Обмін речовин та енергії. Основні шляхи розщеплення органічних речовин в живих організмах.

     Форми існування енергії в біологічних системах

Хімічна — енергія хімічних зв'язків;

електрична - нервовий імпульс, що йде по нервовому волокну;

механічна - рух мікроорганізмів, скорочення м'язів;

теплова - підтримка постійної температури тіла;

світлова - перетворення енергії хімічних зв'язків в енергію світіння у деяких мікроор­ганізмів, комах, глибоководних риб та ін.

АТФ - єдине і універсальне джерело енергії в клітині.

Єдиним джерелом енергії для живих організмів є Сонце. Якщо всі речовини на Землі роблять колообіг, то сонячна енергія надходить односпрямованим потоком.

З курсу ботаніки ви вже знаєте що в  процесі фотосинтезу світлова енергія перетворюється в хімічну (енергію хімічних зв'яз­ків), а ця енергія перетворюється в інші види енергії, але знову в енергію сонячного про­меня перетворитися не може.

                Отже, так як енергія найчастіше перебуває хімічних зв’язків різноманітних речовин, то обмін енергії безпосередньо пов’язаний з обміном речовин. Обмін речовин (метаболізм) — сукупність хімічних перетво­рень, які відбуваються у клітині, забезпечують їхній ріст, жит­тєдіяльність і відтворення. Обмін речовин живої клітини скла­дається з двох протилежно спрямованих видів реакцій — катаболічних і анаболічних. Сукупність реакцій розпаду органічних сполук називається катаболізмом, або енергетичним обміном (переважає при активній фізичній роботі, старінні) Су­купність реакцій синтезу органічних сполук називають анаболіз­мом, або пластичним обміном (відбувається коли організм росте і активно розвивається - в молодому віці).

     Унаслідок розщеплення (катаболізму) органічних сполук (біл­ків, жирів, вуглеводів) виділяється теплова енергія, яка аку­мулюється в хімічних зв'язках молекул АТФ. Ця енергія викорис­товується клітиною в анаболітичних процесах - синтезі власних, необхідних на даний момент часу білків, жирів і вуглеводів. Таким чином, енергетичний і пластичний обмін тісно зв'язані між собою потоками речовин й енергії.

 

Заповніть таблицю  «Відмінність асиміляції від дисиміляції».

Питання для порівняння	Асиміляція  (пластичний обмін)	Дисиміляція (енергетичний обмін)
1. Переважні типи біохімічних реакцій
2. Що відбувається з власними органічними речовинами клітини ?
3.Енергетичні перетворення
4. Біологічне значення
5. В якому віці переважають ?
Питання для порівняння	Асиміляція  (пластичний обмін)	Дисиміляція (енергетичний обмін)
1. Переважні типи біохімічних реакцій	Реакції синтезу або сполучення	Реакції розщеплення або розкладу
2. Що відбувається з власними органічними речовинами клітини ?	Органічні речовини накопичуються	Органічні речовини розкладаються
3.Енергетичні перетворення	Енергія накопичується в органічних сполуках	Енергія витрачається та запасається в АТФ
4. Біологічне значення	Накопичення поживних речовин	Накопичення енергії у вигляді високоенергійних зв’язків в молекулах АТФ
5. В якому віці переважають ?	В молодому віці	в дорослому та старіючому

 Якщо розглядати процес обміну речовин на рівні тваринного (і людського організму також)  організму -  то можна виділити наступні етапи:  

1)    Надходження речовин (дихання, харчування)

2)    Перетворення речовин (травлення)

3)    Всмоктування

4)    Виведення з організму кінцевих продуктів життєдіяльності (шкіра, легені, видільна система, травний тракт)

За способом добування енергії живі організми можна поділити на автотрофів і гетеротрофів. Клітини гетеротрофів (тварини, гри­би, більшість бактерій, паразитичні рослини) для побудови влас­них біополімерів використовують мономери поглинених і розщеп­лених ними органічних сполук, і енергію, що виділяється в цьому випадку. Автотрофи здатні синтезувати власні біополімери з води, вуглекислого газу і мінеральних солей. Залежно від енергії, яка використовується для синтезу, автотрофів поділяють на фототрофів (акумулюють сонячну енергію — зелені рослини, деякі бак­терії) і хемотрофів (акумулюють енергію, що виділяється внаслі­док окисно-відновних процесів,— сіркобактерії, нітрифікуючі бактерії).

Етапи енергетичного обміну

     Енергетичний обмін відбувається в процесі клітинного дихання

     Клітинне дихання - сукупність ферментативних процесів, що відбуваються у кожній клітині, в результаті яких молекули вугле­водів, жирних кислот і амінокислот розщеплюються в кінцевому результаті до вуглекислого газу і води, а біологічно корисна енер­гія, яка вивільнюється, запасається клітиною і потім використо­вується. Багато ферментів, що каталізують ці реакції, знаходять­ся у стінках і кристах мітохондрій.

Етапи клітинного дихання.

     

За ефективністю перетворення енергії жива клітина перевершує усі відомі в техніці перетворювачі енергії,

    Основну роль у забезпеченні клітини енергією відіграє аеробне дихання.

Етапи енергетичного обміну

Особливості про­ходження етапу	Підготовчий етап	Безкисневий етап	Кисневий етап
Де відбувається	У шлунково-кишковому тракті	У цитоплазмі клітин	У мітохондріях
Чи потрібні для процесів фер­менти	Так (травлення)	Так .	Так
Чи потрібні для процесів спеціалізовавані органели	Ні	Процеси відбу­ваються в ци­топлазмі	Процеси  відбуваються в мітохондріях
Чи беруть участь у проце­сах мембрани	Ні	Ні	Так, без мемб­ран процес не відбувається
Чи синтезують­ся молекули АТФ	Ні, виділяється тільки теплова енергія	Так, дві моле­кули АТФ на одну молекулу глюкози	Так, 36 молекул АТФ
Чи потрібен для процесів кисень	Ні	Ні	Так,без кисню не відбувається

 

джерело

-https://naurok.com.ua/prezentaciya-na-temu-obmin-rechovin-38355.html

https://naurok.com.ua/urok-na-temu-obmin-rechovin-ta-energi-osnovni-shlyahi-rozscheplennya-organichni-rechovin-v-zhivih-organizmah-38350.html