додати матеріал


Хімічний склад клітини і обмін речовин на клітинному рівні

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Хімічний склад клітини і обмін речовин на клітинному рівні

Введення

Клітина - це основна одиниця живого (біологічної активності), обмежена напівпроникною мембраною і здатна до самовідтворення в середовищі, що не містить живих систем.

Початок біологічної еволюції пов'язано з появою на Землі клітинних форм життя.

Одноклітинні організми являють собою існуючі окремо один від одного клітини. Тіло всіх багатоклітинних - тварин і рослин - побудовано з більшого чи меншого числа клітин, які є свого роду блоками, складовими складний організм. Незалежно від того, чи представляє собою клітина цілісну живу систему - окремий організм або становить лише його частина, вона наділена набором ознак і властивостей, загальним для всіх клітин.

1. Хімічний склад клітини

Клітинне речовина є складним поліфазний колоїдом, тобто являє собою систему з двох змішуються фаз. Одна з цих фаз структурно є цитоплазматическим матриксом і виконує роль водної фази з переходами від рідкого до твердого стану, тоді як інша є мембранної системою і виконує роль щодо рідкої фази. Цитоплазма практично безбарвна, має характер розчину.

У елементарному складі клітини нараховують більше 70 елементів, серед яких найбільш частими є кисень, вуглець, водень, азот. На частку кисню припадає 65% загальної маси, на частку вуглецю - 18%, водню - 10%, азоту - 3%.

Після цих елементів йдуть кальцій, фосфор, калій, сірка, натрій, хлор. Оскільки всі ці елементи зустрічаються в клітинах у великій кількості, часто їх називають макроелементами. Марганець, мідь, йод, кобальт та інші, які виявляються в микроколичествах, називають мікроелементами.

Хімічні елементи, що входять до складу клітин і які мають біологічними функціями, називають біогенними.

Хімічні елементи беруть участь у побудові речовини клітин у вигляді іонів (катіонів та аніонів) або хімічних сполук. *, Ca ²*, Mg ² *. Важливими є катіони К *, Na *, Ca ² *, Mg ² *. 2 PO 4 ¯ , Cl ¯ и HCO ³¯. Що стосується аніонів, то ними є H 2 PO 4 ¯, Cl ¯ і HCO ³ ¯.

З'єднуючись хімічними зв'язками, групи атомів утворюють так звані малі органічні молекули, якими є амінокислоти, нуклеотиди, цукру і жирні кислоти. З цих малих молекул у клітинах формуються макромолекули у вигляді білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів і ліпідів.

Клітини побудовані як з неорганічних, так і органічних сполук.

Неорганічними сполуками клітини є вода і мінеральні солі.

Вода становить близько 70% маси клітини. В окремих організмів, наприклад медуз, вміст перевищує 95%. У рослин дуже міцне зчеплення молекул води сприяє переносу розчинених поживних речовин з коренів в листя при транспірації. На молекулярному рівні у наземних і водних тварин, так само як і у рослин, вода визначає ряд важливих властивостей макромолекул.

У тілі людини вода становить 60%, з якої 40% припадає на внутрішньоклітинну, а 20% - на екстраклеточную воду. Плазма крові містить 5% екстраклеточную води.

Вода має винятково важливе значення для життєдіяльності клітин, представляючи собою середовище, в якому здійснюються найважливіші реакції, що лежать в основі синтезу і розпаду речовин. У воді добре розчиняються хлористий натрій, цукру, прості спирти, альдегіди, катіони. Ця особливість води має дуже важливе біологічне значення.

Для води характерно те, що вона володіє деякою здатністю до оборотної іонізації, в ході якої вона розпадається на іони водню (Н *) та іони гідроксилу (ОН ¯). Величини рН всіх рідин організмів виключно постійні. Їх зміни надзвичайно несприятливі для організмів, оскільки навіть невеликі зрушення рН характеризуються значним падінням каталітичної активності ферментів.

У воді під впливом ферментів відбуваються реакції гідролізу білків та інших сполук. Вода бере участь також у виведенні з клітин продуктів обміну. Нарешті, вона підтримує тепловий режим клітини.

