18)Общая характеристика обмена веществ (Метаболизма) и энергии в клетке.

• Анаболизм(пластический обмен, ассимиляция) – процесс, связанный с образованием веществ и накоплением веществ.

• Катаболизм(энергетический обмен, диссимиляция) – процесс, связанный с распадом веществ и тратой энергии.

Анаболизм и катаболизм – противоположно направленные процессы.

19) Энергетический обмен.

1. Подготовительный этап: расщепление полимеров до мономеров

• В пищеварительной системе

• При участии ферментов

2. Бескислородное расщепление. В цитоплазме клетки.

C₆H₁₂O₆>2С₃H₆O₃(Молочная кислота) +2АТФ

АMФ + H₃PO₄>АДФ; АДФ + H₃PO₄>АТФ

3. Кислородное расщепление. В митохондриях.

2C₃H₆O₃ + 6O₂>6CO₂+ 6H₂O + 36АТФ

Часть АТФ расходуется на окисление; 21 АТФ передается в цитоплазму для обеспечения работы клетки.

Суммарное уравнение:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂>6CO₂+ 6H₂O + 38АТФ

20) Фотосинтез. Космическая роль зеленых растений.

Процесс образования органических веществ из CO₂ иH₂O в присутствии света и воды. Проходит в 2 стадии.

1. Световая стадия.

• Под действие света на хлорофилл образуется горячий электрон (e*).

• Одновременно с 1 этапом происходит фотолиз (разложение) водыпод воздействием света:

H₂O --->H⁺ + OH^-

• Ион водорода присоединяется к горячему электрону: Н⁺+ ℮_г>Н⁰

• Н⁰ + НАДФ = НАДФ*Н

• Следующий этап заключается в образовании молекулярного кислорода и эндогенной воды из оставшихсягидроксо-групп:

4ОН ---> (-4e) 2H₂O +O₂

• Выделившиеся электроны проходят по системе цитохромов и восстанавливают хлорофилл, синтезируя АТФ;

2. Темновая стадия.

• Через устьица поступают молекулы СО₂

• Цикл Кальвина: CO₂ ----> (12НАДФ*Н; 18АТФ) С₆H₁₂O₆

6 CO₂ + 6 H₂O> 6 O₂ + C₆H₁₂O₆

Главный продукт – органическое вещество (глюкоза), побочный – кислород.

Космическая роль растений:

• Образование кислородсодержащей атмосферы.

• Образование озонового слоя.

• Преобразование солнечной энергии в химическую.

• Гетеротрофы получают возможность использовать готовые органические вещества.

21) Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле.

Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO₂ служат реакции окисления неорганических соединений. Подобный вариант получения энергии используется только бактериямиили археями. Явление хемосинтеза было открыто в 1887 году русским учёным С. Н. Виноградским.

Выделяющаяся в реакциях окисления неорганических соединений энергия не может быть непосредственно использована в процессах ассимиляции. Сначала эта энергия переводится в энергию макроэргических связей АТФ и только затем тратится на синтез органических соединений.

Хемосинтезирующие бактерии – автотрофные организмы.

К хемосинтезу способны только хемосинтезирующие бактерии:

• Нитрифицирующие.

• Водородные.

• Железобактерии.

• Серобактерии.

Они окисляют соединения азота, железа, серы и других элементов. Все хемосинтетики являются

облигатными аэробами, так как используют кислород воздуха. Часть бактерий может развиваться в темноте, но большинство нуждается в кислороде.

Роль в биосфере:

• участвуют в очистке сточных вод.

• способствуют накоплению в почве минеральных веществ

• повышают плодородие почвы.