомы водорода, образовавшиеся в процессе фотолиза воды:

6СО₂ +24Н → С₆Н₁₂О₆ + 6 Н₂О

Так энергия  солнечного света преобразуется  в энергию химических связей сложных  органических соединений.

Хемотрофы- это организмы, которые способны к синтезу органических соединений, при этом они используют энергию химических реакций неорганических веществ. Такой процесс называется хемосинтезом. Хемосинтез был открыт русским микробиологом  С.Н Виноградским(1887).К хемотрофам относятся нитрифицирующие бактерии.

Вывод

 

В клетках  непрерывно идут процессы биологического синтеза. С помощью ферментов  из простых низкомолекулярных веществ  образуются сложные высокомолекулярные соединения: из аминокислот синтезируются  белки, из моносахаридов - сложные углеводы, из азотистых оснований и сахаров  – нуклеотиды, а из них нуклеиновые  кислоты. Все эти химические превращения  в конечном счете неразрывно связаны  со свойствами живого организма, а именно ростом, размножением, подвижностью, возбудимостью и способностью реагировать на изменение внешней среды.

Источники информации

 

• Учебник по биологии «Общая биология» 10 класс В.В Захаров, С.Г. Мамонтова, Н.И Сонин 2005
• Энциклопедия «Кирилла и Мефодия»2007

 

1