Метаболізм – це сукупність хімічних реакцій, які відбуваються за участю специфічних ферментних систем і забезпечують процеси життєдіяльності, розвитку та розмноження. Метаболізм є сумарним результатом двох процесів: катаболізму та анаболізму. Катаболізм – це сукупність ферментативних реакцій, пов’язаних із розщепленням (окисненням) субстрату до простих кінцевих продуктів, що супроводжуються виділенням енергії, яка запасається у АТФ. Основна мета реакцій катаболізму – це забезпечення клітини енергією. Анаболізм – це сукупність енергозалежних біохімічних процесів, спрямованих на синтез простих молекул, полімерів та структурних компонентів клітини з використанням АТФ. Основна мета реакцій анаболізму – це біосинтез
Гриби і тварини – гетеротрофи: вони одержують необхідні органічні речовини в готовому вигляді із зовнішнього середовища. Зелені рослини – автотрофи: вони в процесі фотосинтезу з неорганічних сполук (вуглекислого газу і води) створюють органічні речовини, необхідні для росту і розвитку
Наявні у кожній клітині органічні речовини, які приймають активну участь в обміні речовин, відносять до первинних речовин: Білки. Нуклеїнові кислоти. Ліпіди. Вуглеводи. До вторинних речовин відносять сполуки, часто характерні лише для рослин, мають фізіологічні чи екологічні функції Алкалоїд морфін виділений з опійного маку. Фітогормони мають регуляторні функціїТерпеноїди беруть участь у процесах обміну. Ментол. Антоціани зумовлюють колір квітів, плодів, листків
Білки. Білки будуються із амінокислот Вищі рослини синтезують всі білкові амінокислоти Нітратні добрива. Амонійні добрива. Використання бактеріями. Фіксація частинками ґрунту. Нітрифікація бактеріями. Поглинання коренями. Клітина рослини. Вакуоля. Зберігання. Асиміляціяглутамінглутаматамінокислотибілки. Пластиди. Гідроліз білків – це комплекс послідовних реакцій, здійснюваних протеолітичними ферментами у протеасомах цитоплазми
Вуглеводи. Провідна роль у обміні речовин належить глюкозіГлюкоза утворюється в процесі кисневого фотосинтезу у хлоропластах. Сонячне світло. Вуглекислий газ. Мінерали. Вода. Глюкоза. Кисеньхлоропласт. Вуглекислий газтилакоїдстромаграна. Вода. Кисень. Цикл Кальвінамембраниміжмембранний простір. Глюкоза. НАДФАДФФНАДФН2+АТФТемнова фаза фотосинтезу відбувається у стромі хлоропласта:- використання АТФ, відновлених НАДФН2 та молекул СО2 для утворення глюкози і інших сполук Світлова фаза фотосинтезу відбувається на мембранах тилакоїдів:- фотоліз води, у результаті чого утворюються електрони, протони Гідрогену і кисень; - утворення АТФ в процесі фотофосфорилювання; - відновлення НАДФ до НАДФН2+
Глюкоза йде на утворення:сахарози: синтез сахарози відбувається в цитоплазмі фотосинтезуючих клітин в основному в нічний час;крохмалю: синтез крохмалю відбувається у хлоропластах листків;целюлози (клітковини): синтез целюлози і зв’язування молекул целюлози у фібрили тісно асоційовані з плазматичною мембраною;пектину: пектин синтезується в апараті Гольджі Вуглеводи. Розклад крохмалю активно відбувається у пророслому зерніСинтез ферментів амілази і мальтазиамілазакрохмальмальтоза. Ендосперм містить крохмаль. Фітогормони синтезуються туткорінецьпагін. Всмоктування води. Продукти гідролізу надходять до зародкамальтозамальтазаглюкоза. Алейронові зерна містять протеїн. Перетравлювання целюлози у людини і ссавців відбувається завдяки мікроорганізмам-симбіонтам кишкового тракту
Ліпіди. Прості ліпіди утворюються гліцерином і вищими жирними кислотами. Жирні кислоти синтезуються у пластидах, головним чином у хлоропластах, гліцерол – у цитоплазмі Об’єднання в молекулу жиру і “упаковування” в олеосоми – органели, що містять краплинки жиру, відбувається в ендоплазматичній сітціВільні жирні кислоти. Acyl-co. Aтриацилгліцерол. Краплини жиру. Хлоропласт. ЕПСТранспортна форма вуглеводів – сахароза. З 1 г ліпідів утворюється 1 г вуглеводів, що відповідає енергетичному виходу 40 %Розпад жирів найбільш енергійно відбувається при проростанні насіння олійних рослин
Білки. Білок у організмі тварини не відкладається про запас. Білки тварин синтезуються із 20 амінокислот: - 10 повинні надходити із їжею і називаються незамінними, 10 синтезуються організмом і називаються замінними Рибосоми – місце синтезу білкаамінокислотиглюкоза. NH3+ CO2глюкозасечовинасечабілки організмупіруват та інші продуктибілок
Тварини виділяють різні продукти азотистого обміну: Кінцевий продукт обміну у найпростіших і прісноводних кісткових риб - амоніак. Кінцевий продукт обміну у наземних комах, плазунів і птахів – сечова кислота. Кінцевий продукт обміну хрящових і морських кісткових риб, земноводних і ссавців - сечовина. Білки
