Пластический обмен: характеристика, функции, этапы
Метаболизм, то есть совокупность всех химических реакций, происходящих в организме, включает в себя энергетический и пластический обмен. Первый - это реакции, направленные на получение энергии вследствие расщепления сложных органических соединений на более простые. Он еще называется катаболизмом. Пластический обмен называют еще анаболизмом. Он подразумевает реакции, с помощью которых организм синтезирует нужные ему сложные химические вещества из простых с использованием энергии. Таким образом, получается, что, добыв энергию в процессе катаболизма, часть её организм тратит на синтез новых органических веществ.
Энергетический обмен: особенности и этапы
Этот вид обмена веществ осуществляется в три стадии: подготовительная, анаэробное брожение, или гликолиз, и клеточное дыхание. Рассмотрим их более подробно:
- Подготовительная проходит в желудочно-кишечном тракте, где с помощью желудочного сока и ферментов белки расщепляются на аминокислоты, липиды — на высшие кислоты и глицерин, а углеводы — на более простые по структуре моносахариды. Остальные два этапа осуществляются в клетках организма.
- Энергетический обмен в клетке имеет две стадии — анаэробную, для которой кислород не нужен, и аэробную, во время которой для совершения химических реакций используется кислород. Первый из этих двух этапов — гликолиз — проходит в цитоплазме, где под воздействием ферментов, содержащихся в лизосомах (специальных органоидах клетки) происходит расщепление глюкозы на более простые вещества, к примеру, этиловый спирт, пировиноградная и молочная кислота. При реакции, в результате которой образуется спирт, выделяется также углекислый газ. Во всех трех вариантах расщепления клетка получает 2 АТФ на одну использованную молекулу глюкозы. Реакция, в которой в результате распада моносахарида получается этиловый спирт, используется в основном дрожжами и бактериями. А процесс, вследствие которого выделяется молочная кислота, — кисломолочными бактериями. Та реакция, после которой остается пировиноградная кислота, осуществляется в животных клетках. Свойства бактерий расщеплять глюкозу до этилового спирта, углекислого газа и молочной кислоты широко используется в пищевой промышленности.
- Третья стадия энергетического обмена также осуществляется непосредственно в клетке, однако уже не в цитоплазме, а в митохондриях. Это клеточное дыхание. Для него обязательно нужен кислород, так как, по сути, это процесс сжигания органических веществ, только без использования высоких температур и в ускоренном в сотни раз виде, что позволяют выработать природные катализаторы — ферменты. Таким образом, в митохондриях клетки живого организма может происходить процесс полного окисления лактата с использованием фосфорной кислоты, кислорода и молекул АДФ. В результате такой химической реакции вследствие расщепления одной молекулы молочной кислоты можно получить 18 АТФ. Еще одним распространенным процессом, происходящим в митохондриях эукариотических клеток, можно назвать сжигание пировиноградной кислоты, вследствие чего также высвобождается энергия.
Пластический обмен — это что? Какие у него особенности?
Фотосинтез
Это процесс, который, по сути, является основой жизни на планете Земля. Всем известно, что растения забирают из атмосферы углекислый газ и отдают кислород, но давайте более подробно рассмотрим, что же происходит во время фотосинтеза. Этот процесс осуществляется посредством реакции, которая предусматривает образование глюкозы и кислорода из углекислого газа и воды. Очень важный фактор - наличие солнечной энергии. Во время такого химического взаимодействия из шести молекул углекислого газа и воды образуется шесть молекул кислорода и одна - глюкозы.
Где происходит этот процесс?
Местом проведения подобного рода реакции являются зеленые листья растений, а точнее хлоропласты, которые содержатся в их клетках. В этих органеллах содержится хлорофилл, благодаря которому и происходит фотосинтез. Данное вещество также обеспечивает зеленый цвет листков. Хлоропласт окружен двумя мембранами, а в его цитоплазме расположены граны — стопки из тилакоидов, которые имеют собственную мембрану и содержат хлорофилл.
Хемосинтез
Хемосинтез — это также пластический обмен. только характерен он для микроорганизмов, в том числе и серных, нитрифицирующих и железобактерий. Они используют энергию, полученную в процессе окисления определенных веществ, для восстановления углекислого газа до органических соединений. Веществами же, которые окисляются данными бактериями в процессе энергетического обмена, являются сероводород для первых, аммиак для вторых и закись железа для последних.
Биосинтез белков
Обмен белков в организме подразумевает расщепление тех, которые были употреблены в пищу, на аминокислоты и построение из последних своих собственных белков, свойственных именно данному живому существу. Пластический обмен - это синтез белков клеткой, он включает в себя два основных процесса: транскрипцию и трансляцию.
Транскрипция
Это слово многим известно из уроков английского языка, однако в биологии данный термин имеет совсем другое значение. Транскрипция — это процесс синтеза информационной РНК с помощью ДНК по принципу комплементарности. Осуществляется он в ядре клетки и насчитывает три стадии: образование первичного транскрипта, процессинг и сплайсинг.
Трансляция
Этот термин обозначает перенос зашифрованной на иРНК информации о структуре белка на синтезирующийся полипептид. Местом для проведения данного процесса служит цитоплазма клетки, а именно, рибосома — специальный органоид, который отвечает за синтез белков. Это органелла овальной формы, состоящая из двух частей, которые соединяются в присутствии иРНК.
Похожие статьи
- Гликолиз - это важный биохимический процесс
- Метаболизм - это что такое? Какие бывают нарушения метаболизма
- Фотосинтез: что такое, определение, фазы
- Плазматическая мембрана: функции, строение
- Что такое катаболизм, анаболизм. Какое отношение они имеют к метаболизму и как происходят?
- Что такое обмен веществ и в чем причины его нарушения?
- Значение фотосинтеза. Значение фотосинтеза в природе. Результат фотосинтеза