Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Лекція №1. Загальні уявлення про обмін речовин і енергії

Динамічна біохімія

Опорні лекції розділу

БІОХІМІЯ

спеціальність «Виробництво хліба, кондитерських, макаронних виробів та харчових концентратів»

Миколаїв ‑ 2010

Основні питання:

1. Сутність процесу обміну речовин..

2. Стадії катаболізму біомолекул.

„Життя – є спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є постійний обмін речовин із зовнішньою природою, що їх оточує, причому з припиненням цього обміну речовин припиняється життя....”

Ф.Енгельс

Обмін речовин (метаболізм) – сукупність біохімічних реакцій перетворення хімічних сполук (метаболітів), що відбуваються в живих організмах.

Суттєві ознаки обміну речовин у живих організмах:

ü Скоординованість біохімічних перетворень у просторі і часі, завдяки чому різні процеси здійснюються одночасно, не заважаючи один одному. Забезпечення: окремі біохімічні перетворення відбуваються на певних ділянках клітин чи в специфічних органелах клітин.

ü Перебіг процесів відбувається у суворо визначеній послідовності, при цьому кожна попередня реакція створює умови для здійснення наступної. Забезпечення: ферменти, які забезпечують складні біохімічні перетворення численних субстратів та спряженість цих перетворень на метаболічному та енергетичному рівнях.

Обмін речовин складається:

a Фізіологічні процеси (травлення, всмоктування, виділення);

a Фізичні процеси (сорбція, дифузія, осмос);

a Хімічні процеси (окислення, відновлення, гідроліз, фосфороліз).

Ці процеси здійснюються при проміжному та внутрішньоклітинному обміні.

Катаболізм ‑ сукупність процесів розщеплення біомолекул з вивільненням енергії.

Реакції внутрішньоклітинного метаболізму	Розщеплення біоорганічних молекул (глюкози, жирних кислот, амінокислот, гліцерину) до кінцевих продуктів проміжного обміну (оксиду вуглецю, води, аміаку) з вивільненням хімічної енергії та акумуляцією її у формі АТФ, інших макроергічних фосфатів або протонного потенціалу, що забезпечує енергетичні потреби основних процесів життєдіяльності ‑ катаболізм.
Синтез специфічних, генетично притаманних даному організму біомолекул білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, ліпідів, біорегуляторів), що необхідні для утворення власних клітинних та позаклітинних біоструктур – анаболізм.
Використання енергії (у формі АТФ або протонного потенціалу) для забезпечення таких процесів клітинної фізіології, як функціонування скоротливих структур (м’язове скорочення, діяльність елементів цитоскелета), активний транспорт метаболітів та неорганічних іонів.

Процеси перетворення одних метаболітів на інші, що каталізуються ферментами, складають метаболічні шляхи.

Класифікація метаболічних шляхів:	Ø Катаболічні шляхи, які становлять в сукупності катаболізм(катаболічні реакції) – реакції розщеплення (гідролізу, окислення) біоорганічних речовин, що надходять із зовнішнього середовища у складі продуктів харчування та біомолекул, які складають структуру клітин та тканин організму.
Ø Анаболічні шляхи, які становлять анаболізм (анаболічні реакції) – реакції синтезу складних біоорганічних сполук, що складають різні структурні утворення організму (білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів)та забезпечують його функціонування (ліпідів, моносахаридів, амінокислот, нуклеотидів, вітамінів, коферментів, гормонів).
Ø Амфіболічні шляхи, які містяться на перехрестях катаболізму та анаболізму; метаболіти, що складають амфіболічні шляхи, можуть перетворюватися як в катаболічних, так і в анаболічних процесах (цикл трикарбонових кислот).

