Метаболизм и основные понятия

Метаболизм. Основные понятия

Вещества, попавшие в организм, вовлекаются в процессы метаболизма.

Метаболизм (обмен веществ) состоит из совокупности взаимосвязанных реакций синтеза (пластический обмен) и распада (энергетический обмен).

Все синтетические процессы нуждаются в веществах и энергии, поставляемых процессами расщепления. Процессы расщепления катализируются ферментами, синтезирующимися в ходе пластического обмена, с использованием продуктов и энергии энергетического обмена.

• Сложные вещества распадаются до более простых.
• Энергия выделяется. Часть ее запасается в АТФ, а другая часть рассеивается в виде тепла.
• Организм обеспечивается энергией, необходимой для всех процессов жизнедеятельности, в том числе для реакций пластического обмена.

• Происходит синтез более сложных соединений из более простых.
• АТФ расщепляется, а выделяющаяся энергия расходуется на образование химических связей вновь синтезированных молекул.
• Организм обеспечивается строительным материалом, необходимым для роста, развития организма и для процессов жизнедеятельности.

• Энергия, высвобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается в форме высокоэнергетических соединений, как правило, в форме аденозинтрифосфата (АТФ).
• По своей химической природе АТФ относится к мононуклеотидам и состоит из азотистого основания аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, соединённых между собой макроэргическими связями.
• Макроэргические связи – связи, в результате разрыва которых высвобождается большое количество энергии (40,8 кДж).

Строение молекулы АТФ

• Энергия, высвобождающаяся при гидролизе АТФ, используется клеткой для совершения всех видов работы. Значительные количества энергии расходуются на биологические синтезы.

• Запас АТФ в клетке ограничен и пополняется благодаря процессу фосфорилирования, происходящему с разной интенсивностью при дыхании, брожении и фотосинтезе. АТФ обновляется чрезвычайно быстро (у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 минуты).

Важнейшей особенностью химических реакций, протекающих в клетке, является их каталитический характер. Биологическими катализаторами являются специализированные белки – ферменты, или энзимы.

Для каждой реакции обмена веществ (дыхание, пищеварение, фотосинтез, биосинтез белка и т. д.) существуют свои собственные ферменты.

Вещество, которое связывается с ферментом для проведения химической реакции, называется субстратом. Ферменты активизируют субстрат, делают его доступным для проведения реакции. Ускоряя химические реакции, эти вещества в реакциях не расходуются. Также они не влияют на природу конечных продуктов.

Работа фермента

Именно благодаря ферментам клетки не нуждаются в высоких температурах, давлении или еще каких-либо особых условиях. Энзимы дают необходимую энергию (так называемую «энергию активации») для проведения сложных биохимических процессов.

*Прочитайте тему “Энергетический обмен в клетке” и выполните тестирование.