У живих організмах постійно відбувається обмін речовин, тобто. обмін речовин . Одночасно в клітині відбувається кілька тисяч хімічних реакцій. Процес обміну речовин може бути катаболічний або анаболічний .

катаболізм

Анаболічний процес є синтетичним процесом - i. він синтезує нові органічні речовини або утворює нові структури. У такому процесі енергія, отримана з фотосинтез, хемосинтез або від катаболічний процесів. Таким чином, напр. білки, фосфоліпіди (компоненти клітинної мембрани) або ДНК.

Катаболічний процес є процесом розкладання - це фаза метаболізму, коли складні молекули - напр. білки розпадаються на простіші, менші молекули (у випадку білків на амінокислоти). У цьому випадку енергія виділяється у формі АТФ ( аденозинтрифосфат ), який використовується у згаданих вище анаболічних процесах. Якщо продукт катаболічної події шкідливий або марний для організму, він виводиться з організму (наприклад, дихальною або травною системою).

І в катаболічному, і в анаболічному процесах хімічні зміни пов'язані із змінами енергії, тому ми говоримо про це енергетичний обмін . Для забезпечення життєво важливих функцій клітині потрібна енергія - і вона може використовувати лише енергію, яка пов’язана в хімічних зв’язках органічних молекул. Ми розрізняємо, як клітини забезпечують своє джерело енергії автотрофні клітини і гетеротрофний .

Гетеротрофні клітини - це клітини, які використовують енергію, пов’язану з енергетичними речовинами, які вони отримали з навколишнього середовища, тобто для «виробництва» їх органічних речовин, необхідних їм для їх розвитку та росту, вони використовують вуглець, отриманий в результаті розкладання отриманого органічного речовини. До гетеротрофних клітин належать більшість бактерій, усі гриби, найпростіші та клітини багатоклітинних тварин (включаючи людину). Особливим випадком гетеротрофії є паразитизм (тобто відносини, при яких один організм бере поживні речовини з іншого організму або живе в ньому, тим самим послаблюючи його), і сапрофітизм (тобто живлення мертвими організмами або органічними залишками, які сапрофіт розкладається і мінералізується до простих неорганічних речовин).

Автотрофні клітини Клітини здатні використовувати крім поглинання інші форми енергії, крім хімічної. Вони найчастіше використовують променисту (світлу) енергію. Вони не використовують цю енергію безпосередньо, а спочатку перетворюють її в хімічну енергію - тобто синтезують органічну речовину. Згадаємо форми автотрофії фотоавтотрофія (фотосинтез) a хемоавтотрофія .

Фотосинтез ми розуміємо процес творення органічна матерія, в якій вуглекислий газ фіксується за допомогою сонячної енергії. Фотосинтез відбувається в деяких бактеріях, ціанобактеріях, еукаріотичних водоростях і клітинах зелених частин багатоклітинних рослин.

Під цим терміном хемотрофія ми розуміємо подію, в якій відбувається окислення неорганічні субстрат набуває хімічної енергії.

Передача енергії в клітині

Енергія, що створюється під час катаболічного процесу, зберігається, а потім передається під час анаболічного процесу. Передача енергії здійснюється за допомогою т. Зв. "Макроергічні сполуки" - тобто сполуки, які мають багато енергії, що зберігається у своїх макроергічних зв’язках. Найважливішим носієм енергії в клітині є аденозинтрифосфат - АТФ . Молекула АТФ складається з азотистої основи - аденін , цукор - рибоза і три залишки фосфорна кислота .

АТФ у міру необхідності постійно утворюється в мітохондріях. Розщеплення перетворює АТФ на аденозиндифосфат - АДФ , таким чином, енергоспоживання реалізується на різних ділянках клітини. Під час цього перетворення (ATP в ADP) він звільняється вільна енергія - які потім можна використовувати для руху, підтримки температури, відтворення тощо, і тепло - тобто енергія, що випромінює навколишнє середовище.

Конкретні макроергічний зв'язок в молекулі АТФ знаходиться між залишки фосфату .

Фіг. 1: молекула АТФ (зелений - 3 залишки фосфату; червоний - рибоза; синій - аденин

Повторити:

1. У чому різниця між анаболізмом і катаболізмом?
2. Що таке хемотрофія?
3. Наведіть приклад клітин, у яких відбувається фотосинтез.
4. Де в молекулі АТФ є "прихована" енергія?