Сайт вчителів біології МБОУ Ліцей № 2 міста Воронежа

Для вивчення клітини під мікроскопом зазвичай її фіксують, фарбують. На приготованому мікропрепараті розглядають уже неживу клітку, тому створюється враження, що всі структурні частини клітини нерухомі, статичні, а це не відповідає дійсності. Насправді в живій клітині все знаходиться в русі: рухається цитоплазма, захоплюючи за собою багато органели, речовини і включення; активно працюють рибосоми і мітохондрії, відбувається безліч хімічних перетворень. У всіх цих процесах життєдіяльності накопичується, витрачається і перетворюється енергія. З навколишнього середовища в клітку надходять різні речовини, а з клітини в навколишнє середовище видаляються непотрібні продукти обміну. Так здійснюється обмін речовин, або метаболізм (грец. Metabole - "перетворення").

Обмін речовин і енергії (метаболізм) - це сукупність біохімічних реакцій, що протікають в клітині і забезпечують процеси її життєдіяльності.

Обмін речовин складається з двох взаємопов'язаних процесів - анаболізму і катаболізму.

Анаболизм (грец. Anabole - "підйом"), або асиміляція (лат. Assimilatio - "злиття", "засвоєння"), - сукупність хімічних процесів, спрямованих на освіту та оновлення структурних частин клітин. Тому анаболизм ще називають пластичним обміном. В ході анаболізму відбувається біосинтез складних молекул з простих молекул-попередників або з молекул речовин, що надійшли із зовнішнього середовища. Найважливішими процесами анаболізму є синтез білків і нуклеїнових кислот (властивий всім організмам) і синтез вуглеводів (у рослин, деяких бактерій і ціанобактерій).

Анаболизм є творчим етапом обміну речовин. Він здійснюється завжди зі споживанням енергії за участю ферментів.

В процесі анаболізму з утворенням складних молекул йде накопичення енергії, головним чином, у вигляді хімічних зв'язків. Надходження цієї енергії в більшості випадків забезпечується реакціями біологічного окислення речовин клітини - реакціями катаболізму.

Катаболізм (грец. Katabole - "скидання", "руйнація"), або дисиміляція, - сукупність реакцій, в яких відбувається розпад органічних речовин з вивільненням енергії. При розриві хімічних зв'язків молекул органічних сполук енергія вивільняється і запасається, головним чином, у вигляді молекул аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ), т. Е. Аденозинтрифосфату. Синтез АТФ у еукаріот відбувається в мітохондріях і хлоропластах, а у прокаріотів - в цитоплазмі, на мембранних структурах.

Катаболізм забезпечує всі біохімічні процеси в клітині енергією, тому його ще називають енергетичним обміном.

В процесі еволюції клітини живих організмів виробили регуляторні системи, що забезпечують упорядкованість і узгодженість метаболічних реакцій. Це і дозволяє їм адаптуватися до мінливих умов навколишнього середовища.

Аденозинтрифосфорная кислота, або АТФ, - це нуклеотид, що містить аденін, рибозу і трифосфат (три залишку фосфорної кислоти).

Молекула АТФ дуже енергоємна. Вона є універсальним переносником і накопичувачем енергії. Енергія укладена в зв'язках між трьома залишками фосфорної кислоти.

Як відбувається виділення енергії в клітині? Відділення від АТФ одного кінцевого фосфату (Ф) супроводжується виділенням 40 кДж на 1 моль, тоді як при розриві хімічних зв'язків інших з'єднань виділяється 12 кДж. Новоутворена при цьому молекула аденозиндифосфата (АДФ) з двома фосфатними залишками може швидко відновитися до АТФ або, при необхідності віддавши ще один кінцевий фосфат, перетворитися в аденозинмонофосфат (АМФ).

Пара АТФ / АДФ служить основним механізмом вироблення енергії в клітині. Приєднання фосфорних залишків до АМФ і АДФ супроводжується накопиченням (акумуляцією) енергії, а їх відщеплення від АТФ і АДФ призводить до виділення енергії. Завдяки багатим енергією хімічним зв'язкам в молекулах АТФ клітина здатна накопичувати багато енергії і витрачати її в міру потреби на всі життєві процеси клітини і організму в цілому.

<Попередня сторінка "Нуклеїнові кислоти"

Наступна сторінка "Біосинтез білків в живій клітині">