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: 588;