Презентація на тему:
ПЛАСТИЧНИЙ ТА ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ОБМІН КЛІТИНИ

ПЛАСТИЧНИЙ ТА ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ОБМІН КЛІТИНИ

Мета: ознайомитися з основними етапами обміну речовин та енергії в клітині, особливостями метаболізму рослинної та тваринної клітини, а також сформувати поняття про ключові процеси метаболізму.

метаболізм – це сукупність величезної кількості біохімічних процесів, кожний з яких представляє собою певну послідовність багатьох хімічних реакцій, які здійснюються за участю ферментів. На рівні клітини обмін речовин складається з двох взаємно пов’язаних процесів, які протікають одночасно: асиміляції (анаболізм, або пластичний обмін) та дисиміляції (катаболізм, або енергетичний обмін).

Асиміляція – це сукупність реакцій біосинтезу, тобто процес утворення органічних сполук, специфічних для даної клітини: з простих речовин утворюються більш складні, а з низькомолекулярних – високомолекулярні. Дисиміляція – це сукупність реакцій розщеплення речовин, завдяки чому здійснюється розпад органічних сполук на більш прості і виділяється енергія. СО2 і Н2О – продукти дисиміляції

ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ОБМІН аденозинтрифосфат (АТФ) – основний акумулятор і універсальний переносник енергії в клітині.

За типом дисиміляції організми можуть бути аеробними та анаеробними. У більшості аеробних організмів енергетичний обмін представляє собою сукупність аеробних та анаеробних процесів, які можуть доповнювати один одного або переважати залежно від конкретних умов існування.

Цикл трикарбоновых кислот або цикл Кребса

В процесі ЦТК утворюються НАДН та ФАДН2, які далі окислюються в дихальному ланцюзі. Цей етап називається тканинним або клітинним диханням, і здійснюється у еукаріот в мітохондріях, а у прокаріот – в клітинній мембрані

Сопряжение процессов дыхания и фосфорилирования

Сумарна реакція клітинного дихання виглядає наступним чином: С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6 Н2О + 38 АТФ

В клітинах багатьох мікроорганізмів може відбуватися анаеробний окислювально-відновлювальний процес перетворення органічних сполук з утворенням АТФ, який називається бродінням. Кінцевими продуктами спиртового бродіння є етиловий спирт (С2Н5ОН), вуглекислий газ і дві молекули АТФ: С6Н12О6 → 2С2Н5ОН + СО2 + 2АТФ При молочнокислому бродінні, піруват, що утворився при розпаді глюкози, відновлюється до молочної кислоти: С3Н4О3 + НАДН + Н+ → С3Н6О3 + НАД+

ПЛАСТИЧНИЙ ОБМІН За типом асиміляції організми можуть бути автотрофними, гетеротрофними і міксотрофними.

Автотрофна асиміляція. Автотрофні організми здатні самостійно синтезувати органічні речовини з неорганічних. Залежно від того, яке джерело енергії використовують для синтезу органічних речовин автотрофні організми, їх підрозділяють на дві групи: фототрофи і хемотрофи.

Фототрофи Фототрофами є зелені рослини, для яких характерний фотосинтез, що відбувається завдяки наявності у хлоропластах пігменту хлорофілу. Фотосинтез – це складний багатоступінчастий процес перетворення сонячної енергії в потенційну енергію хімічних зв'язків в органічних речовинах.

Схема электронного транспорта при фотосинтезе

Схема фотосинтеза

Фотосинтез у прокаріотичних організмів має певні особливості залежно від видової специфічності. Так, наприклад, ціанобактерії і прохлорофіти здійснюють фотосинтез з виділенням кисню, а пурпурні, зелені та галобактерії – без цього. Крім того деякі бактерії можуть використовувати спеціальні пігменти для цього процесу: галобактерії здійснюють складний цикл фотохімічних реакцій за допомогою бактеріородопсину, ціанобактерії містять фікоціанін, що часом більш активно, ніж наявний у них хлорофіл, приймає участь у фотосинтезі та ін.

Хемосинтез – це синтез органічних речовин у автотрофних бактерій з використанням енергії, що виділяється при хімічних реакціях окислення неорганічних сполук: сірководню, сірки, аміаку, азотної кислоти, заліза та ін. Бактерії, що нітрифікують, живуть у ґрунті і водоймах. Деякі з них одержують енергію в результаті окислювання аміаку в азотисту кислоту: 2 NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O +енергія

У теплих водоймах, що містять сірководень, живуть безбарвні бактерії, які здатні добувати енергію, необхідну для синтезу органічної речовини з вуглекислоти в повній темряві, окислюючи сірководень і накопичуючи сірку: 2H2S + O2 → 2H2O + 2S + енергія При виснаженні запасів сірководню бактерії використовують відкладену в них сірку, окислюючи її до сірчаної кислоти: 2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4 + енергія Інша група бактерій окислює азотисту кислоту до азотної і використовує виділену енергію для синтезу речовин: 2HNO2 + О2 → 2HNO3 + енергія

Гетеротрофна асиміляція відбувається в клітинах тварин, грибів, деяких бактерій, які синтезують органічні сполуки для свого тіла з вже готових органічних речовин, що надходять з їжею. Міксотрофна асиміляція спостерігається у організмів, які містять пігмент хлорофіл і на світлі можуть бути автотрофами, а за умов відсутності світла стають гетеротрофами.