Mybrary.info
mybrary.info » Книги » Научно-образовательная » Биология » Обмен веществ и энергии в клетках организма - Петросова Рената Арменаковна (читать книги онлайн бесплатно без сокращение бесплатно TXT) 📗

Обмен веществ и энергии в клетках организма - Петросова Рената Арменаковна (читать книги онлайн бесплатно без сокращение бесплатно TXT) 📗

Тут можно читать бесплатно Обмен веществ и энергии в клетках организма - Петросова Рената Арменаковна (читать книги онлайн бесплатно без сокращение бесплатно TXT) 📗. Жанр: Биология. Так же Вы можете читать полную версию (весь текст) онлайн без регистрации и SMS на сайте mybrary.info (MYBRARY) или прочесть краткое содержание, предисловие (аннотацию), описание и ознакомиться с отзывами (комментариями) о произведении.
Перейти на страницу:

1. У железобактерий происходит окисление двухвалентного железа в трехвалентное, которое сопровождается выделением энергии:

Fe2+ 

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_041.png
Fe3+ + Е;

4FeCO3 + O2 + 6H2

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_042.png
4Fe(OH)3 + 4СO2 + Е.

2. У бесцветных серобактерий происходит окисление серы или сероводорода.

2H2S + O2 

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_043.png
2O + 2S + Е;

2S + 3O2 + 2Н2

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_044.png
2H2SO4 + Е.

Большое количество серобактерий обитает в Черном море, воды которого насыщены сероводородом.

3. Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотистой, а затем до азотной кислоты:

2NH3 + 3O2 

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_045.png
2HNO, + 2Н2O + Е;

2HNO2 + O2 

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_046.png
2HNO3 + Е.

Все перечисленные бактерии являются аэробными, и окисление неорганических веществ у них происходит в присутствии кислорода. Высвобождающаяся при этом энергия запасается в молекулах АТФ, которые потом используются для образования органических веществ:

АДФ + Фм

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_047.png
 АТФ.

Анаэробные хемосинтетики также участвуют в процессах окисления, но без использования кислорода. В анаэробных условиях некоторые сульфатные бактерии восстанавливают сульфаты и извлекают из них водород. К анаэробам относятся и денитрифицирующие бактерии, восстанавливающие свободный азот.

Хемосинтезирующие бактерии играют важную роль в биосфере. Они обеспечивают круговорот элементов в природе. Большинство хемосинтезирующих бактерий находятся в почве. С их деятельностью связано плодородие почвы, очистка воды в природе. Примером нитрифицирующих бактерий являются клубеньковые бактерии, располагающиеся на корнях бобовых растений.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Какой еще способ синтеза органических веществ, кроме фотосинтеза, существует на Земле?

2. Чем хемосинтезирующие бактерии отличаются от фотосинтезирующих организмов?

3. Как вы думаете, почему в процессе эволюции фотосинтезирующие организмы получили приоритетное развитие по сравнению с хемосинтетиками?

5. Энергетический обмен

Для жизнедеятельности организма необходима энергия. Растения аккумулируют солнечную энергию в органических веществах при фотосинтезе. В процессе энергетического обмена органические вещества расщепляются и энергия химических связей освобождается. Частично она рассеивается в виде тепла, а частично запасается в молекулах АТФ. У животных энергетический обмен протекает в три этапа.

Первый этап — подготовительный

Пища поступает в организм животных и человека в виде сложных высокомолекулярных соединений. Прежде чем поступить в клетки и ткани, эти вещества должны разрушиться до низкомолекулярных, более доступных для клеточного усвоения веществ.

На первом этапе происходит гидролитическое расщепление органических веществ, идущее при участии воды. Оно протекает под действием ферментов в пищеварительном тракте многоклеточных животных, в пищеварительных вакуолях одноклеточных, а на клеточном уровне — в лизосомах.

Реакции подготовительного этапа:

белки + H2O

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_048.png
 аминокислоты + Q;

жиры + H2O

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_049.png
 глицерин + высшие жирные кислоты + Q;

полисахариды 

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_050.png
глюкоза + Q.

У млекопитающих и человека белки расщепляются до аминокислот в желудке и в двенадцатиперстной кишке под действием ферментов — пептидгидролаз (пепсина, трипсина, хемотрипсина). Расщепление полисахаридов начинается в ротовой полости под действием фермента птиалина, а далее продолжается в двенадцатиперстной кишке под действием амилазы. Там же расщепляются и жиры под действием липазы. Вся энергия, выделяющаяся при этом, рассеивается в виде тепла.

