Метаболизм (греч. metabole – "превращение), или обмен веществ и энергии – это совокупность биохимических реакций биосинтеза и расщепления, протекающих в клетке и обеспечивающих процессы ее жизнедеятельности. Метаболический путь – определенная последовательность ферментативных превращений вещества в клетке Метаболиты – промежуточные продукты метаболизма, образующиеся в процессе осуществления превращения вещества по метаболическому пути.
Метаболизм Анаболизм, пластический обмен, ассимиляция Катаболизм, энергетический обмен, диссимиляция Совокупность реакций биологического синтеза, когда из простых веществ поступающих извне, образуются сложные вещества, подобные содержимому клетки Совокупность ферментативных реакций биологического распада сложных органических веществ на более простые, происходящих в процессе гидролиза и окисления этих органических веществ
Клеточное дыхание является важнейшим процессом диссимиляции в ходе которого выделяется большое количество энергии, запасаемой в виде молекул АТФ
Самая главная реакция катаболизма – реакция расщепления молекулы АТФ
Реакция дефосфорилирования – обратная реакция распада АТФ с выделением запасенной энергии, представляет собой гидролиз макроэргических соединений
1-й этап Подготови-тельный 2-й этап Бескислород-ный, анаэробное дыхание 3-й этап Кислородный, аэробное дыхание Распад крупных полимеров на мономеры, происходит в ЖКТ под воздействием пищеварительных ферментов и желудочного сока. Малое выделение энергии Расщепление мономеров под воздействием клеточных ферментов и с использованием АТФ. Происходит в цитоплазме. Запасается около 40% энергии Расщепление пировиноградной кислоты в митохондриях. Запасается около 65-70 % энергии
У аэробных организмов
Представляет собой реакции гликолиза — расщепление углевода с образованием АТФ происходит в бескислородных условиях, ферменты гликолиза локализованы в цитоплазме : у аэробных организмов (растения, животные) это одна из стадий клеточного дыхания у микроорганизмов — брожение — основной способ получения энергии. Процесс протекает в 2 этапа при отсутствии кислорода
Подготовительный этап Активирование молекул глюкозы в результате присоединения фосфогрупп (расход АТФ) – образование двух 3-угдеродных молекул глицеральдегидфосфата Окислительно-восстановительный этап Субстратное фосфорилирование – извлечение энергии в виде АТФ в момент окисления субстрата. Глицеральдегидфосфат превращается в пировиноградную кислоту (ПВК)
Аэробное дыхание осуществляется в митохондриях клетки при доступе кислорода. Процесс клеточного дыхания также из 3-х этапов : 1. - Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты 2. - Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) 3. - Окислительное фосфорилирование
Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты При участии сложного ферментного комплекса отщепляется молекула углекислого газа и образуется соединение ацетил-коэнзим А, а также НАДН. Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) Ацетил-коэнзим А расщепляется с высвобождением еще одной молекулы углекислого газа, а также образованием АТФ, НАДН и ФАДН. Углекислый газ поступает в кровь и удаляется из организма через органы дыхания. Энергия, запасенная в молекулах НАДН и ФАДН, используется для синтеза АТФ на следующем этапе клеточного дыхания. Окислительное фосфорилирование Многоступенчатый перенос электронов от восстановленных форм НАДН и ФАДН по цепи транспорта электронов, встроенной во внутреннюю мембрану митохондрий, на конечный акцептор кислород, сопряженный с синтезом АТФ. Этапы клеточного дыхания