Мінеральні солі входять до складу цитоплазми. Зустрічаються калієві, натрієві, магнієві солі, солі сірчаної, соляної, фосфорної та інших кислот. Найважливіша роль мінеральних солей полягає у визначенні ними кислотно-лужного стану протоплазми. Вони необхідні також для розмноження клітин.

Органічними (углеродсодержащими) з'єднаннями клітини є білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, ліпіди і АТФ.

Білки, або, як їх ще називають, протеїни, є найбільш складними хімічними сполуками, що характеризуються великою молекулярною масою. До складу всіх відомих білків входять вуглець, водень, азот і кисень. У більшості білків знаходять сірку, а в деяких білках - фосфор, залізо, цинк і мідь. 2), карбоксильной группы (- COOH ), атома водорода и R -группы, присоединенной к атому углерода, который называют α – углеродным атомом. Будучи макромолекулами, вони являють собою лінійні полімери, в яких мономерами є амінокислоти, кожна з яких складається з аміногрупи (- NH 2), карбоксильної групи (- COOH), атома водню і R-групи, приєднаної до атома вуглецю, який називають α - вуглецевим атомом.

Білки розрізняються по складу на прості і складні. Прості білки складаються тільки з амінокислот. Складні білки містять сполуки як органічні, так і неорганічні.

. Вуглеводи - це органічні сполуки вуглецю, водню і кисню з загальною формулою (СН2) n.

Вуглеводи володіють структурної функцією, причому найпоширенішим структурним вуглеводом є целюлоза. Іншими структурними вуглеводними елементами є глікозаміноглікани-міноглікани (кислі мукополісахариди) і протеоглікани.

Вуглеводи є найважливішим джерелом енергії в організмі, яка звільняється в результаті окисно-відновних реакцій. Вуглеводи служать своєрідним поживним резервом клітин, запасаючись в них у вигляді глікогену в клітинах тварин і крохмалю в клітинах рослин.

Ліпіди - жири, які є сполуками, що складаються з жирних кислот і гліцірола. Ліпіди зустрічаються майже у всіх клітинах, але в основному в невеликих кількостях, хоча деякі клітини містять ці сполуки в дуже великих кількостях, що доходять до 90% їх сухої маси. Вони виявляються в нервовій тканині, чоловічих статевих клітинах, в насінні рослин. Ліпіди в поєднанні з іншими сполуками утворюють більш складні з'єднання і мають низку найважливіших властивостей у житті клітин. Перш за все, оскільки вуглеводи можуть переводиться в ліпіди, то останні виконують роль накопичувач енергії, бо окислення ліпідів супроводжується виділенням енергії.

Дуже важливе значення у побудові клітинних структур ліпіди придбали у складі фосфоліпідів, які є одним з основних будівельних матеріалів мембран клітин. Важливу біологічну роль у житті клітин і організмів відіграють також ліпопротеїди.

Також в клітинах в дуже невеликих кількостях зустрічаються амінокислоти у вільному стані, які не зустрічаються у складі білків.

Вміст хімічних елементів у клітці

Елементи Кількість (у%) Елементи Кількість (у%)

Кисень 65-75 Кальцій 0,04-2,00

Вуглець 15-16 Магній 0,02-0,03

Водень 8-10 Натрій 0,02-0,03

Азот 1,5-3,0 Залізо 0,01-0,015

Фосфор 0,2-1,0 Цинк 0,0003

Калій 0,15-0,4 Мідь 0,0002

Сірка 0,15-0,2 Йод 0,0001

Хлор 0,05-0,1 Фтор 0,0001

У таблиці наведено дані про атомний складі клітин. З 109 елементів періодичної системи Менделєєва в клітках виявлена ​​значна їхня більшість. Особливо великий зміст у клітці чотирьох елементів - кисню, вуглецю, азоту та водню. У сумі вони становлять майже 98% усього вмісту клітки. Наступну групу складають вісім елементів, зміст яких у клітці обчислюється десятими і сотими частками відсотка. Це сірка, фосфор, хлор, калій, магній, натрій, кальцій, залізо. У сумі вони становлять 1.9%. Всі інші елементи містяться в клітці у винятково малих кількостях (менше 0,01%)

Таким чином, у клітці немає яких-небудь особливих елементів, характерних тільки для живої природи. Це вказує на зв'язок і єдність живої і неживої природи. На атомному рівні розходжень між хімічним складом органічного і не органічного світу немає. Відмінності виявляються на більш високому рівні організації - молекулярному.

