84262

Понятие о конструктивном и энергетическом обмене

Доклад

Биология и генетика

Из веществ среды перенесенных в клетку собираются строительные блоки из которых формируются биополимеры клетки и синтезируются белки жиры углеводы нуклеиновые кислоты и другие клеточные компоненты. Обмен веществ можно рассматривать как сумму двух явлений: катаболизма энергетического обмена представляющего собой ферментативное расщепление крупных органических молекул с выделением свободной энергии которая запасается в виде макроэргических связей в молекулах АТФ; анаболизма конструктивного обмена представляющего собой синтез...

Русский

2015-03-17

38.76 KB

2 чел.

Понятие о конструктивном и энергетическом обмене 

Метаболизмом или обменом веществ называется сумма целенаправленных реакций, протекающих под действием ферментных систем клетки, которые регулируются различными внешними и внутренними факторами, и обеспечивающих обмен веществами и энергией между средой обитания и клеткой.

Несмотря на физиологические и морфологические различия между микроорганизмами, обмен веществ в клетке идет тремя основными метаболическими путями:

1. Из внешней среды в клетку поступает энергия либо в виде химической энергии органических веществ, либо в виде энергии солнечного света.

2. Из веществ среды, перенесенных в клетку, собираются «строительные блоки», из которых формируются биополимеры клетки и синтезируются белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и другие клеточные компоненты.

3. В клетке постоянно происходят синтез и разрушение биомолекул, выполняющих различные специфические функции. Обмен веществ можно рассматривать как сумму двух явлений:

катаболизма (энергетического обмена), представляющего собой ферментативное расщепление крупных органических молекул с выделением свободной энергии, которая запасается в виде макроэргических связей в молекулах АТФ;

анаболизма (конструктивного обмена), представляющего собой синтез биополимеров клетки и протекающего с затратой энергии.

Катаболизм и анаболизм – два самостоятельных пути в обмене веществ, хотя отдельные участки их могут быть общими. Такие общие участки, свойственные катаболизму и анаболизму, называются амфиболитическими.

Катаболитические и анаболитические превращения осуществляются последовательно, так как продукт реакции предыдущей стадии является субстратом для последующей.

Энергетический обмен тесно связан с конструктивным (рис. 7.1). В ходе биологического окисления образуются разнообразные промежуточные продукты (фосфорные эфиры сахаров, пировиноградная, уксусная, щавелевоуксусная, янтарная, -кетоглутаровая кислоты), из которых вначале синтезируются монополимеры (аминокислоты, азотистые основания, моносахариды), а затем основные макромолекулы клетки. Синтез компонентов клетки идет с затратой энергии, которая образуется при энергетическом обмене. Эта энергия затрачивается также на осуществление активного транспорта веществ, необходимых для анаболизма.

Взаимосвязь конструктивного и энергетического обмена заключается и в том, что процессы биосинтеза, кроме энергии, требуют поступления извне восстановителя в виде водорода, источником которого также служат реакции энергетического обмена.


Биополимеры

микробной клетки

Питательные вещества среды обитания

М

Е

Т

А

Б

О

Л

И

Т

Ы,

У

Д

А

Л

Я

Е

М

Ы

Е

И

З

К

Л

Е

Т

К

И

 

С

Т

Р

О

И

Т

Е

Л

Ь

Н

Ы

Е

 

Б

Л

О

К

И

А

Н

А

Б

О

Л

И

З

М

 

К

А

Т

А

Б

О

Л

И

З

М

Низкомолекулярные

соединения

Биополимеры

среды

  

 гидролитические ферменты

Продукты гидролиза

 ферменты дальнейших превращений

 продуктов гидролиза А

Ацетил-КоА

 окислительно-восстановительные

 ферменты

Цикл Кребса

СО2

АТФ

АМФ

Энергия макроэргических связей

    Б

Рис.7.1 Схема катаболизма и анаболизма микробной клетки

А – конструктивный обмен;

Б – энергетический обмен

Скорость течения реакций и в целом обмен веществ клетки зависят от состава питательной среды, условий культивирования микроорганизмов и, главное, от потребности клетки в каждый данный момент в энергии (АТФ) и «строительных блоках». Клетка очень экономно высвобождает энергию и нарабатывает строительных блоков ровно столько, сколько необходимо ей в настоящий момент. Этот принцип лежит в основе регуляции и контроля всех стадий метаболических путей в клетке.

