Конспект по биологии на тему "Виды метаболизма" (9 класс)

Виды метаболизма

Для нормальной жизнедеятельности клетки и всего многоклеточного организма необходимо постоянство внутренней среды, получившее название гомеостаза.

Гомеостаз — постоянство внутренней среды биологических систем.

Все реакции, протекающие в клетке, направлены на поддержание гомеостаза, для этого необходимы вещества и энергия.

Метаболизм или обмен веществ — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Обмен веществ включает два процесса:

катаболизм (диссимиляция, энергетический обмен) – совокупность химических реакций, направленных на распад сложных веществ с образованием энергии;

анаболизм (ассимиляция, пластический обмен) – реакции биосинтеза, при которых с затратой энергии образуются сложные органические вещества.

Составные части метаболизма

Часть	Характеристика	Примеры	Затраты энергии
Катаболизм (энергетический обмен, диссимиляция)	Совокупность химических реакций, приводящих к образованию простых веществ из более сложных	Гидролиз полимеров до мономеров и расщепление последних до низкомолекулярных соединений углекислого газа, воды, аммиака и других веществ	Энергия выделяется
Анаболизм (пластический обмен, ассимиляция)	Совокупность химических реакций синтеза сложных веществ из более простых	Образование углеводов из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза, реакции матричного синтеза	Энергия поглощается

Оба процесса происходят одновременно и находятся в равновесии. Вещества, участвующие в анаболизме и катаболизме, поступают из внешней среды. Для нормального протекания метаболизма в животной клетке необходимы белки, жиры, углеводы, кислород, вода. В растения должны поступать вода, кислород и солнечный свет.

Катаболизм и анаболизм

Диссимиляция может происходить в присутствии или в отсутствии кислорода.

По отношению к кислороду все организмы делятся на два типа:

аэробы – живут только в присутствии кислорода (животные, растения, некоторые грибы);

анаэробы – могут существовать в отсутствии кислорода (некоторые бактерии и грибы).

При поглощении кислорода происходит процесс окисления, и сложные вещества распадаются на более простые. В бескислородной среде происходит брожение. В результате двух этих процессов высвобождается большое количество энергии.

Задача №1.

Хромосомный набор соматических клеток речного рака равен 116. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток в профазе митоза, в метафазе митоза и телофазе митоза. Поясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.

Хромосомный набор в профазе 2n 4с, число ДНК 116*2=232

Метафаза: 2n 4c (116 хромосом и 232 ДНК); Телофаза: 2n2c, (116 хромосом и 116 ДНК)

Энергетический обмен

Для аэробных организмов катаболизм проходит в три этапа, описанных в таблице.

Этап	Что происходит	Где происходит	Энергия
Подготовительный	Ферментативное расщепление органических соединений: белки расщепляются до аминокислот, крахмал – до глюкозы(С6Н12О6), жиры – до жирных кислот и глицерина	У одноклеточных организмов – в лизосомах, у многоклеточных – в желудочно-кишечном тракте	Небольшое количество рассеивается в виде тепла. Расходуется 2 АТФ.
Бескислородный (анаэробный)	Глюкоза расщепляется до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК). При дальнейшем отсутствии кислорода ПВК в процессе брожения распадается либо до этилового спирта (спиртовое брожение), либо до молочной кислоты (молочнокислое брожение)	В цитоплазме клетки	Затраты в виде глюкозы в процессе гликолиза. Образование 4 молекул АТФ. (остается 2 АТФ)
Кислородный (аэробный)	Стадия расщепления органических веществ кислородом (Окисление ПВК) до углекислого газа и воды	В митохондриях	Затраты энергии на образование молекул АТФ. Образование 36 молекул АТФ

Важные катаболические реакции, происходящие в организме:

Гликолиз. Лизис (расщепление) глюкозы до пировиноградной кислоты в аэробных условиях и до молочной кислоты в анаэробных условиях. Энергия сохраняется в виде АТФ.

Гликогенолиз. Распад гликогена (полисахарида) на глюкозу. Ключевой фермент катализирующего процесса является мышечная гликогенфосфорилаза.

Липолиз. Внутриклеточный синтез триглицеридов (деление свободных клеток жиров) . Находится под жестким гормональным контролем.

Цикл Кори. Регулирует уровень сахара в крови и выводит молочную кислоту из мышц.

Бета-окисление. Расщепление жирных структур в тканях.

Разложение кетоновых тел, белков или аминокислот вплоть до мочевины и углекислоты.

Ассимиляция и диссимиляция находятся в неразрывной связи.

Реакция распада ускоряется в двух противоположных процессах благодаря: росту организма; размножению клеток; интенсивному образованию живой протоплазмы; синтезу белков.

Анаболизм происходит после подготовительного этапа. Из более простых организмов синтезируются сложные органические вещества, характерные для организма. Например, из аминокислот образуются ферменты, белки-переносчики, пигменты, нуклеиновые кислоты и т.д. Образованные вещества способствуют катаболизму.