2. Обмін речовин на клітинному рівні

Для хімічних реакцій, що протікають в клітині, характерні найбільша організованість і впорядкованість: кожна реакція протікає в строго визначеному місці. Молекули ферментів розташовані в один шар на внутрішніх структурах - мембранах мітохондрій та ендоплазматичної мережі, вистилаючи їх, як кахель стінку. При цьому місце розташування ферментів не випадково: вони розташовані в тому порядку, в якому йдуть реакції. Мембрани клітини, що вистилають молекулами ферментів, уявляють свого роду «каталітичний конвеєр», на якому з винятковою точністю здійснюються хімічні реакції.

Пластичний та енергетичний обмін (асиміляція і дисиміляція). У клітці виявлено приблизно тисяча ферментів. З допомогою цього потужного каталітичного апарату здійснюється складна і різноманітна хімічна діяльність. З величезної кількості хімічних реакцій клітини виділяються два протилежних за характером типи реакцій. Перший з них представляє реакції синтезу. У клітці постійно йдуть процеси творення. З простих речовин утворюються більш складні, з низькомолекулярних - високомолекулярні. Синтезуються білки, складні вуглеводи, жири, нуклеїнові кислоти. Синтезовані речовини використовуються для побудови різних частин клітини, її органоїдів, секретів, ферментів, запасних речовин. Синтетичні реакції особливо інтенсивно йдуть в зростаючій клітці, а й у цілком дорослою, тобто закінчила ріст і розвиток, клітини постійно відбувається синтез речовин для заміни молекул, витрачених і зношених у процесі функціонування або зруйнованих при пошкодженні. На місце кожної зруйнованої молекули білка або якого-небудь іншої речовини постає нова молекула. Таким шляхом клітина зберігає постійної свою форму і хімічний склад, незважаючи на безперервне їх зміна в процесі життєдіяльності.

Синтез речовин, що йде в клітці, називається біологічним синтезом або скорочено біосинтезом. Всі реакції біосинтезу йдуть з поглинанням енергії.

Сукупність реакцій біосинтезу називається пластичним обміном або асиміляцією. Перше слово походить від грецького «пластікос», що означає скульптурний. Так само як скульптор з глини чи мармуру ліпить (висікає) статуя, так з речовин, синтезованих у процесі біосинтезу, клітина створює своє тіло. Друге слово (асиміляція) походить від латинського «сіміліс» (подібний, подібний). Сенс цього терміна полягає в тому, що надходять у клітину із зовнішнього середовища харчові речовини, що різко відрізняються від речовин клітини, в результаті хімічних перетворень стають подібними речовин клітини.

Другий тип хімічних реакцій клітини - реакції розщеплення. Складні речовини розпадаються на більш прості, високомолекулярні - на низькомолекулярні. Білки розпадаються на амінокислоти, крохмаль - на глюкозу. Ці речовини розщеплюються на ще більш низькомолекулярні з'єднання, і врешті-решт утворюються зовсім прості, бідні енергією речовини: СО 2 і Н 2 О. Реакції розщеплення в більшості випадків супроводжуються виділенням енергії. Біологічне значення цих реакцій полягає у забезпеченні клітини енергією, необхідної для її діяльності. Будь-яка форма активності - рух, секреція, біосинтез і ін - потребує витраті енергії, яка черпається з енергії, що звільняється в результаті хімічних реакцій розщеплення.

Сукупність реакцій розщеплення називається енергетичним обміном клітини або дисиміляції. Дисиміляція прямо протилежна асиміляції: в результаті розщеплення речовини втрачають схожість з речовинами клітини.

