Интернет-энциклопедия по школьным предметам от Maximum Education. Учебник поможет решить домашнее задание, подготовиться к контрольной и вспомнить прошлые темы.
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).
-
Метаболизм = анаболизм + катаболизм
-
Процесс синтеза веществ = пластический обмен = ассимиляция = анаболизм
-
Процесс расщепления = энергетический обмен = диссимиляция = катаболизм
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.