Тема: «Обмен веществ и превращения энергии

Тема: «Обмен веществ и превращения энергии. Свойства живых организмов
(метаболизм)
Энергетический обмен – синтез АТФ в митохондриях (катаболизм). Три этапа:
Гликолиз-бескислородное
Подготовительный этап
Кислородное расщепление
расщепление
Белки→амитокислоты
С6Н12О6→С3Н6О3 + 2 АТФ
С3Н6О3 + О2→СО2 + Н2О +
жиры→глицирин+жирная
молочная
36 АТФ
кислота
кислота
Сложные
углеводы→глюкоза
2АТФ+36АТФ=38АТФ
Энергия рассеивается в виде анаэробное дыхание
аробное дыхание
тепла
Диссимиляция – катаболизм (разрушение).
Второй этап – бескислородный, или неполный. Он называется также анаэробным
дыханием (гликолизом) или брожением. У дрожжевых грибов молекула глюкозы без
участия О2 превращается в этиловый спирт и СО2 (спиртовое брожение). Итак,
энергетический обмен – расщепление сложных органических веществ (белков, жиров,
углеводов) до простых с освобождением энергии, используемой в процессах
жизнедеятельности. Дыхание – пример энергетического обмена, в процессе которого
кислород, поступивший в клетку окисляет органические вещества и при этом
освобождается энергия. Участие в энергетическом обмене ферментов в ускорении
реакций окисления.
Пластический обмен (анаболизм)
Это совокупность реакций синтеза органических веществ, из которых образуются
структуры клетки, обновляется состав, синтезируются ферменты. Синтез белка из
аминокислот – пример пластического обмена. Взаимосвязь пластического и
энергетического обмена:
- пластический обмен поставляет для энергетического органические вещества и
ферменты, а энергетический поставляет для пластического – энергию для реакций
синтеза. Нарушение одного из видов клеточного обмена ведёт к нарушению всех
процессов жизнедеятельности, к гибели организма.
Фотосинтез, его значение, космическая роль
По способу синтеза органических веществ, необходимых для жизнедеятельности,
все живые организмы делятся на 2 группы:
- автотрофные;
- гетеротрофные.
Автотрофные клетки организмов (зелёные растения, синезелёные водоросли,
цианобактерии) синтезируют органические вещества из неорганических (Н2О, СО2,
минеральных солей…). Гетеротрофные организмы (грибы, животные, микроорганизмы)
используют готовые органические вещества. Процесс образования органических
соединений, идущий за счёт световой энергии, называется фотосинтезом.
Фотосинтез происходит в хлоропластах листа, зелёного стебля. Суммарное уравнение
фотосинтеза: 6СО2 + 6Н2Оэнергия света→ С6Н12О6 + 6О2↑.
В процессе фотосинтеза выделяется 2 фазы: световая и темновая. Световая фаза
предшествует темновой. Основные события световой фазы:
- возбуждение электронов хлорофилла световой энергией.
- расходование энергии электронов на синтез АТФ.
- фотолиз молекул воды;
катионы
водороды
соединяются
с
молекулами
НАДФ
(никотинамидадениндинуклетидфосфат).
Темновая фаза. В темновой фазе фотосинтеза осуществляется связывание СО2, Н и
энергии, запасаемой в молекулах АТФ, в органические соединения (например, углеводы).
Процесс фотосинтеза был открыт в 1771 году английским учёным Д. Пристли.
Хемосинтез
Осуществляется за счёт энергии, освобождаемой, например, при окислении
аммиака в азотистую кислоту или азотистой кислоты в азотную – нитрифицирующие
бактерии, двухвалентного железа в трёхвалентное – железа бактерии, сероводорода до
серной кислоты –серобактерии. Значение хемосинтетиков велико. Нитрифицирующие
бактерии, например способствуют образованию в почве солей азотной кислоты,
необходимых зелёным растениям.
Биосинтез белков. Код ДНК
Информация о первичной структуре молекул белка содержится в ДНК. Ген- это
участок ДНК, несущий информацию о строении белка. Таким образом, в молекуле ДНК
записан код о последовательности аминокислот в белке в виде последовательности
нуклеотидов. Каждой аминокислоте в будущей белковой молекуле соответствует участок
из 3 нуклеотидов (триплет) в молекуле ДНК.
Транскрипция
Синтез И-РНК происходит в ядре. Процесс переписывания информации,
содержащейся в генах ДНК на И-РНК называется транскрипцией. Нить ДНК в этом
случае является матрицей. Далее молекулы И-РНК выходят из ядра через поры и
направляются в цитоплазму к рибосомам. Сюда же Т-РНК доставляют аминокислоты.
Т – РНК
Общий вид молекулы Т_РНК напоминает лист клевера. На верхушке листа
расположен антикодон (кодовый триплет), который соответствует определённой
аминокислоте.
Трансляция
Процесс сборки молекулы белка идёт в рибосомах и называется трансляцией.
Закончив синтез белка, рибосомы «сползают» с И-РНК, а молекулы белка перемещаются в
ЭПС. Все реакции катализируются. Реакции редупликации ДНК, синтез РНК относятся к
реакциям матричного синтеза. Матрицей (формой) служат макромолекулы ДНК или РНК.