Что такое обмен веществ в клетке: Обмен веществ. Пластический и энергетический обмен — урок. Биология, 8 класс.

Обмен веществ и энергии в клетке – основное свойство превращения

4.7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 1581.

4.7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 1581.

Рост, развитие, умственная и физическая деятельность возможны благодаря обмену веществ и энергии в клетке. Преобразование веществ в энергию является главным условием живых организмов, начиная одноклеточными растениями и заканчивая человеком.

Анаболизм и катаболизм

Обмен веществ или метаболизм – совокупность сложных химических реакций, происходящих в каждой клетке живого организма. Основное свойство обмена веществ и энергии – обеспечение взаимодействия внешней среды с организмом для поддержания жизни и нормального функционирования тканей и органов. Все жизненно необходимые вещества (вода, кислород, органические соединения) поступают из внешней среды. Без их доступа обмен веществ нарушается или прекращается, что приводит к гибели живого организма.

Метаболизм включает два тесно взаимосвязанных противоположных процесса:

• катаболизм или диссимиляция;
• анаболизм или ассимиляция.

Катаболизм или энергетический обмен – процесс распада сложных веществ (сахаров, жиров) на более простые. В результате образуется энергия в виде молекулы АТФ (аденозинтрифосфорная кислота или аденозинтрифосфат), которая является универсальным источником энергии. Часть образованных молекул АТФ участвует в синтезе различных веществ, часть – рассеивается в виде тепла.

Рис. 1. Формула АТФ.

Примеры катаболизма:

• расщепление этанола;
• гликолиз – превращение глюкозы в кислоту, а затем – в воду и углекислый газ;
• внутриклеточное дыхание (окисление).

Анаболизм или пластический обмен включает сложные химические реакции, в результате которых образуются высокомолекулярные вещества, необходимые для постройки и обновления организма (белки, жиры, углеводы).

Для проведения таких реакций нужна энергия, т. е. анаболизм происходит с участием АТФ.

Анаболизм можно наблюдать в виде:

• роста волос и ногтей;
• образование мышц;
• заживление ран, срастание костей и т.д.

Фотосинтез является анаболизмом, но вместо АТФ используется энергия солнечных лучей.

Рис. 2. Процесс фотосинтеза в клетке.

В результате катаболизма (распада) образуются простые вещества, которые могут соединяться при анаболизме (постройке) и вновь разрушаться при катаболизме с высвобождением АТФ. Хорошим примером являются жиры, которые образуются при ассимиляции, откладываются в тканях и расщепляются для получения энергии. Соотношение образованной и потраченной энергии называется энергетическим балансом. Анаболизм и катаболизм должны происходить параллельно без преобладания одного из процессов.

Этапы

Прежде чем пища превратится в энергию, она должна пройти долгий путь по желудочно-кишечному тракту, попасть в кровь и достигнуть каждой клетки, где начнётся метаболизм. Весь процесс делится на три стадии, которые описаны в таблице.

Рис. 3. Схема обмена веществ.

На протяжении всего метаболизма задействованы катализаторы – ферменты, которые ускоряют синтез или распад. Ферменты действуют избирательно: каждый вид участвует в строго определённых реакциях. Например, амилаза помогает расщепить крахмал в ротовой полости.

Регуляцию обмена веществ осуществляет гипоталамус, где находятся центры теплообмена, ощущений голода, жажды, насыщения. Нейроны гипоталамуса реагируют на уровень глюкозы, изменение давления, температуры и т.д. В соответствии с полученной информацией гипоталамус корректирует метаболизм.

Что мы узнали?

Кратко узнали об основных стадиях и этапах метаболизма, взаимодействии и примерах катаболизма и анаболизма, о значении ферментов для метаболизма и центре контроля всех внутриклеточных процессов.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Любовь Максимова

  10/10

• Даниил Горчаков

  7/10

• Айдана Мелисова

  10/10

• Айдин Мелисов

  10/10

• Yana Kondratko

  10/10

• Сумая Эрланова

  10/10

• Нурайым Омурбекова

  10/10

• Айтурган Каимкулова

  10/10

• Белек Бакытов

  8/10

• Mardon Foziljanov

  9/10

Оценка доклада

4. 7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 1581.

А какая ваша оценка?

Метаболизм. Основные понятия — что это, определение и ответ

Вещества, попавшие в организм, вовлекаются в процессы метаболизма.

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

Метаболизм – совокупность взаимосвязанных и сбалансированных процессов, включающих разнообразные химические превращения в организме.

• 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.

Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция, распад)

• 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.

Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция, синтез)

• 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.

Значение АТФ в обмене веществ

• 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

АТФ является универсальным источником энергообеспечения клетки.

• 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).

Ферментативный характер обмена веществ

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.

Основная задача фермента – помочь какой-либо реакции пройти максимально быстро.

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.

Метаболизм клеток | Клеточная биология

Клеточный метаболизм представляет собой набор химических реакций, происходящих в живых организмах для поддержания жизни. Клеточный метаболизм включает сложные последовательности контролируемых биохимических реакций, более известных как метаболические пути. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, поддерживать свою структуру и реагировать на изменения окружающей среды.

