ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И ПЛАСТИЧЕСКИЙ ОБМЕН

СТРОЕНИЕ АТФ. ПЛАСТИЧЕСКИЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН.

АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) – это универсальный источник и основной аккумулятор энергии в живых клетках. АТФ содержится во всех клетках растений и животных. Наибольшее количество АТФ содержится в скелетных мышцах.

АТФ по строению очень похож на нуклеотид РНК.

АТФ включает:

1) Азотистое основание – аденин

2) Углевод – рибозу

3) 3 остатка фосфорной кислоты (в нуклеотиде РНК был всего 1 остаток фосфорной кислоты)

Как видно на рисунке, остатки фосфорной кислоты соединены между собой двумя связями (на рисунке – показаны стрелками). Эти связи называются макроэргическими, потому что содержат в себе большое количество энергии.

АТФ – нестабильная молекула. Поэтому остатки фосфорной кислоты могут отсоединяться.

При отщеплении одного остатка, АТФ превращается в АДФ (аденозин-ди-фосфат). При этом выделяется 40 кДж энергии.

При отщеплении еще одного остатка АДФ превращается в АМФ (аденозин-моно-фосфат). Также выделяется еще 40 кДж энергии.

Третий же остаток фосфорной кислоты также может отщепляться, но при его отщеплении выделяется всего 14 кДж энергии, потому что в нем нет макроэргических связей.

Также остатки фосфорной кислоты могут не только отщепляться, но и присоединяться обратно. Здесь энергия уже не выделяется, а наоборот, тратится. То есть на присоединение каждого остатка фосфорной кислоты требуется 40 кДж энергии. Процесс присоединения остатков фосфорной кислоты носит название фосфорилирование. Фосфорилирование происходит с разной интенсивностью при дыхании (в митохондриях), при гликолизе (в цитоплазме), при фотосинтезе (в хлоропластах). Для восполнения запасов АТФ используется энергия, высвобождаемая при окислении углеводов, липидов, белков и других веществ, поступающих с пищей.

АТФ синтезируется у животных – в митохондриях, у растений – в митохондриях и хлоропластах.

Энергию АТФ все клетки используют для осуществления процессов жизнедеятельности.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И ПЛАСТИЧЕСКИЙ ОБМЕН

Все живые организмы являются открытыми системами, которые постоянно обмениваются с окружающей средой веществами и энергией. Обмен веществ и энергии – основное свойство живого. Совокупность реакций обмена, происходящих в организме, называется метаболизмом.

Метаболизм включает 2 процесса:

1) Анаболизм (ассимилляция, пластический обмен) – процесс образования сложных веществ из простых. Например, биосинтез белка, фотосинтез, хемосинтез. Происходит с ЗАТРАТОЙ энергии при участии ферментов. В результате, клетка получает строительный материал.

2) Катаболизм (диссимилляция, энергетический обмен) – процесс образования простых веществ из более сложных. Аминокислот – из белков, нуклеотидов – из нуклеиновых кислот, глицерина и жирных кислот – из липидов, глюкозы – из углеводов. Катаболизм происходит с ВЫДЕЛЕНИЕМ энергии, также при участии ферментов. В результате, клетка получает энергию для дальнейшего существования.

Катаболизм и анаболизм взаимосвязаны. Синтез сложных веществ невозможен без энергии, распад невозможен без строительных материалов.

По типу питания все организмы делятся на:

1) Автотрофы – способны синтезировать органические вещества из неогранических.

· Фотосинтетики – синтезируют органику в процессе фотосинтеза при помощи энергии солнечного света. К ним относятся растения и некоторые бактерии (цианобактерии)

· Хемосинтетики – ситнезируют органику с помощью энергии окисления неогранических соединений (сероводород, аммиак, железо). К ним относятся некоторые бактерии

2) Гетеротрофы – используют готовые органические вещества, потому что не способны сами их синтезировать. К ним относятся все грибы, животные, некоторые незеленые растения (ряска – паразитическое растение, поедающее мелких насекомых), большинство бактерий.

· Сапрофиты – питаются органическими веществами отмерших организмов

· Паразиты – питаются органикой живых организмов

· Симбионты – находятся во взаимовыгодном сотрудничестве друг с другом.

· Хищники

3) Миксотрофные – питаются и автотрофно, и гетеротрофно в зависимости от условий. Например, эвглена зеленая.