Презентація " Обмін речовин у клітині"

ОБМІН РЕЧОВИН У КЛІТИНІ

Класифікація живих організмів за основним джерелом енергіїВойтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Процеси потоку речовин, енергії та інформації Живлення, Дихання,Транспортування речовин, Травлення,Подразливость. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Процеси забезпечують:надходження в клітину поживних речовин, вуглекислого газу, води, кисню, світловоїхімічної енергії, інформаціїВойтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Метаболізм (внутрішньоклітинний) обмін речовин. В клітині: Синтезуються,Розщеплюються,Окиснюються,Відновлюються,Розчиняються,Кристалізуються речовини. Світлова енергія перетворюється у хімічну,Хімічна – у механічну,Електрична – у хімічну. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Потік речовин,енергії та інформації з клітинивидаляються кінцеві продукти обміну, теплова енергія, молекули енергія, що є інформацією для спілкування з іншими клітинами Процеси:екскреція, секреція,тепловіддача,комунікація клітин. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Метаболізм – це сукупність величезної кількості біохімічних процесів, кожний з яких представляє собою певну послідовність багатьох хімічних реакцій, які здійснюються за участю ферментів. На рівні клітини обмін речовин складається з двох взаємно пов’язаних процесів, які протікають одночасно: асиміляції (анаболізм, або пластичний обмін) та дисиміляції (катаболізм, або енергетичний обмін). Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШАсиміляція – це сукупність реакцій біосинтезу, тобто процес утворення органічних сполук, специфічних для даної клітини: з простих речовин утворюються більш складні, а з низькомолекулярних – високомолекулярні. Дисиміляція – це сукупність реакцій розщеплення речовин, завдяки чому здійснюється розпад органічних сполук на більш прості і виділяється енергія. СО2 і Н2 О – продукти дисиміляції

АТФ – аденозинтрифосфатна кислотануклеотид, який містить аденін, рибозу та три фосфатні групиміститься у мітохондріях, пластидах і ядрах. ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ОБМІНАденозинтрифосфат (АТФ) – основний акумулятор і універсальний переносник енергії в клітині. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Етапи енергетичного обміну. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

{327 F97 BB-C833-4 FB7-BDE5-3 F7075034690}Підготов-чийетап. Відбувається поза клітиною в травній системі, де складні органічні речовини розщеплюються на більш прості: білки – на амінокислоти, полісахариди – на моносахариди, жири – на гліцерин і жирні кислоти. Енергій виділяється мало, вона розсіюється у вигляді тепла і АТФ не утворюється. Безкисне-вийетап. Відбувається в цитоплазмі клітини. Речовини, що утворилися під час підготовчого етапу, розкладаються за допомогою ферментів за відсутності кисню. Прикладом безкисневого розщеплення речовин є гліколіз – ферментативне розщеплення глюкози. С6 Н12 О6 + 2 Н3 РО4 + 2 АДФ  2 С3 Н6 О3 + 2 АТФ + 2 Н2 О + 200 к. Дж глюкоза піровиноградна кислота Кисневийетап. Відбувається в матриксі і на кристах мітохондрій в присутності кисню. Продукт гліколізу – піровиноградна кислота – містить значну кількість енергії, і подальше її вивільнення відбувається в мітохондріях, де здійснюється повне окиснення піровиноградної кислоти до СО2 та Н2 О. Етапи енергетичного обміну. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШЦикл трикарбо́нових кисло́т (цикл Кре́бса, цитра́тний цикл) — центральна частина загального шляху катаболізму, циклічний біохімічний процес аеробних організмів, в ході якого відбувається перетворення двох- і трьохвуглецевих сполук, що утворюються як проміжні продукти в живих організмах при розпаді вуглеводів, жирів і білків, до CO2. При цьому звільнений водень прямує в ланцюг тканинного дихання, де надалі окислюється до води, беручи безпосередню участь в синтезі універсального джерела енергії — АТФ. Цикл Кребса — це ключовий етап дихання всіх клітин, що використовують кисень (аеробне дихання), центр перетину безлічі метаболічних шляхів в організмі. Окрім значної енергетичної ролі циклу відводиться також і істотна пластична функція, тобто це важливе джерело молекул-попередників, з яких в ході інших біохімічних перетворень синтезуються такі важливі для життєдіяльності клітини сполуки, як амінокислоти, вуглеводи, жирні кислоти та ін. За типом дисиміляції організми можуть бути аеробними та анаеробними. У більшості аеробних організмів енергетичний обмін представляє собою сукупність аеробних та анаеробних процесів, які можуть доповнювати один одного або переважати залежно від конкретних умов існування.

Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Клітинне дихання – це сукупність біохімічних реакцій, у ході яких відбувається окиснення вуглеводів, ліпідів і амінокислот до вуглекислого газу і води. Вивільнена енергія запасається в хімічних зв’язках молекул АТФ Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

макроергічні зв’язкихімічні зв’язки, багаті енергією. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

АТФ +Н2 О АДФ + Н3 РО4+40 к. Дж. АДФ +Н2 О АМФ + Н3 РО4+40 к. Джаденінрибозазалишокзалишокзалишокмакроергічний зв’язок. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

біологічнароль АТФкисеньенергія. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШМембранне транспортування – перехід різноманітних речовин, енергії та інформації крізь клітинну мембрану.

Пасивне транспортування Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Активне транспортування. Натрій-калієвий насос – це процес переміщення низькомолекулярних сполук (амінокислот, глюкози) крізь мембрану за рахунок різної концентрації йонів Na+ і K+ всередині клітини і ззовні. В мембранній упаковці:в клітину (ендоцитоз):фагоцитозпіноцитоз З клітини (екзоцитоз). Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Фагоцитоз – це захоплення і поглинання клітиною великих часточок або цілих клітин. Піноцитоз – це ендоцитоз рідини та розчинених в ній речовин. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

ПЛАСТИЧНИЙ ОБМІНЗа типом асиміляції організми можуть бути автотрофними, гетеротрофними і міксотрофними. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Автотрофна асиміляція. Автотрофні організми здатні самостійно синтезувати органічні речовини з неорганічних. Залежно від того, яке джерело енергії використовують для синтезу органічних речовин автотрофні організми, їх підрозділяють на дві групи: фототрофи і хемотрофи. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Фототрофи Фототрофами є зелені рослини, для яких характерний фотосинтез, що відбувається завдяки наявності у хлоропластах пігменту хлорофілу. . Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Фотосинтез. Фотосинтез- утворення органічних сполук з неогранічних завдяки перетворенню світлової енергії на енергію хімічних зв’язків синтезованих вуглеводів. Формула фотосинтезу:6 СО2 + 6 Н2 О = С6 Н12 О6 + 6 О2 До процесу фотосинтезу здатні вищі рослини, деякі водорості та бактерії і найпростіші організми, відомі разом як фототрофи. Реакція фотосинтезу відбувається в таких клітинних органелах, як хлоропласти. У клітинах зеленого листя рослин міститься в середньому від 20 до 100 хлоропластів, кожен з яких представляє собою відокремлену двомембранну структуру. Іноді хлоропласти спостерігаються в клітинах стебел і плодів, проте головним органом фотосинтезу є зелений лист рослини, завдяки особливостям своєї будови. Структурним компонентом хлоропластів є хлорофіл — зелений пігмент, який має здатність поглинати світло. Також в хлоропластах є такі структури, як ДНК, РНК (носії спадкової інформації) та рибосоми, які здійснюють синтез білка. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

У клітинах більшості водоростей фотосинтетична система — це хроматофори, які являють собою особливі внутрішньоклітинні органели, а в клітинах фотосинтезуючих бактерій — тилакоїди, що містять бактеріохлорофіл. Необхідною умовою фотосинтезу є наявність світла, води та вуглекислого газу. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Процес фотосинтезу складається з двох стадій: світлої і темнової. Світлова фаза фотосинтезу. Відбувається на тилакоїдах хлоропластів. Ця стадія розпочинається з моменту поглинання квантів світла молекулою хлорофілу; при цьому електрони атома магнію у молекулі хлорофілу переходять на більш високий енергетичний рівень, нагромаджуючи потенціальну енергію; частина електронів зразу ж повертається на своє попереднє місце, а енергія, що виділяється при цьому, випромінюється у вигляді тепла; значна частина електронів з високим рівнем енергії передає її іншим хімічним сполукам для фотохімічної роботи, яка здійснюється за кількома основними напрямками:1. Перетворення енергії електронів на енергію АТФ, що відбувається таким чином: АДФ + Ф + Енергія → АТФ;оскільки приєднання залишків фосфорної кислоти здійснюється за рахунок енергії (в даному разі енергії світла), цей процес називається фосфорилюванням. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