Пластичний та енергетичний обміни (асиміляція і дисиміляція) знаходяться між собою в нерозривному зв'язку. Зв'язок цей полягає в тому, що, з одного боку, реакції біосинтезу потребують затрати енергії, яка черпається з реакцій розщеплення. З іншого боку, для здійснення реакцій енергетичного обміну необхідний постійний біосинтез обслуговують ці реакції ферментів, так як в процесі своєї роботи вони зношуються і руйнуються.

Обмін речовин і енергії

Складні системи реакцій, що становлять процес пластичного й енергетичного обміну, тісно пов'язані не тільки між собою, але і з зовнішнім середовищем. З зовнішнього середовища в клітину надходять харчові речовини, які служать матеріалом для реакцій пластичного обміну, а в реакціях розщеплення з них звільняється енергія, необхідна для функціонування клітки. У зовнішнє ж середу, виділяються продукти, які клітиною більше не можуть бути використані.

Сукупність усіх ферментативних реакцій клітини, тобто сукупність пластичного та енергетичного обмінів (асиміляції і дисиміляції), пов'язаних між собою та з зовнішнім середовищем, називається обміном речовин і енергії. Цей процес є основною умовою підтримки життя клітини, джерелом її зростання, розвитку та функціонування.

АТФ як єдине і універсальне енергетичне речовина. Будь-який прояв життєдіяльності, будь-яка функція клітини вимагають витрати енергії. Енергія потрібна для руху, для біосинтетичних реакцій і різних інших форм клітинної активності.

Будь-яка діяльність клітини завжди точно збігається в часі з розпадом АТФ.

При посиленою, але короткочасною роботі, наприклад при бігу на коротку дистанцію, м'яз працює майже виключно за рахунок міститься в ній АТФ. При посиленій секреції в секреторних клітинах також йде інтенсивне розщеплення АТФ. При синтезі складних речовин, наприклад при синтезі складних вуглеводів, або білка, одночасно з синтетичною реакцією йде розпад АТФ. Звідси випливає, що безпосереднім джерелом енергії і для скорочення м'язів, і для секреції, і для синтезу складних сполук у клітині є енергія, що звільняється при розщепленні АТФ. Так як запас АТФ у клітині обмежений, то ясно, що після розпаду АТФ 'має відбутися її відновлення. Так воно насправді і відбувається. У цьому і полягає біологічний сенс інших реакцій енергетичного обміну. Функція цих реакцій одна: їх енергія використовується для поповнення убутку АТФ. Зрозуміло тому, що при тривалій роботі вміст АТФ у клітині істотно не змінюється. Це пояснюється тим, що реакції розщеплення вуглеводів та інших речовин забезпечують швидке і повне відновлення витраченої АТФ. Таким чином, АТФ - єдиний і універсальний джерело енергії для функціональної діяльності клітини. Звідси зрозуміло, що можлива передача енергії з одних частин клітини в інші. Синтез АТФ може відбуватися в одному місці клітини і в один час, а використовуватися вона може в іншому місці і в інший час. Синтез АТФ в основному відбувається в мітохондріях клітини. Новоутворена тут АТФ по каналах ендоплазматичної мережі направляється в ті місця клітини, де виникає потреба в енергії.

Три етапи енергетичного обміну. Для вивчення енергетичного обміну клітини його зручно розділити на 3 послідовні етапи. Розглянемо ці етапи на прикладі тваринної клітини.

Перший етап підготовчий. На цьому етапі великі молекули вуглеводів, жирів, білків, нуклеїнових кислот розпадаються на невеликі молекули: з крохмалю утворюється глюкоза, з жирів - гліцерин і жирні кислоти, з білків - амінокислоти, з нуклеїнових кислот - нуклеотиди. Розпад речовин на цьому етапі супроводжується незначним енергетичним ефектом. Вся звільняється при цьому енергія розсіюється у вигляді тепла.

