ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ - КЛЕТКА КАК БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

• Обмен веществ, или метаболизм — это совокупность процессов преобразования веществ и энергии.

• Обмен веществ направлен на сохранение и самовоспроизведение биологических систем.

• Он включает в себя поступление веществ в организм в процессе питания и дыхания, внутриклеточный обмен веществ и выделение конечных продуктов обмена.

• Обмен веществ неразрывно связан с процессами превращения одних видов энергии в другие. Например, в процессе фотосинтеза световая энергия запасается в виде энергии химических связей сложных органических молекул, а в процессе дыхания она высвобождается и расходуется на синтез новых молекул, механическую и осмотическую работу, рассеивается в виде тепла и т. д.

• Ферменты, или энзимы — биологические катализаторы белковой природы, контролирующие химические реакции в живых организмах.

• Ферменты снижают энергию активации химических реакций, значительно ускоряя их протекание или делая их принципиально возможными.

• Ферменты могут быть как простыми, так и сложными белками, в состав которых, кроме белковой части, входит и небелковая — кофактор, или кофермент.

• Ферменты отличаются от катализаторов небелковой природы высокой специфичностью действия: каждый фермент катализирует конкретные преобразования определённого вида субстрата.

• Активность ферментов в живых организмах регулируются множественными механизмами:

- путём взаимодействия с регуляторными белками, низкомолекулярными регуляторами и ионами;

- за счёт изменения условий протекания реакции, например pH компартмента.

Метаболизм

Пластический (или конструктивный) совокупность реакций синтеза, которые идут с затратой энергии АТФ

Энергетический совокупность реакций ассимиляции (поглощения) и преобразования внешней энергии в энергию АТФ

Наиболее важными процессами энергетического обмена являются дыхание и брожение.

Способ питания

Автотрофный способность синтезировать органические вещества из неорганических

Гетеротрофный использование исключительно готовых органических веществ

Способ питания определяет тип метаболизма (в определённом смысле термины «тип питания» и «тип метаболизма» являются синонимами. Например, автотрофный тип питания соответствует типу метаболизма автотрофия.

• Стадии энергетического обмена

1) Подготовительный.

Расщепление сложных соединений на более простые. Центральным продуктом, подвергающимся дальнейшему окислению, является глюкоза.

2) Анаэробный (бескислородный).

Расщепление мономеров до ещё более простых продуктов без участия кислорода в цитоплазме. При расщеплении глюкозы в процессе гликолиза образуются две молекулы пировиноградной кислоты, две молекулы АТФ и две молекулы восстановленного переносчика электронов НАДН.

3) Аэробный (кислородный).

Пировиноградная кислота (пируват) окисляется в присутствии кислорода до углекислого газа и воды. При этом образуется 36 молекул АТФ в расчете на одну молекулу окисленной глюкозы.