Молекулярный уровень организации живого. Поток информации и энергии в клетке

Теорема Коуза.

Живые организмы являются открытыми биологическими системами. Упорядоченность и иерархическая подчиненность поддерживаются за счёт контролируемого обмена веществ и энергией с внешней средой.

Обмен веществ (метаболизм) для удобства изучения делят на 2 противоположных и взаимосвязанных процессов, происходящих одновременно.

1. Анаболизм (ассимиляция) включает процессы биосинтеза сложных веществ из простых. При этом организм расходует энергию: световую, химическую. Другие виды энергии организм расходовать не может. Сложные органические вещества синтезируются из неорганических соединений углерода (CO2) или других простых органических соединений.

Существует классификация живых организмов в соответствии с источниками углерода и энергии:

А) Фотоавтотрофы – зеленые растения, цианы, зеленые и пурпурные серобактерии

Б) Хемоавтотрофы – азотфиксирующие бактерии

В) Фотогетеротрофы – пурпурные несерные бактерии

Г) Хемгетеротрофы – все животные, грибы, большинство бактерий, паразитические растения.

Большинство живых организмов являются фотоавтотрофами, так как они дают химическую энергию для существования гетеротрофов, но видовое разнообразие больше у гетеротрофов.

Важнейшим процессом анаболизма является фотосинтез у растений и цианобактерий. В результате синтезируется крахмал из глюкозы и воды. Фотосинтез - основной источник увеличения биомассы на Земле. Также к анаболическим процессам относится биосинтез белка, ДНК, синтез углеводов, липидов, витаминов, восков, терпенов.

2. Катаболизм (диссимиляция) включает процесс распада сложных органических веществ до более простых с целью получения энергии, которая запасается в виде «носителей»-АТФ,ДТФ. Окисление органических веществ, приводящее к получению энергии, называется клеточным дыханием. Данный процесс необходимо отличать от внешнего дыхания, т.е. газообмена между лёгкими и внешней средой. Универсальным источником энергии большинства живых организмов является глюкоза. Она в присутствии кислорода расщепляется до конечных продуктов (CO2 и H2O). У аэробных организмов (с ферментами для расщепления) происходит в интенсивно работающих тканях (мышца сердца). В других тканях используется энергия бескислородного расщепления (гликолиз).

Глюкоза ПВК=1 АТФ

При увеличении функциональной нагрузки ткани переходят на кислородный процесс (38 АТФ).

Не все организмы имеют ферменты для аэробных процессов (нет цитохромов) – они анаэробные. Используют только гликолиз, кислород им не нужен. Для некоторых организмов кислород – яд. Например, для некоторых бактерий, паразитических простейших, гельминтов.

В результате анаболизма, кроме химической энергии, образуется тепловая, электрическая, механическая энергия.

Кроме углеводов важным источником энергии являются жиры, белки (разрушаются редко, при голодании).

Дата добавления: 2013-12-12