Обмін речовин і енергії »mozok.click

Основні поняття і ключові терміни: ЖИТТЄДІЯЛЬНІСТЬ клітин. Мембранне транспортування. МЕТАБОЛІЗМ.

Згадайте! Що таке клітина?

Подумайте!

«Розглядаючи живий світ на клітинному рівні організації, ми помічаємо його єдність: єдність складу - основні макромолекули у всіх живих істот утворені з одних і тих же малих молекул, єдність будови - кожна клітина містить ядро, занурене в протоплазму, єдність функцій - обмін речовин подібний в загальних рисах у всіх клітинах », - так писав лауреат Нобелівської премії з фізіології і медицині (1965), французький мікробіолог Андре Львів (1902-1994). Що ж таке життєдіяльність клітини?

ЗМІСТ

Які процеси визначають життєдіяльність клітин?

ЖИТТЄДІЯЛЬНІСТЬ КЛІТИНИ

обумовлюють потік речовин, енергії та інформації і забезпечують існування клітини. Одним з основних принципів життєдіяльності клітини є її ВІДКРИТІСТЬ. Клітка обмінюється з навколишнім середовищем речовинами, енергією та інформацією. У цьому загальному обміні можна виділити три етапи: потік в клітку, внутрішньоклітинні перетворення і потік з клітки.

Потік речовин, енергії та інформації в клітину відбувається завдяки процесам харчування, дихання, транспортування речовин, травлення і дратівливості. Ці процеси за участю поверхневого апарату забезпечують надходження в клітину поживних речовин, вуглекислого газу, води, кисню, світловий або хімічної енергії, інформації про фактори середовища і т. П.

Іл. 44. Етапи зовнішнього обміну речовин, енергії та інформації

Усередині клітин відбувається другий етап обміну речовин, енергії та інформації - внутрішньоклітинний, або метаболізм. Речовини, енергія та інформація, що надійшли в клітку, включаються в хімічні і фізичні перетворення енергетичного і пластичного обміну. У клітці за участю всіх її структур синтезуються і розщеплюються, окислюються і відновлюються, розчиняються і кристалізуються речовини. Світлова енергія перетворюється в хімічну, хімічна - в механічну, електрична - в хімічну, і всі ці метаморфози супроводжуються втратами теплової енергії. Проходження всіх процесів забезпечується генетичною інформацією клітини.

На третьому етапі з клітини видаляються кінцеві продукти обміну, теплова енергія, молекули або енергія, що є інформацією для спілкування з іншими клітинами, і т. П. Основою цього етапу обміну речовин, енергії та інформації є такі процеси, як екскреція, секреція, тепловіддача та комунікація клітин.

Отже, життєдіяльність клітин визначається її життєвими функціями, які зумовлюють потік речовин, енергії та інформації.

Як відбувається надходження речовин, енергії та інформації в клітку?

Основну роль в надходженні речовин, енергії та інформації виконує клітинна мембрана, однією з функцій якої є саме транспортна. Мембранне транспортування (лат. Transporto - перемістити) - перехід різних речовин, енергії та інформації крізь клітинну мембрану. Малі молекули і іони проходять крізь мембрани шляхом пасивного або активного транспортування, а перенесення макромолекул здійснюється за рахунок ендо- та екзоцитозу.

Пасивне транспортування відбувається без витрат енергії шляхом простої дифузії, осмосу і полегшеної дифузії. Проста дифузія - рух молекул або іонів по градієнту концентрації, тобто з областей з високою концентрацією в області з низькою концентрацією (наприклад, газообмін у легенях і тканинах). Полегшена дифузія - дифузія, яка здійснюється за допомогою спеціальних білків-переносників, як правило, в одному напрямку (наприклад, надходження глюкози в еритроцити). Дифузію води крізь напівпроникну мембрану називають осмосом. Вода переходить з області з низькою концентрацією солей в область з високою концентрацією.

Активне транспортування речовин крізь мембрану здійснюється проти градієнта їх концентрації з витратою енергії АТФ по іонним каналам або в мембранної упаковці. Натрій-калієвий насос - це процес переміщення низькомолекулярних сполук (амінокислот, глюкози) крізь мембрану за рахунок різної концентрації іонів Na + і K + всередині клітини і зовні. У мембранної упаковці речовини транспортуються в клітку (ендоцитоз) або з клітини (екзоцитоз). Розрізняють два види ендоцитозу: фагоцитоз і піноцитозу. Фагоцитоз (від грец. Фагосом - пожирати, цітос - клітина) - це захоплення і поглинання клітиною великих частинок або цілих клітин. Ендоцитоз рідини і розчинених в ній речовин називається піноцитозу (від грец. Піно - пити і клітина). Шляхом ендоцитозу відбуваються процеси

всмоктування речовин епітеліальними клітинами слизової оболонки тонкого кишечника і реасорбціі речовин в канальцях нирок. Екзоці-тоз - це процес виведення з клітини різних речовин крізь мембрану. Шляхом екзоцитозу вивільняються гормони, жирові краплі, медіатори в синапсах при порушенні та ін.

Отже, впорядкованість і регуляцію потоку речовин, енергії та інформації в клітку і з клітки забезпечує мембранне транспортування.

У чому суть внутрішньоклітинних перетворень речовин?

МЕТАБОЛІЗМ (від грец. Метаболіт - перетворення, зміна) сукупність процесів, що забезпечують перетворення речовин, енергії та інформації в клітці і її саморегуляцію, самовідновлення і самовідтворення. Ці зміни спрямовані на упорядкування структури та функцій клітини. Значення метаболізму полягає в забезпеченні клітини будівельним і енергетичним матеріалом, тому виділяють анаболізм і катаболізм (мул. 45).

Анаболизм (пластичний обмін) - сукупність реакцій синтезу складних речовин з простіших, які забезпечують ріст клітин, оновлення їх хімічного складу. В ході цих біохімічних реакцій енергія поглинається, тому ці процеси називають ендергонічеськие (від грец. Ендо- - всередину і ергон - енергія). Анаболічними процесами клітини є фотосинтез, хемосинтез, біосинтез білків і ін.

Катаболізм (енергетичний обмін) - сукупність реакцій розщеплення складних речовин на більш прості, які забезпечують клітину енергією для життєдіяльності. Процеси енергетичного обміну супроводжуються звільненням енергії при розриві хімічних зв'язків, тому ці реакції називають екзергонічеськие (від грец. Екзо - назовні). Катаболічних процесів клітин є гліколіз, бродіння, клітинне дихання.

У клітинах одночасно відбуваються процеси енергетичного та пластичного обміну. Вони пов'язані між собою потоками речовин і енергії і здійснюються на основі спадкової інформації клітини.

Для біохімічних реакцій метаболізму характерні певні особливості, що відрізняють їх від реакцій неживої природи. це,

в першу чергу, їх висока швидкість і впорядкованість завдяки участі ферментів.

Отже, внутрішньоклітинні перетворення речовин, енергії та інформації є сукупністю анаболічних і катаболічних процесів життєдіяльності клітини.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з ілюстраціями

Розгляньте ілюстрації і зіставте вид транспортування з їх назвами. Види мембранного транспортування: 1 - фагоцитоз; 2 - пиноцитоз; 3 - екзоцитоз; 4 - ендоцитоз; 5 - проста дифузія; 6 - полегшена дифузія; 7 - іонний насос.

Біологія + Фізика

Термодинаміка - розділ фізики, який вивчає загальні закономірності енергетичних процесів в системах. Такими закономірностями є перший і другий закони термодинаміки. Застосовуються ці закони термодинаміки для характеристики клітин? СТАВЛЕННЯ

Порівняйте пластичний і енергетичний обмін в клітині і доведіть їх взаємозв'язок. Зробіть висновок про подібність процесів обміну речовин у різних організмів.

оцінка

Завдання для самоконтролю

1 - 6

1. Що таке життєдіяльність клітин? 2. Назвіть етапи зовнішнього обміну речовин і енергії клітини. 3. Що таке мембранне транспортування?

7 - 9

4. Назвіть типи мембранного транспортування клітини. 5. Що таке метаболізм? 6. Назвіть два типи метаболізму клітини. 7. Які процеси визначають життєдіяльність клітин? 8. Як відбувається надходження речовин, енергії та інформації в клітку? 9. У чому суть внутрішньоклітинних перетворень речовин, енергії та інформації?

10 - 12

10. У чому полягає взаємозв'язок пластичного і енергетичного обміну в клітині?

Це матеріал підручника Біологія 9 клас Соболь