2. Відбувається процес розкладу (фотоліз) води; при цьому утворюються електрони (е-), протони (Н+); як побічний продукт – молекулярний кисень; рівняння розкладу води:4 H2 O→4 H+ + 4 OH--4 OH- → 2 H2 O+O2+4e--4 H+ +4e-- → 4 HПротоки водню Н+ приєднуючи електрони з високим енергетичним рівнем, перетворюються на атомарний водень, який використовується у наступних реакціях фотосинтезу;Відновлення універсального біологічного переносника водню НАДФ+ до НАДФ-Н. Таким чином. У результаті світлової фази фотосинтезу утворюються АТФ з АДФ; НАДФ+ відновлюється і утворюється НАДФ-Н; виділяється молекулярний кисень; АТФ і НАДФ-Н використовуються у темновій фазі фотосинтезу. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Сумарне рівняння світлової фази фотосинтезу:12 Н2 О + 12 НАД + 12 АДФ + 12 Н3 РО4 — 12 НАДх. Н2 + 12 АТФ + 02 Простіше кажучи. Порядок процесів світлової фази фотосинтезу виглядає так:1)Світло потрапляє на молекулу хлорофілу, поглинається зеленим пігментом, що приводить його в збуджений стан. Електрон, який входить у цю молекулу переходить на більш високий рівень і бере участь у процесі синтезу.2)Йде розщеплення води, під час якого протони, під дією електронів перетворюються в атоми водню, які потім витрачаються на синтез вуглеводів.3)На останньому етапі світлової фази фотосинтезу відбувається синтез АТФ (Аденозинтрифосфат). АТФ являє собою органічну речовину, що грає роль свого роду акумулятору енергії в біологічних процесах. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Фотосинтез у прокаріотичних організмів має певні особливості залежно від видової специфічності. Так, наприклад, ціанобактерії і прохлорофіти здійснюють фотосинтез з виділенням кисню, а пурпурні, зелені та галобактерії – без цього. Крім того деякі бактерії можуть використовувати спеціальні пігменти для цього процесу: галобактерії здійснюють складний цикл фотохімічних реакцій за допомогою бактеріородопсину, ціанобактерії містять фікоціанін, що часом більш активно, ніж наявний у них хлорофіл, приймає участь у фотосинтезі та ін. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Хемосинтез – це синтез органічних речовин у автотрофних бактерій з використанням енергії, що виділяється при хімічних реакціях окислення неорганічних сполук: сірководню, сірки, аміаку, азотної кислоти, заліза та ін. Бактерії, що нітрифікують, живуть у ґрунті і водоймах. Деякі з них одержують енергію в результаті окислювання аміаку в азотисту кислоту:2 NH3 + 3 O2 → 2 HNO2 + 2 H2 O +енергія. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

У теплих водоймах, що містять сірководень, живуть безбарвні бактерії, які здатні добувати енергію, необхідну для синтезу органічної речовини з вуглекислоти в повній темряві, окислюючи сірководень і накопичуючи сірку:2 H2 S + O2 → 2 H2 O + 2 S + енергія. При виснаженні запасів сірководню бактерії використовують відкладену в них сірку, окислюючи її до сірчаної кислоти:2 S + 3 O2 + 2 H2 O → 2 H2 SO4 + енергіяІнша група бактерій окислює азотисту кислоту до азотної і використовує виділену енергію для синтезу речовин:2 HNO2 + О2 → 2 HNO3 + енергія. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ

Гетеротрофна асиміляція відбувається в клітинах тварин, грибів, деяких бактерій, які синтезують органічні сполуки для свого тіла з вже готових органічних речовин, що надходять з їжею. Міксотрофна асиміляція спостерігається у організмів, які містять пігмент хлорофіл і на світлі можуть бути автотрофами, а за умов відсутності світла стають гетеротрофами. Войтенко Н. О. Веселинівська ЗОШ