1 Обмін речовин у клітині обмін речовин у клітині

Обмін речовин (метаболізм) – сукупність хімічних перетворень, які відбуваються в клітинах та забезпечують їхній ріст, життєдіяльність і відтворення.

Обмін речовин живої клітини складається з двох протилежно направлених видів реакцій – катаболічних і анаболічних.

Катаболізм або енергетичний обмін – сукупність реакцій розпаду органічних сполук.

Анаболізм або пластичний обмін – сукупність реакцій синтезу органічних сполук

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

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

За чутливістю до концентрації кисню в навколишньому середовищі всі організми поділяються на аеробів і анаеробів. Аероби можуть існувати тільки за наявності достатнього вмісту кисню. Анаероби поділяються на облігатних (існують тільки в безкисневих умовах) і факультативних (здатні до життя в широкому діапазоні концентрацій кисню).

 

 

Обмін вуглеводів Енергетичний обмін вуглеводів

 

Етап	Місце	Процеси
Підготовчий	Шлунково-кишковий тракт, у цитоплазмі клітин	Органічні макромолекули за участю ферментів розпадаються на дрібні молекули:  білки – амінокислоти  вуглеводи – глюкоза  жири – гліцерин + жирні кислоти  Енергія розсіюється у вигляді тепла
Безкисневий (анаеробний, гліколіз, неповне розщеплення)	На внутрішньоклітинних мембранах гіалоплазми	Гліколіз:  C6H12O6 + 2 Ф + 2 АДФ ф ерменти → 2С3Н603+ 2H2O + 2АТФ  З глюкози утворюється піровиноградна кислота  Спиртове бродіння:  C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Кисневий (аеробний, тканинне дихання)	У матриксі мітохондрій	Цикл Кребса: суть перетворень полягає у ступінчастому декарбоксилюванні й дегідруванні піровиноградної кислоти, під час яких утворюються АТФ, НАДН і ФАДН2.  У подальшіх реакціях багаті на енергію НАДН і ФАДН2 передають свої електрони в електронно-транспортний ланцюг, що являє собою мультиферментний комплекс внутрішньої поверхні мітохондріальних мембран. Унаслідок пересування електрона по ланцюгу переносників утворюється АТФ.  2С3 H 6 O3 + 6О2 + 36 Ф + 36 АДФ ферменти→ 6CO2 + 42H2O + 36АТФ
Сумарне рівняння енергетичного обміну: C6H12O6 + 6O2 + 38АДФ + 38Ф – 6CO2 + 42H2O + 38АТФ