Обмін речовин і перетворення енергії - основа функціонування біосистем.

Тема 2. Обмін речовин і перетворення енергії§18. Тема: Обмін речовин і перетворення енергії - основа функціонування біосистем.

Біологічні системи можуть існувати лише за умови:1. Зовнішнього обміну речовинами, енергією та інформацією з навколишнім середовищем.2. Внутрішній обмін речовин, енергії та інформації між окремими частинами біосистеми (органелами клітин, органами організму, організмами в екосистемі).

ОБМІН РЕЧОВИН І ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ – сукупність процесів, що забезпечують надходження речовин й енергії із середовища, їхнє перетворення у біологічних системах та видалення продуктів життєдіяльності й енергії у середовище. Надходження речовин. Виведення речовин

Обмін речовин і перетворення енергії відбуваються на усіх рівнях організації1. На молекулярному рівні речовин беруть участь біоелементи, біонеорганічні та біоорганічні речовини. 2. На клітинному обмін речовин та енергії здійснюється за участі ферментів.3. На організмовому відбуваються взаємоперетворення речовин. 4. На екосистемному і біосфері обмін речовин й енергії називають біологічним кругообігом здійснюють живі організми.

У загальному потоці речовин, енергії та інформації, можна виокремити три етапи:1) Надходження речовин та енергії у біосистеми. 2) Внутрішньосистемні перетворення речовин та енергії. 3) Видалення речовин та енергії із біосистеми.

Обмін речовин у біосистемах забезпечує постійне самооновлення, саморегуляцію і самовідтворення та здійснюється завдяки злагодженій дії численних структур. У результаті обміну речовин енергія в біосистемах може накопичуватися, зберігатися й використовуватися для процесів життєдіяльності.

Обмін речовин й перетворення енергії в організмі складається: 1. З фізіологічних процесів(живлення, травлення, дихання, транспортування речовин, всмоктування, виділення), 2. Фізичних процесів (дифузія, осмос, розчинення) й хімічних (окиснення, відновлення, гідроліз, бродіння). Цю сукупність перетворень розглядають як єдність двох протилежних і взаємопов'язаних процесів – асиміляції і дисиміляції.

Дві фази метаболізму:1. Асиміляція (від лат. уподібнення, засвоєння), або анаболізм, частина загального обміну речовин й енергії, що полягає в поглинанні, нагромадженні та перетворенні речовин, що надходять в організм.2. Дисиміляція (від лат. несхожий), або катаболізм, – це частина загального обміну, під час якого відбуваються розщеплення, руйнування складних органічних сполук (білків, жирів, вуглеводів, нуклеїнових кислот) в організмі на простіші. Основним акумулятором і переносником енергії є аденозинтрифосфатна кислота (АТФ).

АТФ - універсальний хімічний акумулятор енергії в клітинах

Фактори, що впливають на метаболізм у людини 1. Спадковість. Унаслідок спадково зумовлених чинників швидкість обмінних процесів у різних людей може відрізнятися на 10 %.

2. Статура. Чим більше і важче тіло, тим більше витрачається енергії для підтримки життєдіяльності. М’язовій масі потрібно більше калорій, ніж жировій тканині.

3. Стать. У чоловіків обмін речовин відбувається швидше, ніж у жінок. Це зумовлено більшими розмірами тіла та більшою м’язовою масою.

4. Спосіб життя. У разі пасивного способу життя відбувається уповільнення процесів метаболізму, і, навпаки, під час значного фізичного навантаження обмін речовин прискорюється. Стреси, депресії, недосипання й голодування призводять до уповільнення обміну речовин. Харчування невеликими порціями 4–5 разів на день, білкова їжа прискорюють метаболізм.

Значення речовин, енергії та інформації для біосистем. Речовина – це сукупність атомів, атомних частинок чи молекул, що перебувають у певному агрегатному стані. Хімічні речовиниє:1. Простими (метали і неметали)2. Складними. Складні хімічні речовини поділяються 1. Органічні (наприклад, малі молекули,макромолекули) 2. Неорганічні (оксиди, основи, кислоти й солі).

Енергія (від грец. енергос – діяльний) – це загальна кількісна міра руху і взаємодії всіх видів матерії. Енергія не виникає ні з чого і нікуди не зникає, вонаможе тільки переходити з одного стану в інший (закон збереження енергії).

Біологічні системи здатні отримувати світлову (енергія Сонця) хімічну (енергія речовин) енергію ззовні, перетворювати її в різні види (механічну енергію руху, електричну енергію збудження, теплову енергію для терморегуляції).

Інформація (від лат. і пояснення, повідомлення) – це сукупність відомостей (даних), які сприймають із навколишнього середовища (вхідна інформація), видають у навколишнє середовище (вихідна інформація) або зберігають всередині певної системи.

Для біологічних систем виокремлюють види інформації: 1. Зовнішня 2. Внутрішня 3. Фізична (світлова, звукова, механічна, гравітаційна, теплова) 4. Хімічна (нюхова, смакова). Зовнішня інформація про навколишнє середовище сприймається фото-, хемо-, термо-, механорецепторними молекулами чи клітинами внутрішня генетична інформація записана на ДНК.

Висновок : триєдиний потік речовини, енергії та інформації виконує провідну інтегративну роль для самоорганізації та цілісності біологічних систем.

Завдання для самоконтролю1. Що таке обмін речовин і перетворення енергії? 2. Назвіть основні етапи загального обміну речовин та енергії. 3. Що таке асиміляція?4. Що таке дисиміляція? 5. Що таке потік речовин, енергії та інформації?6. Які групи речовин, видие нергії та інформації мають місце в біосистемах?7. Чому обмін речовин та енергії є основою функціонування біологічних систем?8. У чому полягає єдність процесів асиміляції й дисиміляції?9. Яке значення речовин, енергії та інформації для біосистем?10. Що є спільного й відмінного в обміні речовин та енергії різних організмів?

Домашнє завдання 1. Опрацювати §18. 2. Виписати основні поняття.