Чтобы ознакомиться с комплексными решениями Bio-Techne для метаболизма липидов, гомеостаза глюкозы и энергетического баланса, посетите нашу страницу метаболизма на сайте bio-techne.com

Целевые файлы клеточного метаболизма

• Амилоидные бета-пептиды
• Аутофагия
• Метаболизм углеводов
• Цитохром P450
• Синтез ДНК, РНК и белков 90 012
• Реакция на стресс/несвернутый белок ER

• Гликобиологические зонды Новый
• Метаболизм липидов
• Окислительное фосфорилирование
• Прионовый белок
• Убиквитин/протеасомная система

Родственные мишени

• Митохондриальный кальций Uniporter

• Нейронный метаболизм

Регулирование

Химические реакции метаболизма организованы в метаболические пути, в которых одно химическое вещество превращается в другое с помощью последовательности ферментов. Ферменты имеют решающее значение для метаболизма и позволяют тонко регулировать метаболические пути для поддержания постоянного набора условий в ответ на изменения в окружающей среде клетки, процесс, известный как гомеостаз.

Класс

Метаболизм клеток состоит из двух отдельных частей: анаболизма и катаболизма. Анаболизм — это конструктивный метаболический процесс, в котором клетка использует энергию для создания молекул, таких как ферменты и нуклеиновые кислоты, и выполнения других жизненно важных функций. Анаболизм включает три основных этапа: во-первых, производство предшественников, таких как аминокислоты, моносахариды, изопреноиды и нуклеотиды; во-вторых, их активация в реактивные формы; и в-третьих, сборка этих предшественников в сложные молекулы.

Катаболизм — это метаболический процесс, при котором клетка расщепляет сложные молекулы. Целью катаболических реакций является обеспечение энергией и компонентами, необходимыми для анаболических реакций. Катаболические реакции обычно экзотермические и в зависимости от субстрата подразделяются на катаболизм углеводов, жиров и белков.

Литература по клеточному метаболизму

Tocris предлагает следующую научную литературу по клеточному метаболизму для демонстрации нашей продукции. Мы приглашаем вас запросить* вашу копию сегодня!

*Обратите внимание, что Tocris отправляет литературу только на установленные адреса научных организаций/институтов.

Руководство по продуктам для исследования рака

Коллекция из более чем 750 продуктов для исследования рака, руководство включает инструменты для изучения:

• Запросить копию
• Запросить в формате PDF
• Посмотреть все Руководства по продуктам и списки

Метаболизм рака Обновлено

На этом плакате кратко изложены основные метаболические пути в раковых клетках и выделены потенциальные мишени для лечения рака. Генетические изменения и эпигенетические модификации в раковых клетках изменяют регуляцию клеточных метаболических путей, обеспечивая потенциальные терапевтические мишени для рака.

• Копия запроса
• Скачать PDF
• Просмотреть все постеры по медико-биологическим наукам

Липидный обмен | Клеточный метаболизм

При низком уровне глюкозы организм может использовать липиды в качестве альтернативного источника энергии. Липиды обычно запасаются в виде триглицеридов, и первым этапом метаболизма липидов является превращение в глицерин и жирные кислоты, которые затем вступают в цикл Кребса.

Чтобы ознакомиться с комплексными решениями Bio-Techne для метаболизма липидов, гомеостаза глюкозы и энергетического баланса, посетите нашу страницу метаболизма на сайте bio-techne.com

Целевые файлы метаболизма липидов

• АТФ-цитратлиаза
• Диацилглицеролкиназы
• Белки, связывающие жирные кислоты (FABP)
• Синтаза жирных кислот
• Рецепторы GPBA

• Лизосомальная кислая липаза
• Метаболизм других липидов
• Сфингозинкиназа
• SREBP
• Стеароил-КоА-9-десатураза

Родственные мишени

• Рецепторы свободных жирных кислот
• ГМГ-КоА-редуктаза

• Инозитол-липиды
• Дифференцировка стволовых клеток

Когда запасы глюкозы низки, организм может использовать липиды в качестве альтернативного источника энергии. Липиды обычно запасаются в виде триглицеридов, и первым этапом метаболизма липидов является превращение в глицерин и жирные кислоты. Глицерин (дигидроксиацетонфосфат) может вступать в путь гликолиза и переходить к циклу Кребса и окислительному фосфорилированию. Жирные кислоты превращаются в ацетил-КоА, который может непосредственно вступать в цикл Кребса и впоследствии окислительно фосфорилироваться. Каждая молекула жирной кислоты производит много молекул ацетил-КоА (тогда как глюкоза дает две), поэтому из одной молекулы жирной кислоты может быть получено гораздо больше АТФ, чем из одной молекулы глюкозы. Кетоны образуются как побочный продукт метаболизма липидов и могут использоваться нервной системой в качестве частичной альтернативы глюкозе. Это защитный механизм, позволяющий организму сохранять глюкозу, когда потребление энергии становится ограниченным.

Метаболизм липидов и метаболизм глюкозы тесно связаны. Диабет II типа связан с дислипидемией, которая характеризуется повышенным уровнем триглицеридов и сниженным уровнем холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС-ЛПВП).