Другий етап енергетичного обміну називається без кисневим або неповним. Речовини, що утворилися в підготовчому етапі, - глюкоза, гліцерин, органічні кислоти, амінокислоти та ін - вступають на шлях подальшого розпаду. Це складний, багатоступінчастий процес. Він складається з ряду наступних одна за одною ферментативних реакцій. Ферменти, що обслуговують цей процес, розташовані на внутрішньоклітинних мембранах правильними рядами. Речовина, потрапивши на перший фермент цього ряду, пересувається, як на конвеєрі, на другий фермент, далі на третій і т. Д. Це забезпечує швидке і ефективне перебіг процесу. Розберемо його на прикладі без кисневого розщеплення глюкози, яка має спеціальну назву - гліколізу. Гліколіз являє собою сукупність більше десятка послідовних ферментативних реакцій. У ньому беруть участь 13 ферментів і утворюються 12 проміжних речовин. Не зупиняючись на окремих реакціях гліколізу, зазначимо, що на першу сходинку ферментного конвеєра вступає глюкоза, а з останньою сходять дві молекули молочної кислоти. Сумарне рівняння гліколізу повинно бути записано так:

6 H 12 O 6 = 2 C 3 H 6 O 3 C 6 H 12 O 6 = 2 C 3 H 6 O 3

Глюкоза Молочна кислота

Процес гліколізу відбувається у всіх тварин клітин і у деяких мікроорганізмів. Всім відоме молочнокисле бродіння (при скисанні молока) викликається молочнокислими грибками і бактеріями. По механізму воно цілком тотожне гліколізу. Спиртове бродіння теж схоже з гликолизом. Більша частина реакцій гліколізу і бродіння збігаються повністю. Різниця полягає лише в завершальній стадії: при гліколізі процес закінчується утворенням молочної кислоти, а при бродінні додається ще одна ланка. З молочної кислоти під впливом ферменту, що міститься в дріжджах, виділяється СО 2 і утворюється етиловий спирт:

3 H 6 O 3 = CO 2 + C 2 H 5 OH C 3 H 6 O 3 = CO 2 + C 2 H 5 OH

Таким чином, сумарне рівняння спиртового бродіння має бути записано так:

6 H 12 O 6 = 2 CO 2 + 2 C 2 H 5 OH C 6 H 12 O 6 = 2 CO 2 + 2 C 2 H 5 OH

Глюкоза Етиловий спирт

Як видно з рівнянь гліколізу і бродіння, в цих процесах кисень не бере участь, тому вони й називаються без кисень-ними процесами. Цілком зрозуміло також, чому ці процеси на-ни опиняються неповними: повним розщепленням глюкози буде раз-рушення її до кінця, тобто перетворення її в найпростіші з'єд-нання (СО 2 і Н 2 О), що відповідає рівнянню:

6 H 12 O 6 + 6 O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O

Майже всі проміжні реакції при безкисневому розщепленні глюкози йдуть із звільненням енергії. Кожна окрема реакція дає невеликий вихід енергії, а в сумі виходить чимала величина: розщеплення однієї грам-молекули глюкози (180 р.) на дві грам-молекули молочної кислоти дає майже 200 кДж (50 000 кал). Якби енергія, що звільняється при перетворенні глюкози в молочну кислоту, звільнилася відразу, в результаті однієї реакції, то це призвело б до небезпечного перегріву і пошкодження клітини. Поділ ж процесу на ряд проміжних ланок обумовлює поступове виділення енергії, що охороняє клітину від теплового ушкодження.

Процес гліколізу йде тільки в присутності АТФ і АДФ, так як обидва ці нуклеотиду є обов'язковими учасниками відбуваються реакцій. АТФ необхідна на початку гліколізу, АДФ - в кінці. АТФ фосфорилирует глюкозу: передаючи глюкози залишок фосфорної кислоти, АТФ при цьому переходить в АДФ. АДФ забезпечує зворотний процес: дефосфорілірованіе проміжних продуктів гліколізу. Приєднуючи залишок фосфорної кислоти, АДФ перетворюється в АТФ. В кінці гліколізу АТФ завжди утворюється більше, ніж її витрачається на початку. У ході розщеплення однієї молекули глюкози відбувається утворення двох нових молекул АТФ. Таким чином, у результаті процесу гліколізу АТФ завжди накопичується.

