ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


ОБМІН РЕЧОВИН ТА ЕНЕРГІЇ В КЛІТИНІ. КЛІТИНА — ВІДКРИТА СИСТЕМА

1.Загальна характеристика обміну речовин

Між живими організмами і навколишнім середовищем існує тісний взаємозв'язок. Існування живих організмів можливе завдяки надходженню до них поживних речовин із навколишнього середовища, їхнього перетворення та виведення з організму продуктів життєдіяльності. Сукупність цих процесів називається обміном речовин або метаболізмом.Процеси пов'язані з поглинанням, засвоєнням і накопиченням хімічних речовин, які використовуються для синтезу сполук, потрібних для організму, називають асиміляцією.Сукупність реакцій синтезу, що забезпечують ріст клітин і оновлення їхнього складу, називають пластичним обміном, або анаболізмом.Процес обміну речовин, які призводять до розкладу певних сполук, називають дисиміляцією.

Таким чином, асиміляція і дисиміляція — дві сторони єдиного процесу обміну речовин і перетворення енергії в організмі.

Процеси асиміляції і дисиміляції не завжди врівноважені. В молодих організмах переважає асиміляція, завдяки чому забезпечується нагромадження речовин і ріст організмів. При інтенсивній фізичній роботі, нестачі поживних речовин та старінні переважають процеси дисиміляції. І якщо втрати маси тіла та енергії не компенсувати посиленим харчуванням, то відбувається поступове виснаження і смерть організму.Будь-який прояв життєдіяльності потребує певної затрати енергії. Для енер­гозабезпечення клітини використовується енергія хімічних реакцій, яка вивільняється в результаті розщеплення речовин, що надходять у клітину. Сукупність реакцій розщеплення складних сполук, які супроводжуються виділенням енергії, називають енергетичним обміном.

2.Класифікація живих організмів за основним джерелом енергії

Основним джерелом енергії для живих організмів є сонячне світло.

Організми, які здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, називаються автотрофами (від грец. аутос — сам, трофе — живлення). Одні з них

використовують для процесів синтезу енергію світла — це фототрофні організми(від грец. фотос — світло). До них належать зелені рослини і деякі прокарі

 
 

оти (фотосинтезуючі бактерії і ціанобактерії).

Малюнок 18.Організми автотрофи


Інші організми для процесів синтезу використовують енергію хімічних реакцій. Це хемотрофні організми(від грец. хеміа — хімія). До них належать деякі прокаріоти (нітрифікуючі сіркобактерії, залізобактерії тощо). Організми, які використовують енергію органічних речовин, синтезовану іншими організмами (живі організми, їхні рештки або продукти життєдіяльності) називаються гетеротрофними(від грец. гетерос — різний).

Малюнок 19. Організми гетеротрофи


У біологічних сполуках енергія існує в різних формах: хімічній, електричній, механічній, тепловій і світловій, що здатні перетворюватись одна в одну.

Енергія використовується для забезпечення в організмі різних процесів: хімічних (переважно здійснення реакцій біохімічного синтезу), механічних (скорочення м'язів, рух мікроорганізмів), електричних (проходження нервового імпульсу по нервовому волокну), теплових (підтримання сталої температури тіла), світлових (перетворення енергії хімічних зв'язків в енергію свічення у деяких мікроорганізмів, комах, глибоководні риби ,тощо).

3.АТФ та її роль у біоенергетичних процесах


Під час реакцій енергетичного синтезу частина енергії розсіюється у вигляді тепла, а частина — запасається у високоенергетичних (макроергічних) зв'язках деяких органічних сполук. Такою універсальною речовиною є аденозинтрифосфорна кислота (АТФ). Молекула АТФ — це нуклеотид, який складається із залишків азотистої основи — аденіну, вуглеводу (рибози) і трьох залишків фосфорної кислоти.

Малюнок20.Перетворення АТФ на АДФ.