Регуляция метаболизма в микробной клетке имеет сложную взаимозависимую систему, которая «включает» и «выключает» определенные ферменты с помощью самых различных факторов: рН среды, концентрации субстратов, некоторых промежуточных и конечных метаболитов и т.д. Изучение путей регуляции определенных продуктов обмена веществ в клетке открывает неограниченные возможности для определения оптимальных условий биосинтеза микроорганизмами целевых продуктов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78447. Гасіння пожеж на об’єктах зберігання і переробки деревини 94 KB
  Обстановка на пожежі. Під час пожежі постраждав один робітник 1982 року народження з опіками різного ступеня тяжкості його доставили до лікарні невідкладної допомоги. Газозварювальник нехтуючи елементарними правилами пожежної безпеки не підготував місце проведення робіт не вилучив спалимі матеріали що призвело до виникнення пожежі в цеху. Пожежі було надано підвищеного номеру виклику.
78448. Порядок розрахунку необхідної кількості сил та засобів для організації підвезення води 284 KB
  Способи організації підвезення води. Послідовність та методика розрахунку кількості пожежних автомобілів для підвезення води. Справочник руководителя тушения пожара.
78449. Гасіння пожеж в резервуарних парках зберігання легкозаймистих та горючих рідин 99.5 KB
  Склади нафти i нафтопродуктiв (СНН) - це самостiйнi пiдприємства (або цехи в складі нафтових, промислових, сільськогосподарських, транспортних i енергетичних підприємств), якi призначенi для приймання, зберiгання i реалiзацiї нафти (нафтопродуктiв) з резервуарним парком
78450. Оперативно-тактична характеристика тваринницьких комплексів 56.5 KB
  Тваринницькі комплекси це ряд будинків та споруд що розташовані на окремій території і об`єднані технологічним процесом виробництва тваринницької продукції та системами енергозабезпечення. До складу комплексів крім приміщень для розташування тварин можуть входити ветеринарносанітарні адміністративно-побутові та допоміжні приміщення споруди для зберігання та приготування кормів інженерні мережі транспортні шляхи споруди для утилізації відходів виробництва та ін. Розрізняють такі основні види будівель для розміщення тварин:...
78451. Гасіння пожеж у підвалах будівель 85 KB
  Гасіння пожеж у підвалах будівель. Вимоги безпеки праці під час гасіння пожеж. Цивільні будівлі як правило складаються з підвалів поверхів та горищ розвиток та гасіння пожеж в яких мають свої характерні особливості.
78452. Гасіння пожеж на поверхах і горищах будівель 70 KB
  Особливості розвитку пожеж на поверхах і горищах будівель. Гасіння пожеж на поверхах і горищах будівель. Особливості розвитку пожеж на поверхах і горищах будівель.
78453. Тема: Особливості гасіння пожеж в будівлях підвищеної поверховості П л а н л е к ц і ї: 1. 921.5 KB
  Особливості обстановки при виникненні пожеж у будівлях підвищеної поверховості. Гасіння пожеж у будівлях підвищеної поверховості. На сьогодні в Україні експлуатується 4094 житлових будинків підвищеної поверховості більшість з яких знаходяться в незадовільному протипожежному стані внаслідок чого щорічно в них виникає понад 1000 пожеж.
78454. Диффузные интерстициальные заболевания легких (ДИЗЛ): современная классификация ДИЗЛ: клинико-морфологическая характеристика альвеолитов 155.5 KB
  Диффузные интерстициальные заболевания легких ДИЗЛ общий термин для гетерогенной группы заболеваний различной этиологии обусловленных иммунологическими реакциями различных структур легкого и характеризующихся диффузной воспалительной инфильтрацией и фиброзом мелких бронхов и альвеол. Сосудистые нарушения: артериолит; венозная окклюзия; жировая эмболия; тромбоэболия и идиопатическая легочная гипертензия; Встречаются следующие типы иммунопатологических реакций: Немедленная гиперчувствительность IgE опосредованная деградация...
78455. Идиопатический фиброзирующий и экзогенный аллергический альвеолит: основные различия причин возникновения и проведения диагностических и лечебно-профилактических мероприятий 103 KB
  Идиопатический фиброзирующий альвеолит ИФА болезнь ХамменаРича диссеминированное заболевание легких неизвестной этиологии которое характеризуется воспалением и фиброзом интерстиция дезорганизацией структурнофункциональных единиц паренхимы легких ведущих к рестриктивным расстройствам нарушению газообмена и прогрессированию ДН. Теории этиологии: Вирусная; Генетическая предрасположенность; Экологические и профессиональные факторы; Патогенез: Интерстициальный отек; Интерстициальное воспаление; Интерстициальный фиброз;...