Поглощение и выделение веществ и энергии клеткой

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ. Совокупность биохимических реакций, лежащих в основе жизнедеятельности организмов. Биологический обмен веществ представляет собой процессы превращения веществ внешней среды в вещества живого организма и обратные превращения веществ организма в вещества внешней среды. С другой стороны, это процессы, происходящие внутри организма, в отдельных частях, органах и тканях, и, наконец, процессы превращения веществ в клетке и в отдельных клеточных структурах. Без непрерывного взаимодействия организма с внешней средой, без обмена веществ не может быть жизни. Обмен веществ неразрывно связан с обменом энергии. Важнейшую сторону обмена веществ составляют биохимические процессы, и выяснение химизма отдельных звеньев обмена веществ является одним из путей познания жизни. Благодаря крупным успехам биохимии к настоящему времени в основном раскрыт химизм таких кардинальных звеньев обмена веществ, как дыхание и брожение, фотосинтез, обмен азотистых соединений, жиров, углеводов и органических кислот и многие другие процессы. Выяснено также влияние многих внешних и внутренних факторов на интенсивность и направленность отдельных звеньев обмена веществ, что позволяет путем изменения внешних условий изменять обмен веществ микроорганизмов, растений и животных в желаемом для человека направлении. Процессы обмена веществ делятся на две группы — катаболизм и анаболизм. Катаболизм — это процессы, при которых происходит распад, расщепление сложных органических соединений до белее простых (например, распад белков до аминокислот, крахмала до глюкозы, сахаров до углекислоты и воды т. д.). Анаболизм — это синтетические процессы, при которых образуются более сложные соединения из более простых. При катаболизме происходит выделение энергии, а при анаболизме ее поглощение. Всякое усиление синтетических процессов в организме неизбежно сопровождается усилением процессов распада веществ. [c.204]

Развитие учения о клетке. Все населяющие Землю живые организмы состоят из клеток одноклеточные из одной клетки, многоклеточные— из многих клеток, число которых может достигать нескольких миллионов и даже миллиардов. Из клеток построены все ткани и органы растений и животных. С клетками связаны важнейшие проявления жизнедеятельности организмов рост и размножение, поглощение и выделение различных веществ, дыхание и раздражимость. Растительные клетки зеленого листа поглощают из воздуха в процессе фотосинтеза углекислый газ и превращают световую энергию в энергию химических связей синтезированных органических веществ. [c.15]

Главная функция Т4 — регуляция интенсивности основного обмена, т. е. скорости протекания всех биохимических реакций, когда организм в покое. Эта скорость прямо пропорциональна скорости утилизации клеткой кислорода и питательных веществ с выделением энергии, а значит, и прямо пропорциональна интенсивности клеточного дыхания. Интенсивность основного обмена у человека составляет в среднем 160 кДж/ч на 1 м поверхности тела и поддерживается на стабильном уровне тироксином, который способствует расщеплению глюкозы и жиров с выделением энергии (разд. 19.5.2). Все это связано с увеличением поглощения клетками [c.343]

Как было указано выше, дыхание и питание являются основными процессами обмена веществ живого организма. Для жизнедеятельности микроорганизмов, т. е. для их развития, размножения и роста, а также для синтеза различных органических соединений, входящих в состав клетки, необходимо много энергии. Микроорганизмы удовлетворяют свою потребность в энергии благодаря процессам дыхания. Дыхание, или аэробное дыхание — это процесс окисления сложных органических соединений до менее сложных или до простых минеральных веществ — НгО и СОг (процесс диссимиляции) с одновременным выделением свободной энергии. Выделение углекислоты в результате дыхания связано с поглощением кислорода и полным окислением питательных веществ. [c.527]

Каталитические функции, осуществляемые при участии восстановленных форм никотинамидных коферментов (НАДФ-Н), лежат в основе жизненных процессов — в синтезе первичного органического вещества из двуокиси углерода, воды, минеральных солей, фосфора, азота с поглощением квантов света солнечной энергии. Процесс фотосинтеза осуществляется в клетках зеленых частей растений и сопровождается выделением молекулярного кислорода в атмосферу. Возможно, и к этому имеются серьезные основания, весь или почти весь кислород атмосферы Земли образовался за счет реакции фотосинтеза. [c.318]

Это значительно расширило, а во многих случаях коренным образом изменило наши представления о значении минеральных элементов для процессов обмена веш,еств, о роли клеточных мембран в поглощении, распределении и выделении веществ клеткой, о механизме накопления, преобразования и использования энергии биологическими системами и многих других жизненно важных функциях растения. [c.12]

В явлениях поглощения и выделения веществ клеткой играют большую роль процессы диффузии и осмоса. Как известно, частицы составляющих протоплазму веществ обладают определенной кинетической энергией, что является причиной их непрерывного движения. Передзил ение диспергированного вещества из одной части системы в другую называется диффузией. Диффузия представляет собой не хаотическое движение молекул, а является движением направленным, характер которого определяется влиянием ряда факторов. Диффузия зависит, в частности, от активности диффундирующих молекул, от градиента концентрации растворов. Скорость этого процесса определяется величиной и массой молекул, их химической природой, а также вязкостью среды, температурой, электростатическими показателями системы и рядом других условий. Так, среди электролитов наиболее высокой способностью к диффузии обладают кислоты и щелочи, точнее ионы Н+ и 0Н , тогда как другие анионы и катионы диффундируют с заметно меньшей скоростью. [c.64]

