Тема: "Обмен веществ и энергии"

1. Общие понятия об обмене веществ.

Обмен веществ (метаболизм) – совокупность химических и физических превращений, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность во взаимосвязи с внешней средой.

Обмен веществ выполняет 2 функции:

1. Обеспечение пластических нужд организма.

В клетке непрерывно происходит синтез белков, липидов, нуклеиновых кислот. Из них формируются различные структуры клетки. Совокупность реакций, обеспечивающих построение клетки и обновление её состава, носит название пластического обмена.

2. Обеспечение клетки энергией.

Любое проявление жизнедеятельности нуждается в затрате энергии. Для энергообеспечения клетки используется энергия химических реакций, которая освобождается в результате расщепления поступающих веществ. Совокупность реакций обеспечивающих клетку энергией называется энергетическим обменом. Эти две разновидности обмена связанны между собой. Пластический обмен всегда проходит при затрате энергии. Для осуществления реакций энергообмена необходим постоянный синтез ферментов. Через пластический и энергетический обмен осуществляется связь клетки с окружающей средой. В обмене веществ и энергии выделяют два взаимосвязанных, но разнонаправленных процесса: анаболизм и катаболизм.

Обмен веществ протекает в несколько этапов:

1. Подготовительный этап– переработка пищевых веществ в органах пищеварения. Превращение полимеров в мономеры. (расщепление белков до аминокислот, жиров до глицирина и жирных кислот, углеводов до глюкозы).

2. Межуточный (промежуточный) обмен веществ - всасывание мономеров в кровь и поступление их в клетки, поступившие вещества учавствуют в востановление клеточных мембран, учавствуют в иных процессах на молекулярном уровне и тд..

3. Образование и выделение продуктов метаболизма.

2. Обмен веществ между организмом и внешней средой как основное условие жизни и сохранения гомеостаза.

Обмен веществ и энергии составляет основу жизнедеятельности и принадлежит к числу важнейших специфических признаков живой материи.

В процессе обмена питательные вещества превращаются в собственные компоненты тканей и конечные продукты метаболизма.

При этих превращениях поглощается и высвобождается энергия. Использование химической энергии в организме называют энергетическим обменом. 

Он измеряется количеством выделяющегося тепла: например, при окислении 1 моль глюкозы (180 г) выделяется 686 ккал (2871,2 кДж) тепла.

С₆Н₁₂О₆+6О₂®6Н₂О+СО₂+686 ккал

Выделившаяся в результате химических реакций в организм энергия используется в дыхательном обмене клеток для синтеза макроэргических соединений, важнейшим из которых является АТФ. АТФ аккумулирует энергию фосфатных связей и является непосредственным источником энергии во всех процессах жизнедеятельности, где совершается работа. Часть заключенной в питательных веществах химической энергии преобразуется в другие биологически полезные формы – электрическую, осмотическую, механическую.

Основная часть энергии выделяется в виде тепла.

Химическая работа обеспечивает обмен белков, жиров, углеводов, рост и размножение клеток. Осмотическая энергия – перенос веществ через мембрану клетки.

 Электрическая – поддерживает разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями клеточной мембраны. Механическая энергия – определяет разные формы движения.