§ 17. Загальні принципи перетворення речовин у клітинах

Згадаємо!

• Що таке обмін речовин?
• Яке значення мають вуглеводи, білки, ліпіди й нуклеїнові кислоти для життєдіяльності клітини?

Життєдіяльність клітин неможлива без органічних сполук. Основним процесом, що забезпечує організми нашої планети органічними речовинами, є фотосинтез, під час якого утворюються вуглеводи. Ви вже ознайомилися із реакціями фотосинтезу та розщеплення вуглеводів, тож взаємозв'язок пластичного та енергетичного обміну в клітині стає для вас більш зрозумілим (рис. 67).

Клітинам необхідні також білки, ліпіди та нуклеїнові кислоти. Для того щоб забезпечити організм усіма необхідними речовинами, відбуваються біохімічні перетворення одних сполук на інші: здійснюються численні хімічні реакції, у яких активну участь беруть ферменти. Для цих реакцій характерна черговість, коли продукт однієї реакції стає субстратом іншої. Ми розглянемо лише загальні принципи перетворень речовин у клітинах.

У клітинах постійно утворюються й розщеплюються полімерні сполуки. Процеси синтезу макромолекул є складовими пластичного обміну. Розщеплення полімерів до мономерів може бути підготовчим етапом енергетичного обміну. Наприклад, якщо глюкоза надходить у надлишку, синтезуються резервні полісахариди, які розщеплюються з утворенням глюкози, коли клітині потрібно більше енергії. З амінокислот клітини синтезують білки. Час існування утвореної молекули білка становить від кількох хвилин до кількох діб. Далі «старі» молекули розщеплюються до амінокислот, які використовуються для синтезу нових. У клітинах постійно відбувається оновлення складу білків. Порушення цього процесу призводить до накопичення «старих» білків та може стати причиною захворювань.

Рис. 67. Взаємозв'язок пластичного та енергетичного обміну на прикладі рослинної клітини

Проаналізуйте схему. Дайте відповіді на запитання.

• 1. Унаслідок якого процесу з неорганічних сполук утворюються органічні?
• 2. Яку енергію використовують рослини для утворення вуглеводів?
• 3. Унаслідок якого процесу розщеплюються органічні речовини до неорганічних сполук?
• 4. У результаті якого процесу енергія, що вивільняється, запасається в молекулах АТФ?

Більшість органічних сполук розщеплюються з вивільненням енергії. Основними джерелами енергії в клітині здебільшого є вуглеводи й жири. Процес енергетичного обміну, аналогічний розщепленню глюкози, відбувається й під час окиснення інших речовин, зокрема жирних кислот та амінокислот. Проте слід пам'ятати, що білки повністю розщеплюються для постачання організму енергії лише в разі нестачі інших енергетичних сполук (схема 5).

Речовини однієї хімічної природи можуть перетворюватися на речовини іншої хімічної природи. Наприклад, під час розщеплення глюкози утворюється піровиноградна кислота, яка потім у циклі Кребса перетворюється на інші органічні кислоти. Якщо до них приєднується аміногрупа, синтезуються амінокислоти. У результаті хімічного перетворення амінокислот можуть утворюватися нітрогеновмісні основи, які є компонентами нуклеотидів. З органічних кислот згаданого циклу також синтезуються жирні кислоти, необхідні для утворення молекул жирів та фосфоліпідів. Отже, процесом, що об'єднує обмін вуглеводів, білків і ліпідів, є цикл Кребса (схема 5).

Для функціонування клітин важлива узгодженість реакцій обміну речовин. Так, якщо з їжею надходить надмірна кількість вуглеводів, то молекули, які не використані для виділення енергії, перетворюються на жири й відкладаються в жировій тканині. Це призводить до розвитку ожиріння, а також підвищує ризик розвитку цукрового діабету. І навпаки - тривала нестача в їжі вуглеводів та інших джерел енергії (голодування) призведе до розщеплення білків, унаслідок чого порушуватимуться функції організму.

Схема 5

ПЕРЕТВОРЕННЯ РЕЧОВИН У КЛІТИНІ

ПОВТОРІТЬ, ПОМІРКУЙТЕ

• 1. Що таке обмін речовин?
• 2. Поясніть взаємозв'язок пластичного та енергетичного обміну на прикладі рослинної клітини.
• 3. Схарактеризуйте загальні принципи перетворення речовин у клітині.

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

 

Даний матеріал відноситься до підручника "Біологія 9 клас Андерсон, Вихренко", створено завдяки МІНІСТЕРСТУ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (МОН)