Эндотермические процессы ассимиляции питательных веществ, идущие с поглощением энергии, часто называют анаболическими, а экзотермические процессы диссимиляций, связанные с выделением энергии,— катаболическими. Продукты, образующиеся в результате этих процессов, являются метаболитами, а все эти процессы в целом составляют обмен веществ — метаболизм. Синтез клеточных компонентов клетки обеспечивает конструктивный метаболизм, а энергию, необходимую для этих процессов,— энергетический метаболизм. [c.27]

На основании изложенных выше литературных и экспериментальных данных можно предложить следующую гипотетическую схему биохимических процессов, возникающих в простейшем случае лод действием ауксина в растительной клетке, находящейся в фазе растяжения. Молекула ИУК, являющаяся донором электрона, образует лабильный комплекс с гипотетическим рибонуклеопротеидом-переносчиком поверхностной мембраны. Образование такого комплекса приводит к увеличению количества фосфатных групп, освобождающихся от связи с белком. Активированный таким образом переносчик связывает кальций пектатов клеточных стенок свободными фосфатными группами и транспортирует его на внутреннюю сторону мембран. Эта реакция идет с использованием энергии АТФ, в результате чего усиливается окислительное фосфорилирование и дыхание. В реакции переноса кальция принимают участие сократительные белки, содержащие сульфгидрильные группы. Перемещение кальция сопровождается изменением мембранного потенциала и активности ферментов, локализованных в мембранах и клеточных стенках (аскорбатоксидазы, метилпектинэстеразы). Изменяется также поглощение и выделение ряда катионов и анионов, в частности, увеличивается поглощение калия. В результате удаления части кальция клеточная стенка становится более пластичной, вследствие чего возрастают сосущая сила и поступление воды в вакуоль. Начинается растяжение клеточной оболочки. Переносчик под действием РНК-азы распадается на внутренней стороне мембраны и затем ресинтезируется для переноса новых ионов кальция. Растяжение клеточной стенки индуцирует системы синтеза пектинов, целлюлозы и других компонентов оболочки. Эти процессы также сопровождаются затратой энергии и усилением интенсивности дыхания. Растяжение и увеличение гидратации цитоплазмы приводит к уменьшению ее вязкости и активизации гидролитических ферментов. Вслед за поглощением воды в вакуоль поступают осмотически активные вещества, поддерживающие сосущую силу клетки. [c.42]

Особенности массообменных эффектов в БТС связаны с процессами ферментации, когда одновременно с ростом и развитием популяции микроорганизмов осуществляется перенос массы (транспорт питательных веществ и продуктов метаболизма) и энергии (поглощение и выделение тепла при биохимических превращениях в многофазной системе). Модели, описывающие процессы массообмена в биохимическом реакторе, являются макросоставляющими общей математической модели биореактора в целом. Скорость потребления питательных веществ в процессе роста микроорганизмов определяется, с одной стороны, скоростью их биохимического превращения, а с другой,— скоростью переноса веществ к клеткам. [c.82]

Обмен веществ — процесс, поставляющий все необходимые для жизнедеятельности организма соединения, а также энергию. Энергию, необходимую для сохранения сложной структуры живой растительной клетки, называют поддероюивающей. Энергию, затрачиваемую на осуществление больщинства функций клетки, напрпмер поглощение и выделение веществ, движение протопласта, новообразование органелл, реакции б юсинтеза различных веществ, называют функциональной. [c.173]

Мак Карти разработал теоретический метод определения стехиометрии микробиологических процессов, основанный на вычислении э и /с [22]. В основе этого метода лежит составление баланса основного энергосодержащего вещества клетки — аденозинтрифосфата (АТФ). Во многих реакциях, протекающих с выделением энергии, образуется АТФ, в большинстве реакций, протекающих с поглощением энергии, АТФ расходуется [c.302]

Благодаря наличию микро- и макроструктур биохимические процессы обмена веществ и энергии в клетках оказываются пространственно разобщенными и строго локализованными в отдельных участках клетки каждый тип клеточных структур выполняет определенные, свойственные ей биохимические функции. Именно в этих клеточных структурах протекают биохимические реакции и процессы, которые в наибольшей степени необходимы для жизнедеятельности организмов поглощение энергии -при фотосинтезе, выделение и сохранение энергии при окислении органических веществ (новообразование молекул АТФЬ синтез белков и др. Кратко рассмотрим строение и состав внутриклеточных частиц, в которых идут основные биохимические процессы. [c.29]

Аккумулирование энергии в клетках микроорганизмов. Обмен веществ и энергии осуществляется в результате многих ферментативных реакций, сопровождающихся выделением или поглощением энергии. Микроорганизмы обладают способностью аккумулировать энергию в определенных макроэргических соединениях, содержащих химические связи, при разрыве которых выделяется большое количество энергии. Одним из таких аккумуляторов энергии является аденозинтрифосфат (АТФ), который синтезируется из аде-нозиндифосфата (АДФ) путем присоединения остатка фосфорной кислоты. Синтез АТФ осуществляется за счет энергии, выделяющейся при протекании ряда окислительно-восстановительных реакций. Если окисление органических веществ идет ири участии кислорода, то процесс образования АТФ, сопряженный с ним, называется окислительным фосфорилированием. Процесс перехода АДФ в АТФ обратим, и энергия, необходимая для обеспечения биосинтеза, выделяется при отщеплении от молекулы АТФ фосфорной кислоты. Взаимосвязь между реакциями синтеза и разложения АТФ можно показать схематически следующим образом [c.215]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология