Лекция 5. Обмен веществ

1. Общая характеристика обмена веществ

2. Электрон-транспортные цепи

3. Энергетический обмен (дыхание)

4. Пластический обмен (фотосинтез)

1. Общая характеристика обмена веществ

Обмен веществ, или метаболизм – это совокупность всех процессов превращения энергии и химических веществ в биологических системах.

Все множество обменных процессов подразделяется на два противоположных потока биохимических реакций, которые называются энергетический обменипластический обмен. Пластический и энергетический обмен – этосопряженные(взаимосвязанные) процессы. Продукты реакций пластического обмена рано или поздно вступают в реакции энергетического обмена и наоборот. Энергия, полученная в ходе реакций энергетического обмена, используется в реакциях пластического обмена. Реакции метаболизма рано или поздно завершаются превращением всей исходной энергии в тепло.

Энергетический обмен (катаболизм,илидиссимиляция) – это совокупность физиолого-биохимических процессов, в ходе которых происходит окисление сложных органических веществ. В результате энергетического обмена образуются более простые органические или неорганические вещества, ивыделяется высокоорганизованная энергия(например, в виде АТФ).

Пластический обмен (анаболизм,илиассимиляция) – это совокупность физиолого-биохимических процессов, в ходе которых из простых органических и неорганических веществ образуются более сложные вещества. Пластический обмен протекает сзатратой высокоорганизованной энергии(например, в виде АТФ), которая затрачивается на восстановление исходных соединений углерода путем присоединения к ним электронов и протонов.

Для пластического обмена необходимы первичные источники углерода (исходные «кирпичики» для образования органических веществ) и первичные источники высокоорганизованной энергии.

Все организмы способны синтезировать сложные органические вещества, используя относительно простые органические вещества с асимметрическим атомом углерода. Организмы, все клетки которых нуждаются в готовых органических веществах, называются гетеротрофными(или простогетеротрофами). Однако существуют организмы, у которых хотя бы часть клеток способна ассимилировать (то есть усваивать) углекислый газ. Такие организмы называютсяавтотрофными(или простоавтотрофами). К автотрофам часто относят прокариот, ассимилирующих самые простые органические вещества: метан, полиэтилен, фенол.

Все организмы способны получать высокоорганизованную энергию путем катаболизма (то есть за счет окисления органических веществ). Организмы, у которых все клетки получают высокоорганизованную энергию только таким путем, называются органотрофными(или простоорганотрофами). Однако существуют организмы, у которых хотя бы часть клеток способна использовать световую энергию. Такие организмы называются фототрофными (или простофототрофами). Кроме того, многие прокариоты способны использовать энергию окисления неорганических веществ. Такие организмы называютсялитотрофными(или простолитотрофами). Для органотрофов и литотрофов часто употребляют общее названиехемотрофы.