Образующиеся низкомолекулярные вещества поступают в кровь и доставляются ко всем органам и клеткам. В клетках они поступают в лизосому или непосредственно в цитоплазму. Если расщепление происходит на клеточном уровне в лизосомах, то вещество сразу же поступает в цитоплазму. На этом этапе происходит подготовка веществ к внутриклеточному расщеплению.

Второй этап — бескислородное окисление

Второй этап осуществляется на клеточном уровне при отсутствии кислорода. Он протекает в цитоплазме клетки. Рассмотрим расщепление глюкозы, как одного из ключевых веществ обмена в клетке. Все остальные органические вещества (жирные кислоты, глицерин, аминокислоты) на разных этапах втягиваются в процессы ее превращения.

Бескислородное расщепление глюкозы называется гликолизом. Глюкоза претерпевает ряд последовательных превращений (рис. 16).

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_051.jpg

Рис. 16. Схема процесса гликолиза

Вначале она преобразуется во фруктозу, фосфорилируется — активируется двумя молекулами АТФ и превращается во фруктозо-дифосфат. Далее молекула шестиатомного углевода распадается на два трехуглеродных соединения — две молекулы глицерофосфата (триозы). После ряда реакций они окисляются, теряя по два атома водорода, и превращаются в две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК). В результате этих реакций синтезируются четыре молекулы АТФ. Так как первоначально на активацию глюкозы было затрачено две молекулы АТФ, то общий итог составляет 2АТФ. Таким образом, выделяющаяся при расщеплении глюкозы энергия частично запасается в двух молекулах АТФ, а частично расходуется в виде тепла. Четыре атома водорода, которые были сняты при окислении глицерофосфата, соединяются с переносчиком водорода НАД+ (никотинамид-динуклеотидфосфат). Это такой же переносчик водорода, как и НАДФ+, но участвует в реакциях энергетического обмена.

Обобщенная схема реакций гликолиза:

С6Н12O6 + 2НАД+ 

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_052.png
3Н4O3 + 2НАД · 2Н

2АДФ

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_053.png
 2АТФ

Восстановленные молекулы НАД · 2Н поступают в митохондрии, где окисляются, отдавая водород.

В зависимости от типа клеток, ткани или организмов пировиноградная кислота в бескислородной среде может превращаться далее в молочную кислоту, этиловый спирт, масляную кислоту или другие органические вещества. У анаэробных организмов эти процессы называются брожением.

Молочнокислое брожение:

С6Н12O6 (глюкоза) + 2НАД+ 

Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_054.png
3Н4O3 (ПВК) + 2НАД · 2Н 
Обмен веществ и энергии в клетках организма - i_055.png
3Н6O3 (молочная кислота) + 2НАД+

Перейти на страницу:

Петросова Рената Арменаковна читать все книги автора по порядку

Петросова Рената Арменаковна - все книги автора в одном месте читать по порядку полные версии на сайте онлайн библиотеки mybrary.info.


Обмен веществ и энергии в клетках организма отзывы

Отзывы читателей о книге Обмен веществ и энергии в клетках организма, автор: Петросова Рената Арменаковна. Читайте комментарии и мнения людей о произведении.


Уважаемые читатели и просто посетители нашей библиотеки! Просим Вас придерживаться определенных правил при комментировании литературных произведений.

  • 1. Просьба отказаться от дискриминационных высказываний. Мы защищаем право наших читателей свободно выражать свою точку зрения. Вместе с тем мы не терпим агрессии. На сайте запрещено оставлять комментарий, который содержит унизительные высказывания или призывы к насилию по отношению к отдельным лицам или группам людей на основании их расы, этнического происхождения, вероисповедания, недееспособности, пола, возраста, статуса ветерана, касты или сексуальной ориентации.
  • 2. Просьба отказаться от оскорблений, угроз и запугиваний.
  • 3. Просьба отказаться от нецензурной лексики.
  • 4. Просьба вести себя максимально корректно как по отношению к авторам, так и по отношению к другим читателям и их комментариям.

Надеемся на Ваше понимание и благоразумие. С уважением, администратор mybrary.info.


Прокомментировать
Подтвердите что вы не робот:*