Обмен веществ или метаболизм

Биология 10 класс

Обмен веществ (метаболизм) – совокупность всех процессов синтеза и распада, протекающих в клетке, связанных с выделением или поглощением энергии

Это совокупность реакций синтеза высокомолекулярных органических веществ из низкомолекулярных или неорганических, идущий с поглощением энергии, за счет распада АТФ

Это совокупность реакций распада высокомолекулярных органических веществ до низкомолекулярных или неорганических, идущий с выделением энергии, и запасанием ее в АТФ

По способу получения энергии, питания, синтеза органических веществ:

автотрофы

гетеротрофы

Синтезируют в клетках своего тела органические вещества из неорганических

фотосинтетики

хемосинтетики

Используют готовые органические вещества и

энергию запасенную в этих веществах, высвобождающуюся при распаде

По процессам диссимиляции:

аэробы

анаэробы

Используют кислород для полного окисления органических веществ

Не используют кислород. Органические вещества расщепляются не полностью

Фотосинтез- это процесс синтеза органических веществ из неорганических (углекислого газа и воды), происходящий с использованием энергии Солнца

Хлорофиллы:

хлорофилл а — у большинства фотосинтезирующих организмов,

хлорофилл b — у высших растений и зелёных водорослей,

хлорофилл c — у бурых водорослей,

хлорофилл d — у некоторых красных водорослей.

Фазы фотосинтеза

Фотосинтез:

Световая

Темновая

• Только при участии энергии света
• На мембранах тилакоидов хлоропластов (хлорофилл)

• Для активации ферментов необходим свет
• В строме хлоропластов

Процессы световой фазы

• Возбуждение хлорофилла и перемещение электронов;
• Фотолиз воды и образование кислорода;
• Синтез молекул АТФ;
• Соединение водорода с НАДФ и образование НАДФ*2Н.

​

​

Процессы темновой фазы

Последовательность циклических реакций темновой фазы называется циклом Кальвина

• Фиксация углекислого газа, его восстановление Н+, синтез глюкозы за счет энергии АТФ

​

Факторы, влияющие на фотосинтез

1. Длина световой волны (наиболее интенсивно фотосинтез протекает под действием волн сине-фиолетовой и красной частей спектра)
2. Степень освещенности (до определенного момента скорость фотосинтеза растет пропорционально количеству света, а потом не зависит от него)
3. Концентрация углекислого газа
4. Температура (25-30⁰С)

Значение фотосинтеза

1. Органическое вещество используется всеми живыми организмами (построение клеток, источник энергии для всех процессов жизнедеятельности)
2. Появление кислорода и озона
3. Запасы горючего топлива ( уголь, торф, древесина)

Хемосинтез – процесс получения органических веществ из неорганических, с использованием энергии окисления неорганических веществ

Нитрифицирующие бактерии – окисляют аммиак до нитритов и нитратов

Железобактерии – окисляют железо

Серобактерии – окисляют сероводород до серы и впоследствии до серной кислоты

Водородные бактерии – окисляют водород до воды

​

​

Значение хемосинтеза

Круговорот азота, повышение плодородия почв

Образование железных и марганцевых руд

Получение пищевого и кормового белка, регенерация атмосферы в замкнутых пространствах

Энергетический обмен

Подготовительный этап

Происходит расщепление сложных органических веществ до простых

На уровне организма

На уровне клетки

Энергия не запасается, а выделяется в виде тепла

Бескислородный (гликолиз)

Гликолиз – бескислородное расщепление глюкозы

​

Происходит в цитоплазме клетки под действием ферментов

клеточных мембран

С₆Н₁₂О₆ + 2АДФ + 2Н₃РО₄ + 2НАД⁺ →

    глюкоза

�2С₃Н₄О₃ + 2АТФ + 2Н₂О + 2НАД·Н₂  

пировиноградная 

кислота (пируват)

�

У анаэробных организмов бескислородные процессы называют брожением

40% энергии запасается

60% энергии рассеивается

Кислородный (биологическое окисление или дыхание)

�

полное расщепление пировиноградной кислоты, происходит при обязательном присутствии кислорода

Происходит в митохондриях под действием ферментов митохондриальных мембран (необходимое условие – целостность мембран)

Цикл Кребса

Происходит в матриксе митохондрий

циклический ферментативный процесс отщепления СО₂ и окисления водорода.

2С₃Н₄О₃ + 6Н₂О+ 10НАД⁺ =6СО₂+10НАД*2Н

пируват

Окислительное фосфорилирование

Происходит превращение 

энергии, запасенной в НАД*2Н

в энергию связей АТФ (36 молекул)

Происходит на кристах митохондрий

Суммарное уравнение энергетического обмена

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ → 6СО₂ + 6Н₂О + 38АТФ + Qт,

где Qт — тепловая энергия