Так як синтез АТФ представляє ендотермічний процес, то очевидно, що енергія для синтезу АТФ черпається за рахунок енергії реакцій без кисневого розщеплення глюкози. Отже, енергія, що звільняється в ході реакцій гліколізу, не вся переходить в тепло. Частина її йде на синтез двох багатих енергією фосфатних зв'язків.

Зробимо нескладний розрахунок: всього в ході без кисневого розщеплення грам-молекули глюкози звільняється 200 кДж (50 000 кал). На освіту однією зв'язку, багатою енергією, при перетворенні грам-молекули АДФ в АТФ витрачається 40 кДж (10 000 кал). Вході без кисневого розщеплення утворюються дві такі зв'язки. Таким чином, в енергію двох грам-молекул АТФ переходить 2x40 = 80 кДж (2X10 000 = 20 000 кал). Отже, з 200 кДж (50 000 кал) тільки 80 (20 000) зберігаються у вигляді АТФ, а 120 (30 000) розсіюються у вигляді тепла. Отже, в хо-де без кисневого розщеплення глюкози 40% енергії зберігається клітиною.

Третій етап енергетичного обміну - стадія кисневого, або повного, розщеплення, або дихання. Продукти, що виникли в попередній стадії, окислюються до кінця, тобто до СО 2 і Н 2 О.

Основна умова здійснення цього процесу - наявність у навколишньому середовищі кисню і поглинання його клітиною. Стадія кисневого розщеплення, як і попередня стадія без кисневого розщеплення, являє собою ряд послідовних ферментативних реакцій. Кожна реакція каталізується особливим ферментом.

Весь ферментативний ряд кисневого розщеплення зосереджений в мітохондріях, де ферменти розташовані на мембранах правильними рядами. Сутність кожної з реакцій полягає в окисленні органічної молекули, яка з кожною сходинкою поступово руйнується і перетворюється в кінцеві продукти окислення: СО 2 і Н 2 О.

Всі проміжні реакції кисневого розщеплення, як і проміжні реакції без кисневого процесу, йдуть із звільненням енергії. Кількість енергії, що звільняється на кожному ступені при кисневому процесі, проте, багато більше, ніж на кожній ступені без кисневого процесу. У сумі кисневе розщеплення дає величезну величину - 2600 кДж (650 000 р.-кал) (на дві грам-молекули молочної кислоти). Якби при розщепленні міститься в клітині молочної кислоти вся енергія звільнилася в результаті однієї реакції, клітина зазнала б тепловому пошкодження. При розосередженні ж процесу на ряд проміжних ланок такої небезпеки немає.

Докладне дослідження стадії кисневого розщеплення показало, що в ній, як і в без кисневому процесі, відбувається утворення АТФ з АДФ. У ході кисневого розщеплення двох молекул молочної кислоти синтезуються 36 молекул АТФ, тобто 36 багатих енергією фосфатних зв'язків.

Тепер має бути ясним значення третьої стадії енергетичного обміну - кисневого розщеплення молочної кислоти. Якщо в ході безкисневого розщеплення звільняється 200 кДж (50 000 кал) (на моль глюкози), то в стадії кисневого розщеплення звільняється ще 2600 кДж (650 000 кал). Якщо в ході без кисневого процесу синтезуються дві молекули АТФ, то в процесі кисневого розщеплення синтезується ще 36 молекул АТФ. Іншими словами, на стадії кисневого розщеплення утворюється понад 90% енергії, одержуваної клітиною в процесі розщеплення глюкози.

