Этапы энергетического обмена животного

Вопрос 32. Энергетический обмен веществ, этапы образования энергии. Атф – строение , свойства, функции

Энергетический обмен – совокупность реакций окисления органических веществ в клетке, синтеза молекул АТФ за счет ос вобождаемой энергии.

Значение энергетического обмена – снабжение клетки энергией, которая необходима для жизнедеятельности

2. Этапы энергетического обмена: подготовительный, бескислородный, кислородный1) Подготовительный – расщепление в лизосомах полисаха-ридов до моносахаридов, жиров до глицерина и жирных кислот белков до аминокислот, нуклеиновых кислот до нуклеотидов. Рассеивание в виде тепла небольшого количества освобождаемой при этом энергии;2) бескислородный – окисление веществ без участия кислорода до более простых, синтез за счет освобождаемой энергии двух молекул АТФ Осуществление процесса на внешних мембранах ми тохондрий при участии ферментов;3) кислородный – окисление кислородом воздуха простых органических веществ до углекислого газа и воды, образование при этом 36 молекул АТФ. Окисление веществ при участии ферментов, расположенных на кристах митохондрий. Сходство энергетического обмена в клетках растений, животных, человека и грибов – доказательство их родства.3. Митохондрий – «силовые станции» клетки, их отграничение от цитоплазмы двумя мембранами – внешней и внутренней. Увеличение поверхности внутрен ней мембраны за счет образования складок – крист, на которых расположены ферменты. Они ускоря ют реакции окисления и синтеза молекул

АТФ. Огромное значение митохондрий – причина большого количества их в клетках организмов почти всех царств

Вопрос33.Экологические системы. Пищевые связи, круговорот веществ и превращение энергии в экосистемах

Цепи питания. Перенос энергии от ее источника (растений) через ряд организмов называют пищевой цепью. Все живые организмы связаны между собой энергетическими отношениями, поскольку являются объектами питания других организмов. Травоядные животные (потребители первого порядка) поедают растения, первичные хищники (потребители второго порядка) поедают травоядных, вторичные хищники (потребители третьего порядка) поедают хищников помельче. Таким образом создаются пищевые цепи из продуцентов и консументов, которые на разных этапах смыкаются с сообществом редуцентов.

Пищевые цепи разделяются на два типа. Один тип пищевой цепи начинается с растений и идет к растительноядным животным и далее к хищникам. Это так называемая цепь выедания (пастбищная). Другой тип начинается от растительных и животных остатков, экскрементов животных и идет к мелким животным и микроорганизмам, которые ими питаются.

На суше пищевые цепи первого типа состоят обычно из 3-5 звеньев, например: растения — овца — человек — трехзвенная цепь; растения — кузнечики — ящерицы — ястреб — четырехзвенная цепь; растения — кузнечики — лягушки — змеи — орел — пятизвенная цепь. Через пищевые цепи биогеоценозов суши подавляющее количество прироста растительной биомассы поступает через опад в цепи разложения.

В морях распространены такие типы цепей: фитопланктон — рыбы — хищные птицы; фитопланктон — мелкие ракообразные — рыбы, питающиеся мелкими рачками и ракообразными — хищные рыбы — хищные птицы. В водных сообществах большая часть биомассы, накопленной одноклеточными водорослями, проходит через цепь выедания и значительно меньшая включается в цепь разложения.

Экологическая пирамида. Пищевые сети каждой экосистемы имеют хорошо выраженную структуру. Она характеризуется количеством и размером организмов на каждом уровне питания. При переходе с одного пищевого уровня на другой численность особей уменьшается, а их размер увеличивается. Экологическая пирамида имеет вид треугольника с широким основанием, суживающимся кверху. В целом для наземных биогеоценозов, где продуценты крупные и живут сравнительно долго, характерны относительно устойчивые пирамиды с широким основанием. В водных же экосистемах, где продуценты невелики по размеру и имеют короткие жизненные циклы, пирамида биомасс может быть обращенной, или перевернутой (острием направлена вниз). Так, в озерах и морях масса растений превышает массу потребителей только в период цветения (весной), а в остальное время года может создаться обратное положение.

При передаче энергии с одного трофического уровня на другой происходит ее потеря. С уровня на уровень переходит около 10% энергии. Можно подсчитать, что энергия, которая доходит до пятого уровня (например, до орла в цепи: растения — кузнечики — лягушки — змеи — орел ), составляет всего 0,01% энергии, поглощенной продуцентами. Таким образом, оказывается, что передача энергии с одного пищевого уровня на другой происходит с очень малым КПД. Это объясняет уменьшение числа и массы организмов на каждом последующем уровне и ограниченность количества звеньев в пищевой цепи.

Источник

Энергетический обмен

Обмен веществ (метаболизм) складывается из процессов расщепления и синтеза — диссимиляции и ассимиляции, постоянно протекающих в организме. Чтобы жизнь продолжалась, количество поступающей энергии должно превышать (или как минимум равняться) количеству расходуемой энергии, поэтому диссимиляция и ассимиляция поддерживают определенный баланс друг с другом.

Энергетический обмен

Энергетический обмен (диссимиляция — от лат. dissimilis ‒ несходный) — обратная ассимиляции сторона обмена веществ, совокупность реакций, которые приводят к высвобождению энергии химических связей. Это реакции расщепления жиров, белков, углеводов, нуклеиновых кислот до простых веществ.

Возможно три этапа диссимиляции: подготовительный, анаэробный и аэробный. Среда обитания определяет количество этапов диссимиляции. Их может быть три, если организм обитает в кислородной среде, и два, если речь идет об организме, обитающем в бескислородной среде (к примеру, в кишечнике).