Молекулярна структура АТФ нестабільна. Під впливом специфічних ферментів вона гідролізується (приєднує молекулу води) і розщеплюється. При цьому відщеплюється один залишок фосфорної кислоти, АТФ перетворюється на АДФ (аденозиндифосфат), вивільняючи близько 42 кДж енергії. Коли від молекули АТФ відщеплюється два залишки фосфорної кислоти, утворюється АМФ (аденозинмонофосфат) і вивільняється 84 кДж енергії.

Отже, під час розщеплення АТФ вивільняється велика кількість енергії, яка використовується організмом в процесі життєдіяльності.Частина енергії, що вивільняється, витрачається на синтез АТФ із АДФ чи АМФ і молекул фосфорної кислоти, які зв'язуються макроергічними зв'язками (між залишками фосфорної кислоти).

Таким чином, молекули АТФ є універсальним хімічним акумулятором енергії в клітинах.

Запитання для контролю:

1.Що називається метаболізмом?

2Дайте визначення поняття –аиміляція

3 Які організми називаютья автотрофами?

4..Які організми називаються гетеротрофами?

5.Які організми називаються хемотрофами?

6.Яка роль АТФ убіоенергетичних процесах?

§4. СУЧАСНА КЛІТИННА ТЕОРІЯ.КЛІТИНА - ЕЛЕМЕНТАРНА ЦІЛІСНА ЖИВА СИСТЕМА,ЩО ЛЕЖИТЬ В ОСНОВІ БУДОВИ ЖИВИХ ОРГАНІЗМІВ

1.Клітина –відкрита система.

Пластичний і енергетичний обміни нерозривно зв'язані між собою. З одного боку всі реакції пластичного обміну потребують затрат енергії, а з другого боку, для здійснення реакцій енергетичного обміну необхідний постійний синтез ферментів. Через пластичний і енергетичний обміни здійснюється зв'язок клітини з зовнішнім середовищем. Сукупність цих процесів є основною умовою підтримання життя клітини, джерелом її росту, розвитку і функціонування.

Жива клітинаце відкрита система, оскільки між клітиною і навколишнім середовищем постійно відбувається обмін речовин і перетворення енергії. Поки клітина жива, відбувається безперервний рух речовин —-із зовнішнього середовища в клітину, а з клітини - у зовнішнє середовище.

2.Клітина як елементарна жива система,

що лежить в основі будови живих організмів

Клітина - - основна одиниця живого. Такі властивості живого, як здатність розмножуватися, видозмінюватися і реагувати на подразнення у більш дрібних одиницях матерії не проявляються.

Ми можемо розбити клітину на частини і виділити її окремі фракції, подібно до того, як фізики-розщеплюють атом. При цьому виявляється, що фрагменти клітини здатні протягом деякого часу виконувати різноманітні функції. Але ці функції самі по собі не складають життя. Зруйнована клітина вже не здатна існувати невизначено довго, тому ми робимо висновок, що клітина — це найелементарніша одиниця, здатна підтримувати життя, хоч має надзвичайну організацію.Виняток становлять віруси, які є неклітинними формами життя. Віруси мають дрібніші розміри і менш складні, ніж клітини, але вони не можуть жити поза клітинами, в яких вони паразитують. Клітина — одиниця, що має більш чіткі межі, всередині яких існує безперервна хімічна активність і безперервний потік енергії. Хімічно інертна клітина є мертвою. Тому її розглядають не тільки як цілісну систему, а й як складову частину складних органів і систем органів багатоклітинних рослин і тварин.

У будь-якій клітині можна виділити три основні частини:

v клітинну мембрану, що оточує клітину і відділяє її від зовнішнього середовища:

v цитоплазму, що містить воду

v мінеральні солі і органічні сполуки, а також ряд органел;

v ядро, в якому знаходиться генетичний матеріал клітини.

