Катаболизм обеспечивает все биохимические процессы в клетке энергией, поэтому его еще называют энергетическим обменом.
Обмен веществ – основа существования клетки
Обмен веществ и энергии (метаболизм) – это совокупность биохимических реакций, протекающих в клетке и обеспечивающих процессы ее жизнедеятельности.
В живой клетке постоянно осуществляется обмен веществ – метаболизм. Метаболизм включает два взаимосвязанных процесса: ассимиляцию (анаболизм) и диссимиляцию (катаболизм). Совокупностью их химических реакций обеспечивается биосинтез новых соединений, необходимых для жизни клетки, и распад (расщепление) уже имеющихся или поступающих веществ для обеспечения клетки энергией.
Биосинтез важнейших органических веществ и клеточное дыхание осуществляются в клетке с помощью ферментов. Энергию клетки получают или непосредственно путем поглощения света (при фотосинтезе), или путем расщепления имеющихся органических соединений при клеточном дыхании (при катаболизме).
Анаболизм (греч. anabole – "подъем"), или ассимиляция (лат. assimilatio – "слияние", "усвоение"), – совокупность химических процессов, направленных на образование и обновление структурных частей клеток. Поэтому анаболизм еще называют пластическим обменом. В ходе анаболизма происходит биосинтез сложных молекул из более мелких молекул–предшественников или из молекул веществ, поступивших из внешней среды.Энергия на эти процессы вырабатывается в ходе катаболизма. Важнейшими процессами анаболизма являются синтез белков и нуклеиновых кислот (свойствен всем организмам) и синтез углеводов (у растений, некоторых бактерий и цианобактерий).
|
|
Анаболизм является созидательным этапом обмена веществ. Он осуществляется всегда с потреблением энергии при участии ферментов.
Фотосинтез
Суммарное уравнение:
6CO2 + 6H2OсветС6H12O6 + 6O2↑
1. Световая фаза:
2H2OсветO2↑ + 4H+
2H2O + 4НАДФ∙ + АДФ + Ф → O2↑+ 4НАДФ∙H+ + АТФ
2. Темновая фаза:
12НАДФ∙H++ 6CO2+ 3АТФ→ С6H12O6+ 12НАДФ∙ + 3АДФ + 3Ф+ 3O2↑
В процессе анаболизма с образованием сложных молекул идет накопление энергии, главным образом, в виде химических связей. Поступление этой энергии в большинстве случаев обеспечивается реакциями биологического окисления веществ клетки – реакциями катаболизма.
Катаболизм (греч. katabole – "сбрасывание", "разрушение"), или диссимиляция, – совокупность реакций, в которых происходит распад органических веществ с высвобождением энергии. Этот процесс осуществляется под «управлением»ферментов, синтезируемых при анаболизме.При разрыве химических связей молекул органических соединений энергия высвобождается и запасается, главным образом, в виде молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), т.е. аденозинтрифосфата. Синтез АТФ у эукариот происходит в митохондриях и хлоропластах, а у прокариот – в цитоплазме, на мембранных структурах.
|
|
Аденозинтрифосфорная кислота, или АТФ, – это нуклеотид, содержащий аденин, рибозу и трифосфат (три остатка фосфорной кислоты).
Схема структуры молекулы АТФ
Азотистое основание аденин | Моносахарид рибоза | Остатки фосфорной кислоты | Название |
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) | |||
Аденозиндифосфорная кислота (АДФ) | |||
Аденозинмонофосфорная кислота (АМФ) |
Катаболизм обеспечивает все биохимические процессы в клетке энергией, поэтому его еще называют энергетическим обменом.
Молекула АТФ очень энергоемка. Она является универсальным переносчиком и накопителем энергии. Энергия заключена в связях между тремя остатками фосфорной кислоты.
Как происходит выделение энергии в клетке? Отделение от АТФ одного концевого фосфата (Ф) сопровождается выделением 40 кДж на 1 моль, тогда как при разрыве химических связей других соединений выделяется 12кДж. Образовавшаяся при этом молекула аденозиндифосфата (АДФ) или аденозинмонофосфата (АМФ) с двумя или одним фосфатными остатками может быстро восстановиться в митохондриях до АТФ.
|
|
Присоединение фосфорных остатков к АМФ и АДФ сопровождается накоплением (аккумуляцией) энергии, а их отщепление от АТФ и АДФ приводит к выделению энергии.
МЕТАБОЛИЗМ
(ОБМЕН ВЕЩЕСТВ)
КАТАБОЛИЗМ (ДИССИМИЛЯЦИЯ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН) |
АНАБОЛИЗМ (АССИМИЛЯЦИЯ, ПЛАСТИЧЕСКИЙ ОБМЕН) |
Биосинтез сложных молекул из более мелких молекул–предшественников или из молекул веществ, поступивших из внешней среды. Энергия на эти процессы вырабатывается в ходе катаболизма. |
Совокупность реакций, в которых происходит распад органических веществ с высвобождением энергии. Этот процесс осуществляется под «управлением» ферментов, синтезируемых при анаболизме. |
ЭНЕРГИЯ ЗАТРАЧИВАЕТСЯ |
ЭНЕРГИЯ ВЫСВОБОЖДАЕТСЯ В ВИДЕ АТФ |
ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ В ВИДЕ АТФ |
ПЕРЕДАЧА ФЕРМЕНТОВ В ВИДЕ МОЛЕКУЛ БЕЛКА |
|
|
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1165; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!