Висновок:

a Асиміляція (анаболізм)– процес засвоєння організмом органічних і неорганічних речовин, які він перетворює на складові частини своїх клітин і тканин. Забезпечує процеси росту, розвитку, самооновлення організму. Супроводжується анаболічними реакціями, з використанням енергії (ендергонічні).

a Дисиміляція (катаболізм)– розпад харчових продуктів, які надходять в організм, руйнування речовин, що входять до складу клітин і тканин. Характерні катаболічні реакції: гідроліз, фосфороліз та окислення, які супроводжуються виділенням енергії (екзергонічні).

a Обмін речовин ‑ сукупність усіх хімічних змін і всіх видів перетворень речовин та енергії, що забезпечує ріст, розвиток, життєдіяльність організму в цілому.

a Процеси асиміляції та дисиміляції узгоджені між собою, організовані в часі і утворюють цілісну систему, що забезпечує збереження живого організму, його нормальну функціональну здатність.

a Анаболічні реакції (реакції синтезу), що характерні для асиміляції, забезпечують утворення органічних сполук, необхідних для побудови структур організму. Катаболічні реакції (реакції розкладу), які характерні для дисиміляції забезпечують виділення енергії, необхідної для синтезу складних органічних сполук та утворення кінцевих продуктів обміну.

a Обмін речовин у тканинах на клітинному і молекулярному рівні відбувається на основі саморегуляції. В цілому в організмі регулювання обміну речовин відбувається нервовим і гуморальним(нейрогуморальним) шляхами безпосередньо через біологічно активні речовини – гормони, а також ферментними системами.

Співвідношення між процесами асиміляції і дисиміляції:

1. Переважання процесів асиміляції над процесами дисиміляції характерно для періоду росту та розвитку організму.

2. Переважання процесів дисиміляції над процесами асиміляції характерно для паталогічних процесів та старінні організму.

3. За нормальних фізіологічних умов в організмі забезпечується стабільна рівновага даних процесів.

Обмін речовин в організмі тісно пов’язаний з обміном енергії. Постійне надходження та використання енергії є необхідною умовою існування живих організмів як відкритих систем.

Шляхи використання енергії організмом:

1 Виконання різної роботи, руху, скорочення та розслаблення м’язів;

1 Синтез та розщеплення різних сполук, транспорт речовин і іонів;

1 Підтримання гомеостазу;

1 Виконання специфічних функцій, що забезпечують процеси життєдіяльності.

Обмін енергії включає такі процеси, як виділення, перетворення, акумулювання та використання енергії організмом, тобто обмін речовин в організмі супроводжується постійним обміном енергії завдяки тісному взаємозв’язку анаболічних та катаболічних реакцій.

Вивільнення енергії здійснюється поступово і включає три основні стадії (стадії катаболізму біомолекул):

1. Підготовча– перетравлювання та всмоктування поживних речовин, вивільняється менше 1% енергії.

2. Анаеробне окислення продуктів гідролітичного розщеплення біополімерів (амінокислот, моносахаридів, жирних кислот) до метаболітів (ацетил-КоА, щавлевооцтова кислота), вивільняється близько 1/3 енергії, що акумульована в хімічних зв’язках органічних сполук.

3. Аеробне окислення до кінцевих продуктів, здійснюється в циклі Кребса, вивільняється 2/3 енергії. Нагромаджуються відновні еквіваленти у вигляді НАД∙Н₂; НАДФ∙Н₂; ФАД∙Н₂, які є генераторами енергії і забезпечують синтез АТФ у процесі тканинного дихання.

Висновок:

В організмі існує тісний взаємозв’язок між процесами вивільнення та використання енергії. Основна маса енергії акумульованої в хімічних зв’язках органічних сполук, вивільняється при анаеробному та аеробному окисленні. Виділена енергія не використовується безпосередньо для потреб організму, а попередньо перетворюється на доступну форму – АТФ, яка виступає в ролі донора, акцептора та трансформатора енергії.

Енергія , що вивільняється при окисленні органічних сполук, акумулюється в макроергічних зв’язках, з яких вона разом з активними фосфорильними групами передається на АДФ, внаслідок чого синтезується АТФ.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Програмові вимоги до екзамену зі історії України	\|	Перетворення АДФ на АТФ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.008 сек.