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

1 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

6288. Философия и наука ХХ века 122.5 KB
  Философия и наука ХХ века. Вопрос 1 Экзистенциализм: истоки, основные представители и концепты. Не существует иной вселенной, кроме вселенной человека, вселенной человеческой субъективности (Ж.П. Сартр). Причина появления, представител...
6289. Выбор уставок дистанционной защиты и его оценка 102.5 KB
  1. Выбор уставок дистанционной защиты Ниже рассматривается выбор характеристик трехступенчатой ДЗ на примере участка сети с одиночными ЛЭП, показанного на рис.11.44. Выбираются уставки ДЗ А, уставки ДЗ В и С принимаются заданными. Характеристики сог...
6290. Русская культура XVII веке 59.5 KB
  Русская культура XVII в. Особенности культуры XVII в. XVII в. завершает период средневековья, примерно со II половины века начинается развитие Новой культуры, отмеченной все большим обмирщением, утверждением светского начала, определенны...
6291. Функциональный анализ органических лекарственных веществ 1.02 MB
  Функциональный анализ органических лекарственных веществ Подавляющую часть применяемых в медицинской практике лекарственных веществ составляют соединения органической природы. В отличие от анализа неорганических веществ, в котором используются свойс...
6292. Средства, влияющие на периферическую нервную систему 99.5 KB
  Средства, влияющие на периферическую нервную систему. В периферической нервной системе различают афферентную и эфферентную ее части. Нервные волокна, проводящие возбуждение от органов и тканей к ЦНС, называются афферентными, а от ЦНС к органам и тка...
6293. Холиномиметики, ганглиоблокаторы и холиноблокаторы 98 KB
  Холиномиметики В холинергических синапсах (парасимпатические нервы, преганглионарные симпатические волокна, ганглии, все соматические) передача возбуждения осуществляется медиатором ацетилхолином. Ацетилхолин образуется из холина и ацетилхоэнзима А ...
6294. Конструкционные материалы. Легированные стали 76 KB
  Конструкционные материалы. Легированные стали. Конструкционные стали. Легированные стали Влияние элементов на полиморфизм железа Влияние легирующих элементов на превращения в стали Влияние легирующих элементов на превращение ...
6295. Кредитная система, ее структура 67.5 KB
  Кредитная система, ее структура. Понятие кредитной системы и ее структура в Республике Беларусь. Банковская система, ее виды. Перспективы развития национальной банковской системы. На сегодняшний день в Беларуси насчитывается 32 ком...
6296. Конструкционные стали. Классификафия конструкционных сталей 62 KB
  Конструкционные стали. Классификафия конструкционных сталей. Классификация конструкционных сталей Углеродистые стали. Цементуемые и улучшаемые стали Цементуемые стали. Улучшаемые стали. Высокопрочные, пружинные, шарико...