Обмін речовин та енергії — основа функціонування біологічних систем
- 19-06-2021, 12:00
- 766
10 Клас , Біологія і екологія 10 клас Андерсон, Вихренко, Чернінський (рівень стандарту)
§ 15. Обмін речовин та енергії — основа функціонування біологічних систем
Дайте означення поняття обмін речовин.
Що таке пластичний та енергетичний обмін?
Біологічні системи - це відкриті системи, тобто вони перебувають у стані постійного обміну речовин і енергії з навколишнім середовищем. Для забезпечення власних енергетичних потреб організми використовують енергію, що надходить з навколишнього середовища. Вони акумулюють енергію у формі хімічних зв’язків органічних молекул, отже, перетворення енергії взаємопов’язане з обміном речовин. Для біологічних систем обмін з навколишнім середовищем є умовою збереження й підтримки їхньої структурної організації шляхом самооновлення всіх речовин і компонентів, з яких вони складаються. Є відкриті системи і в неживій природі, але їх існування якісно відрізняється від існування живих систем (рис. 68).
Обмін речовин та перетворення енергії. Біологічні системи потребують надходження речовин з навколишнього середовища та їх перетворення.
Сукупність усіх хімічних перетворень речовин в організмі з моменту надходження їх з навколишнього середовища до моменту виведення продуктів розпаду називають обміном речовин, або метаболізмом.
В організмі одночасно відбувається перебіг процесів двох типів. З навколишнього середовища надходять певні речовини, поглинається енергія, необхідна для утворення хімічних зв’язків, і відбуваються реакції синтезу складних речовин із простих, що забезпечують поновлення їхнього хімічного складу - асиміляція (від латинського слова assimulo - роблю подібним).
Рис. 68. Приклади відкритих систем Амеба протей. Живлення
Опишіть процес живлення амеби протей.
Поясніть значення живлення для підтримання гомеостазу зображеного організму.
Самородна сірка. Горіння
Ознайомтеся з прикладом відкритої системи:
«Палаючий шматок самородної сірки перебуває в стані обміну з навколишнім середовищем: горіння відбувається за участі O2; унаслідок процесу виділяється SO2 та енергія у вигляді тепла.»
Дайте відповідь на запитання:
«Чи зберігає шматок сірки свою первинну структуру?»
Асиміляція, або пластичний обмін, - сукупність реакцій синтезу високомолекулярних органічних речовин, що супроводжуються поглинанням енергії.
Водночас у біологічній системі відбувається протилежний процес - розщеплення складних речовин на простіші з вивільненням енергії - дисиміляція (від латинського слова dissimulo - роблю неподібним). Енергія, яка вивільняється, може накопичуватися в синтезованих молекулах АТФ, перетворюватися на теплову енергію тощо.
Дисиміляція, або енергетичний обмін, - сукупність реакцій розщеплення й окиснення органічних речовин, що супроводжуються вивільненням енергії.
Взаємозв’язок асиміляції та дисиміляції. Асиміляція та дисиміляція є протилежними складовими процесу обміну речовин і перетворення енергії. Однак вони нерозривно пов’язані між собою, що зумовлено значним запасом потенційної енергії саме в органічних молекулах. Реакції біосинтезу потребують поглинання енергії, що вивільняється в результаті реакцій енергетичного обміну. Для перебігу реакцій енергетичного обміну необхідний постійний біосинтез органічних речовин, які надалі будуть розщеплюватися. У процесі енергетичного обміну молекули АТФ утворюються, а в процесі пластичного обміну вони витрачаються, розщеплюються з виділенням енергії (рис. 69). Взаємозв’язок асиміляції і дисиміляції доводять дослідження, які показали, що під час розмноження організму значно переважають реакції розщеплення. Це зумовлено різким збільшенням витрат енергії на процеси подальшого росту та розвитку. У будь-якому організмі реакції обміну речовин і перетворення енергії тісно взаємозв’язані між собою, що становить основу життєдіяльності та забезпечує цілісність організму.
Рис. 69. Єдність процесів синтезу та розщеплення речовин
Поясніть взаємозв’язок асиміляції та дисиміляції у функціонуванні різних біологічних систем.
1. Дайте означення поняття обмін речовин.
2. Чим відрізняється біологічна система від відкритої неживої системи?
3. Порівняйте асиміляцію та дисиміляцію.
4. Поясніть єдність процесів синтезу та розщеплення речовин в організмі.
Коментарі (0)