3.Сучасна клітинна теорія

У сучасному вигляді клітинна теорія формулюється так: усі живі істоти скла­даються з клітин та їхніх похідних.Ця теорія є результатом численних досліджень початку XIX століття. Особливо значний внесок у розвиток клітинної теорії зробили праці ботаніка М. Шлейдена і зоолога Т. Шванна, які і сформулювали її в остаточному вигляді. Прямим наслідком клітинної теорії з'явилось твердження славнозвісного німецького натураліста Рудольфа Вірхова, що кожна клітина утворюється в результаті поділу іншої клітини.

У 70-х роках минулого століття було відкрито непрямий поділ клітини, згодом названий мітозом. Уже через 10 років після цього вдалося визначити основні осо­бливості мітозу.

Блискучою перемогою науки став новий науковий опис лізосом Хрістіаном де Дювом у 1951 - 1955 рр., за що він був удостоєний Нобелівської премії. Проте, ще в 1888 р. видатний вчений І.І. Мечніков, не маючи ні електронного мікроскопа, ні методів сучасної гістохімії, відстоював існування неспеціалізованих клітинних структур з ферментами, які назвав цитазами. Формування лізосом — чудова модель формування будь-яких клітинних органел. Цей загальнобіологічний процес вивчений краще, ніж інші. За праці. у цій галузі (1957р.) американський вчений Е. Сазерленд також здобув Нобелівську премію.

Бурхливий розвиток цитології у нашому сторіччі зумовлений двома обставинами:удосконаленням мікроскопічної та іншої дослідницької техніки;

тісною співпрацею цитології з іншими науками: фізіологією, біохімією.

Положення сучасної клітинної теорії:

v Тіло багатоклітинних організмів складається з багатьох клітин, групи яких спеціалізуються на здійсненні певних функцій, утворюючи якісно нові структурні єдності — тканини. Комплекси тканин, у свою чергу, утворюють вищу категорію — Органи, спільна і злагоджена функціональна діяльність яких становить систему органів. Комплекс таких систем, що пов'язані функціонально, утворює організм.

v Багатоклітинний організм діє як єдине ціле, а його клітини є елементарними складовими частинами (компонентами).

v Багатоклітинні організми являють собою складні ансамблі клітин, об'єднані в цілісні системи тканин і органів, які підпорядковані і зв'язані міжклітинними, гуморальними і нервовими формами регуляції.

v Спеціалізація частини багатоклітинного організму як цілісної системи, розмежованість його функцій, забезпечують йому великі можливості пристосування для розмноження і збереження виду.

v Уявлення про особливості будови і розподілу функцій між клітинами в багато­клітинному організмі дають також тканини — епітеліальна, сполучна, м'язова і нервова (у тварин), покривна, провідна, механічна, асиміляційна (у рослин).

v Утворення клітинних угрупувань у рослин підвищує ефективність їх нерухомого автотрофного існування. У тварин клітини згруповані таким чином, щоб під час добування їжі організм міг вільно рухатися або здійснювати інші функції.

v Клітини, з яких складається живий організм, не є абсолютно тотожними, але всі вони побудовані за єдиним принципом і мають багато спільних ознак. Це свідчить про спільність походження живих організмів, що населяють Землю, про єдність всього органічного світу. Для них характерна наявність двох найважливіших систем, що забезпечують їх життєдіяльність:

Живі клітини здатні поглинати ч навколишнього середовища воду, поживні речовини і реагувати на зовнішні подразники змінами своїх структур і процесами життєдіяльності.

Клітини навіть різного походження подібні на різних рівнях — атомарному (С, Н, О, N та ін.), молекулярному (нуклеїнові кислоти, білки та ін.), надмолекулярному (мембранні структури, органи клітин). Всі хімічні реакції в клітині суворо упорядковані і узгоджені, вони нерозривно пов'язані з молекулярними структурами клітин.

Запитання для контролю:

1.Чому живу клітину називають відкритою системою

2.Які вчені сформулювали основні положення сучасної клітинної теорії?

3. Назвіть основні положення сучасної клітинної теорії.

4.Що є елементарною структурною одиницею живого?

 

 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти