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

67478. ОСНОВЫ КВАЗИРЕЛЯТИВИСТСКОЙ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ. УРАВНЕНИЕ ДИРАКА 147.5 KB
  Первое слагаемое - вероятность найти частицу с положительной энергией, второе - с отрицательной энергией. Видим, что сохраняется только сумма этих вероятностей. Поэтому состояния с отрицательными энергиями нельзя просто выбросить - сразу нарушится вероятностная интерпретация.
67479. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦ С ВНЕШНИМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ. УРАВНЕНИЕ ПАУЛИ 250 KB
  Вернемся к уравнению Клейна-Гордона - релятивистскому уравнению второго порядка, которому должна подчиняться любая волновая функция. Из него было ранее получено уравнение непрерывности
67480. ЭЛЕКТРОН В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ 550.5 KB
  Имея полный гамильтониан, легко убедиться, что он коммутирует с При этом не входит в уравнение, а потому по проекции полного момента будет вырождение. Энергетические уровни будут характеризоваться собственными значениями трех первых операторов...
67481. НАУКА “РОБОТОТЕХНІКА”, ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ТА ОСТАННІ ДОСЯГНЕННЯ 236 KB
  Робототехніка і гнучкі виробничі системи є найважливішою технічною основою інтенсифікації виробництва. Це, з одного боку, дітище науково-технічного прогресу, а з іншою — його рушійна сила в розвитку сучасного промислового виробництва.
67482. Завдання, організація та актуальні питання медичної служби Збройних Сил України на воєнний час 148 KB
  Навчальна та виховна мета: розкрити найбільш складні та актуальні питання щодо ролі та місця у військовій медицині наукової дисципліни організації медичного забезпечення військ; ознайомити з організаційною структурою медичної служби ЗС України та її завданнями на воєнний час...
67483. ПОНЯТТЯ ТА СИСТЕМА ПРИРОДНОРЕСУРСОВОГО ПРАВА 145 KB
  Наукове значення природи полягає в безкінечній різноманітності об’єктів та процесів, які її складають і потребують вивчення. Іншими словами, природа є важливим джерелом наукових знань, основою для розвитку різноманітних галузей науки.
67484. РОБОТОТЕХНІЧНІ СИСТЕМИ (РТС), ЇХ СТРУКТУРА 337 KB
  Роботизований технологічний процес технологічний процес в якому в ролі основного технологічного устаткування використовуються промислові роботи і маніпулятори. З цією метою роботи доцільно сполучити з таким технологічним устаткуванням яке оснащене числовим програмним...
67485. Предприятие в условиях рыночной экономики 280 KB
  Цель моей работы рассмотреть и показать на примере, как предприятие функционирует в условиях рыночной экономики, какие виды и организационно-правовые формы предприятия существуют, какую роль играет ценообразование и какие методы планирования применяют предприятия.
67486. Экономика природопользования 353.5 KB
  Экономические механизмы природопользования Реализация экономических механизмов осуществляется через многие институты: кадастры своды экономических экологических организационных и технических показателей характеризующих количество и качество природного ресурса а также категории...