3.5.2. Обмен веществ и энергии

Между живым организмом и средой происходит непрерывный обмен веществами и энергией, которая необходима организму для поддержания всех его жизненно важных функций. Энергия в организме выделяется за счет окисления сложных органических соединений, т.е. белков, жиров и углеводов. Накопление энергии происходит в молекулах аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая является универсальным источником энергии в организме. Высвобождение энергии происходит при разрыве макроэнергетической химической связи концевой фосфатной группы. Часть этой энергии выделяется в виде теплоты, часть идет на совершение работы.

Совокупность в живом организме всех химических превращений, обеспечивающих его жизнедеятельность, называется обменом веществ, или метаболизмом. Процессы метаболизма разделяются на 2 группы: анаболизм, или ассимиляция (пластический обмен) и катаболизм, или диссимиляции (энергетический обмен). Первая группа включает процессы биосинтеза органических веществ. Анаболизм обеспечивает рост, развитие организма, обновление его структур и накопление энергии. Катаболизм – это процессы расщепления сложных молекул до простых веществ. В детском возрасте преобладают процессы ассимиляции, в пожилом превалируют процессы диссимиляции.

Обмен веществ – фундаментальное свойство живых организмов.

Из окружающей среды клетка получает различные вещества, которые затем подвергаются превращениям, ведущим к высвобождению энергии, необходимой для клеточной активности.

Пластический обмен (ассимиляция) – совокупность реакций синтеза органических молекул, идущих на построение тела клетки.

Процессы ассимиляции протекают с поглощением энергии.

В клетках зеленых растений органические вещества могут синтезироваться из неорганических с использованием - энергии света и химической энергии.

В клетках животных ассимиляция может идти только за счет использования для синтеза собственных веществ (готовых органических соединений).

Энергетический обмен (диссимиляция) – совокупность реакций, в результате которых освобождается необходимая для клетки энергия.

ПЛАСТИЧЕСКИЙ ОБМЕН

Биосинтез белков.

Любая клетка организма способна синтезировать свои специфические белки.

Эта способность обусловлена генетически и передается из поколения в поколение.

Информация о структуре белков содержится в ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота).

Геном называется участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре конкретного белка (у человека ~ 80000 генов).

Синтез белка начинается с транскрипции – процесса списывания информации о структуре белка с участка ДНК (гена) на информационную РНК (рибонуклеиновая кислота).

В ядре клетки находятся ДНК, а синтез белка обычно протекает в цитоплазме на рибосомах. Перенос информации о первичной структуре белка к месту синтеза обеспечивает РНК. Аминокислоты, необходимые для сборки белковых молекул, доставляются к рибосомам цитоплазмы транспортными РНК. Биосинтез протекает в присутствии множества ферментов, катализаторов (ускорителей) всех реакций процесса. Процесс идет с участием АТФ, при распаде которой освобождается энергия, необходимая для его осуществления.

Мутация (от лат. mutatio –перемена) – качественные, внезапно появляющиеся изменения генов, передаваемые далее из поколения в поколение.

Эта форма наследственной изменчивости заключается в изменении строения или количества единиц наследственности – генов или их носителей – хромосом.