Ліпіди. Жири розщеплюються у шлунку та тонкому кишечнику Кишечниктриацилгліцеридиемульгаціяміцели. Клітина епітелію. Апарат ҐольджіЖири транспортуються до епітеліальних клітин кишечника Утворюються жири, потрібні організму. У апараті Ґольджі жири з’єднуються з білками, утворюючи ліпопротеїни У такому вигляді вони транспортуються у лімфукапілярлімфа. Цей жир через лімфу та кров транспортується спочатку в печінку, а потім у тканини, де використовується як енергетичний матеріал
Ліпіди. Основна частина жиру відкладається в жирових депоу складках очеревининавколо статевих залознавколо нирокбурий жирпід шкіроюбрижасальникколо серцяпід шкіроюу нежирових тканинахпід шкіроюпід шкірою стегна. У клітинах бурої жирової тканини окиснення відбувається інтенсивніше, ніж у білій жировій тканині: у ній знайдено велику кількість мітохондрій
Вуглеводи. Вуглеводи є основним джерелом енергії для організму тварин, яка витрачається для підтримання температури тіла і на скорочення м’язівпросвіт кишечникатканинна рідинаепітелій тонкого кишечникакапілярирозщепленнямальтоза2 глюкозимальтазаполегшена дифузіяфруктозаеритроцитиактивний транспортпоглинанняглюкозагалактоза. Моносахариди, які всмокталися у кров, у печінці і у м’язах перетворюються на глікоген Глікогенез – синтез глікогену. Глікогеноліз – розщеплення глікогенуглюкозаглікоген
Вуглеводигліколізбродінняетаноллактатглюкоза. АТФАТФАТФАТФАДФАДФНАД+НАДНпіруватацетил-Ко. АНАДННАДНФАДН2цикл Кребсаокисне фосфорилюваннякисневе дихання у мітохондріях. У клітинах глюкоза спочатку розкладається без участі кисню до пірувату, який вступає у реакції бродіння, а в мітохондріях за участю кисню окиснюється до вуглекислого газу та води. Обидва процеси відбуваються із вивільненням енергії, яка необхідна для організму тварини
білкиамінок-тиамоніак+кеток-тицикл сечовиниглікогенліпідиглюкозагліцерин + жирні к-типіруват. АТФНАДНацетил-Ко. Аацетил-Ко. АНАДНФАДН2цикл Кребсаелектронтранспортний ланцюг. НАДННАДНФАДН2 АТФАДФ + ФАТФО2 Н+Н2 Опротеоліздеамінуванняглікогенолізгліколізліполіз. В-окиснення. У процесі обміну білків, жирів та вуглеводів утворюється значна кількість енергії. 60% цієї енергії зосереджується в АТФ, а 40% — перетворюється в теплову, енергію, яка виділяється з організму в навколишнє середовище у процесі тепловіддачі через шкіру, дихальні шляхи та шлунково-кишковий тракт
Гриби — це осмогетеротрофні еукаріоти, що живляться готовими органічними речовинами, які поглинаються всією поверхнею тіла і використовуються як джерело Карбону, мають тенденцію до необмеженого росту та розповсюдження за допомогою спор. Клітини у більшості з грибів набули вигляду гігантського розгалуженого утворення - міцелію
Білки. Нуклеїнові кислоти. Ліпіди. Вуглеводи. Первинні метаболіти грибів. Вітаміни. Вторинні продукти можуть шкодити іншим організмам або захищати самого гриба. Мікотоксини обмежують вживання грибів тваринами. Антибіотики пригнічують ріст мікроорганізмів Ядовиті речовини грибів (аманітини і фалоїдини) призводять до смерті
ядро. ЕПСмікротрубочкимітохондріїактинактинрибосомимембранахітинглюкан. Апарат ҐольджіФерменти, зібрані в апараті Гольджі, транспортуються у везикулах, виділяються з місць росту клітин з розширених кінчиків гіф Грибні екзоферменти здатні розкладати до мономерів такі біополімери як целюлозу, лігнін, хітин, білки, нуклеїнові кислоти
Гриби мають відносно прості потреби у живленні, і більшість видів здатні досить добре виживати в аеробних умовах, якщо забезпечені глюкозою, неорганічними йонами, солями амонію та факторами росту Гриби використовують Нітроген або в неорганічній формі (солі амонію, нітрати, нітрити), або в органічній форми (амінокислоти)Амоній сульфат також є джерелом Сульфуру. Бура гниль персиків виникає внаслідок дії ферментів, що їх виділяють гіфи грибів. Ферменти пом’якшують персик, тим самим дозволяючи міцелію проникнути всередину фрукта для поглинання поживних речовин. Більшість грибів є аеробами,і вони часто потребують меншої концентрації кисню порівняно із атмосферним. Бродіння (дріжджі) відбувається в анаеробних умовах
Грибні клітини використовують різноманітні поживні речовини і використовують різноманітні стратегії отримання поживних речовин. Сапротрофні гриби відповідають за розклад органічної речовини, за гниття харчових продуктів. Паразитичні гриби атакують живі організми, проникають в них і отримують живлення, тим самим викликаючи захворювання, а іноді й смерть хазяїна. Мікориза – це асоціація, яка не викликає хвороб, при якій гриб проникає в корінь, щоб поглинати поживні речовини. Ряд грибів-хижаків розробили геніальні механізми для захоплення організмів