Подготовительный этап осуществляется ферментами в ЖКТ. В результате действия ферментов сложные вещества превращаются в более простые: полимеры распадаются на мономеры. Это сопровождается разрывом химических связей и выделением энергии, большая часть которой рассеивается в виде тепла.

Под действием ферментов белки расщепляются на аминокислоты, жиры — на глицерин и жирные кислоты, сложные углеводы — до простых сахаров.

Этот этап является последним для организмов-анаэробов, обитающих в условиях, где кислород отсутствует. На этапе гликолиза происходит расщепление молекулы глюкозы: образуется 2 молекулы АТФ и 2 молекулы пировиноградной кислоты (ПВК). Происходит данный этап в цитоплазме клеток.

Этот этап доступен только для аэробов — организмов, живущих в кислородной среде. Из каждой молекулы ПВК, образовавшейся на этапе гликолиза, синтезируется 18 молекул АТФ — в сумме с двух ПВК выход составляет 36 молекул АТФ.

Таким образом, суммарно с одной молекулы глюкозы можно получить 38 АТФ (гликолиз + кислородный этап).

Кислородный этап протекает на кристах митохондрий (складках, выпячиваниях внутренней мембраны), где наибольшая концентрация окислительных ферментов. Главную роль в этом процессе играет так называемый цикл Кребса, который подробно изучает биохимия.

АТФ — аденозинтрифосфорная кислота

Трудно переоценить роль в клетке АТФ — универсального источника энергии. Молекула АТФ состоит из азотистого основания — аденина, углевода — рибозы и трех остатков фосфорной кислоты.

Между остатками фосфорной кислоты находятся макроэргические связи — ковалентные связи, которые гидролизуются с выделением большого количества энергии. Их принято обозначать типографическим знаком тильда «∽».

• АТФ + H₂O = АДФ + H₃PO₄ + E
• АДФ + H₂O = АМФ + H₃PO₄ + E
• АМФ + H₂O = аденин + рибоза + H₃PO₄ + E

Пластический обмен

АТФ является универсальным источником энергии в клетке: энергия макроэргических связей АТФ используется для реакций пластического обмена (ассимиляции), протекающих с затратой энергии: синтеза белка на рибосоме (трансляции), удвоению ДНК (репликации) и т.д.

В результате пластического обмена в нашем организме происходит синтез белков, жиров и углеводов.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Энергетический обмен

Энергетический обмен (катаболизм) — комплекс химических реакций поэтапного разложения органических веществ, сочетающихся с выплеском энергии, которая употребляется клеткой не сразу, а сохраняется в виде аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и подобных высокоэнергетических образований.

АТФ формируется в клетках всех организмов в ходе фосфорилирования — слияния неорганического фосфата и аденозиндифосфата (АДФ).

Пример диссимиляции (катаболизма): гидролиз полимеров до мономеров и разложение до низкомолекулярных образований.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Этапы энергетического обмена у животных

Подготовительный этап

Он характеризует разложение сложных органических молекул до простых. Полисахариды распадаются до моносахаридов, липиды делятся на глицерин и жирные кислоты, белки расщепляются до аминокислот. Так функционирует пищеварение.

У многоклеточных организмов (животные, человек) он протекает в желудочно-кишечном тракте с применением пищеварительных ферментов. У одноклеточных — под воздействием ферментов лизосом.

Энергии производится мало, она распространяется в форме тепла, не производя АТФ.

Бескислородное окисление (гликолиз)

Оно осуществляет запуск процесса ферментативного разложения органических веществ, которые создаются в течение подготовительного этапа. Кислород в этом процессе участия не принимает.

Биологическое значение гликолиза состоит в поэтапном расщеплении и окислении глюкозы, аккумулировании энергии в виде двух молекул АТФ. Бескислородное разложение глюкозы протекает в цитоплазме клеток.

Пировиноградная кислота (ПВК) преобразуется в молочную кислоту. Особенность молочной кислоты в том, что образуясь из-за дефицита кислорода и при перенапряжении мышечной ткани, у человека проявляется в виде боли.

По причине дефицита кислорода в клетках растений из ПВК происходит деление на этиловый спирт и углекислый газ (спиртовое брожение).

Кислородное окисление (дыхание)

Оно осуществляется на кристах митохондрий. Технологию этого этапа можно описать так: при дыхании пировиноградная кислота окисляется до углекислого газа и воды. Энергия откладывается в 36 молекулах АТФ (34 — в цикле окислительного фосфорилирования, 2 — в цикле Кребса).

Решением проблемы выработки энергии при дефиците глюкозы является использование белков и липидов, но углеводы играют главную роль в энергетическом обмене.

Совокупность реакций ассимиляции и диссимиляции

Исходным условием жизнеспособности клетки и многоклеточных организмов является стабильность внутренней среды — гомеостаз.

Устойчивость биологической среды опирается на реакции обмена веществ — ассимиляцию (анаболизм) и диссимиляцию (катаболизм).

Пластический обмен (анаболизм) представляет собой систему химических реакций создания сложных веществ из простых. Например, углерод производят углекислый газ и вода во время фотосинтеза.

К пластическому обмену принадлежат:

Этот тип обмена наиболее выражен у развивающихся организмов.

Ассимиляция и диссимиляция — два необходимых участника метаболизма. Они жестко уравновешены и скоррелированы. Без соблюдения этого равновесия невозможна нормальная жизнедеятельность организма.

Насколько полезной была для вас статья?

Источник