Всього в процесі розщеплення глюкози до СО 2 і Н 2 О, тобто в ході процесів без кисневого та кисневого розщеплення, синтезується 2 + 36 = 38 молекул; АТФ. Таким чином, в потенційну енергію АТФ переходить 38X40 = 1520 кДж (38x10 000 = 380 000 кал). Всього ж при розщепленні глюкози (у без кисло-рідну і кисневу стадії), звільняється 200 + 2600 = 2800 кДж (50 000 + 650 000 = 700 000 кал). Отже, майже 55% всієї енергії, що звільняється при розщепленні глюкози, зберігається клітиною у формі АТФ. Інша частина (45%) розсіюється у вигляді тепла. Щоб оцінити значення цих цифр, згадаємо, що в парових машинах з енергії, що звільняється при згорянні вугілля, у корисну форму перетвориться не більше 12-15%. У кращих турбінах цей відсоток підвищується до 20-25. У двигунах внутрішнього згоряння він сягає приблизно 35%. Таким чином, по ефективності: перетворення енергії жива клітина перевершує всі відомі перетворювачі енергії в техніці.

При зіставленні кількості енергії, що звільняється під час без кисневого та кисневого розщеплення глюкози, а також числа молекул АТФ, які синтезуються в обидві стадії, що кисневий процес незрівнянно більш ефективний, ніж без кисневий. У стадії без кисневого розщеплення звільняється приблизно 1 / 20 частина енергії, що звільняється при кисневому процесі. Цілком зрозуміло тому, що в нормальних умовах для мобілізації енергії в клітці завжди використовується як без кисневий, так і кисневий шлях розщеплення. Якщо здійснення кисневого процесу утруднено або зовсім неможливо, наприклад при нестачі кисню, тоді для підтримки життя залишається тільки без кисневий процес. Але при цьому для отримання АТФ у кількості, необхідній для життєдіяльності, клітці доводиться розщеплювати дуже велику кількість глюкози.

Дихання і горіння

Розщеплення органічних речовин, що відбувається в клітці, часто порівнюють з горінням: в обох випадках відбувається поглинання кисню і виділення продуктів окислення - СО 2 і Н 2 О. Однак склад продуктів горіння невизначений і непостійний, він змінюється в залежності від співвідношення окислюваного речовини і кисню, залежить від температури та інших умов. Дихання ж відбувається в результаті високоупорядоченного процесу, ряду послідовних ферментативних реакцій. 2 при горении происходит в результате прямого присоединения кислорода к углероду, а при биологическом окислении CO 2 возникает путем расщепления органических кислот под влиянием ферментов. Освіта CO 2 при горінні відбувається в результаті прямого приєднання кисню до вуглецю, а при біологічному окисленні CO 2 виникає шляхом розщеплення органічних кислот під впливом ферментів.

Таким чином, цілком ясно, що між процесами горіння і біологічного окислення існує глибоке, принципова відмінність. Дихання ж відбувається в результаті високоупорядоченного процесу, ряду послідовних ферментативних реакцій. Освіта СО2 при горінні відбувається в результаті прямого приєднання кисню до вуглецю, а при біологічному окисленні СО 2 виникає шляхом розщеплення органічних кислот під впливом ферментів.

Висновок

Клітини є високоорганізованими діфференіроаннимі утвореннями, а розмноження клітин забезпечує фізичну основу генетичної безперервності між батьківськими клітинами і дочірніми клітинами.

Через клітини відбувається поглинання, перетворення, запасання та використання речовин і енергії. Структури клітин є ареною, на якій здійснюються численні біологічні реакції, зокрема, ферментація, дихання, фотосинтез, дуплікація хромосом, причому ці процеси мають місце як у одноклітинних організмів, так і в клітинах багатоклітинних організмів. Можна сказати, що життя багатоклітинних організмів грунтується на життя їх клітин.

Список літератури

  1. Біологія. (Підручник) Під ред. В.Н. Яригіна (2003, 5-е вид.)

  2. Мікробіологія. (Підручник) Гусєв М.В., Мінєєва Л.А. (2003 р.)

  3. Біологія з основами екології. (Підручник) Пехов А.П. 2000,

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
77.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Єдність організму і навколишньогосередовища Обмін мінеральних речовин Обмін речовин і енергії
Єдність організму і навколишньогосередовища Обмін мінеральних речовин Обмін речовин і енергії 2
Здоров я людини на клітинному рівні
Обмін речовин у риб
Обмін речовин і енергії
Обмін речовин лишайників
Обмін речовин і енергії
Обмін речовин та енергії
Обмін речовин і енергії Терморегуляція
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru