Энергетический обмен, подготовка к ЕГЭ по биологии
Обмен веществ
Обмен веществ (метаболизм) складывается из процессов расщепления и синтеза — диссимиляции и ассимиляции, постоянно протекающих в организме. Чтобы жизнь продолжалась, количество поступающей энергии должно превышать (или как минимум равняться) количеству расходуемой энергии, поэтому диссимиляция и ассимиляция поддерживают определенный баланс друг с другом.
Энергетический обмен
Энергетический обмен (диссимиляция — от лат. dissimilis ‒ несходный) — обратная ассимиляции сторона обмена веществ, совокупность реакций, которые приводят к высвобождению энергии химических связей. Это реакции расщепления жиров, белков, углеводов, нуклеиновых кислот до простых веществ.
Возможно три этапа диссимиляции: подготовительный, анаэробный и аэробный. Среда обитания определяет количество этапов диссимиляции. Их может быть три, если организм обитает в кислородной среде, и два, если речь идет об организме, обитающем в бескислородной среде (к примеру, в кишечнике).
Обсудим этапы энергетического обмена более подробно:
- Подготовительный этап
- Бескислородный этап (анаэробный) — гликолиз
- Кислородный этап (аэробный)
Осуществляется в ферментами, в результате действия которых, сложные вещества превращаются в более простые: полимеры распадаются на мономеры. Это сопровождается разрывом химических связей и выделением энергии, большая часть которой рассеивается в виде тепла.
Под действием ферментов белки расщепляются на аминокислоты, жиры — на глицерин и жирные кислоты, сложные углеводы — до простых сахаров.
Этот этап является последним для организмов-анаэробов, обитающих в условиях, где кислород отсутствует. На этапе гликолиза происходит расщепление молекулы глюкозы: образуется 2 молекулы АТФ и 2 молекулы пировиноградной кислоты (ПВК). Происходит данный этап в цитоплазме клеток.
Этот этап доступен только для аэробов — организмов, живущих в кислородной среде. Из каждой молекулы ПВК, образовавшейся на этапе гликолиза, синтезируется 18 молекул АТФ — в сумме с двух ПВК выход составляет 36 молекул АТФ.
Таким образом, суммарно с одной молекулы глюкозы можно получить 38 АТФ (гликолиз + кислородный этап).
Кислородный этап протекает на кристах митохондрий (складках, выпячиваниях внутренней мембраны), где наибольшая концентрация окислительных ферментов. Главную роль в этом процессе играет так называемый цикл Кребса, который подробно изучает биохимия.
АТФ — аденозинтрифосфорная кислота
Трудно переоценить роль в клетке АТФ — универсального источника энергии. Молекула АТФ состоит из азотистого основания — аденина, углевода — рибозы и трех остатков фосфорной кислоты.
Между остатками фосфорной кислоты находятся макроэргические связи — ковалентные связи, которые гидролизуются с выделением большого количества энергии. Их принято обозначать типографическим знаком тильда «∽».
АТФ гидролизуется до АДФ (аденозиндифосфорная кислота), а затем и до АМФ (аденозинмонофосфорная кислота). Гидролиз АТФ сопровождается выделением энергии (E) на каждом этапе и может быть представлен такой схемой:
- АТФ + H2O = АДФ + H3PO4 + E
- АДФ + H2O = АМФ + H3PO4 + E
- АМФ + H2O = аденин + рибоза + H3PO4 + E
Пластический обмен
АТФ является универсальным источником энергии в клетке: энергия макроэргических связей АТФ используется для реакций пластического обмена (ассимиляции), протекающих с затратой энергии: синтеза белка на рибосоме (трансляции), удвоению ДНК (репликации) и т.д.
В результате пластического обмена в нашем организме происходит синтез белков, жиров и углеводов.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Тест по биологии «Обмен веществ»
Обмен веществ происходит…
между внешней средой и организмом
только во внутренней среде организма
в пищеварительном тракте
Обмен веществ — это совокупность протекающих в живых организмах химических превращений, обеспечивающих их рост, развитие, процессы жизнедеятельности, воспроизведение потомства, активное взаимодействие с окружающей средой.
Каково основное значение пластического обмена веществ в клетках?
строительство органических веществ и накопление энергии
производство химической энергии в результате расщепления глюкозы
поддержание температуры тела
Под пластическим обменом понимают такие процессы, в ходе которых в клетках создаются новые соединения и новые структуры, характерные для данного организма.
Что наблюдается при недостатке витамина «В-1» ?
отставание в росте и куриная слепота
нервный паралич
рахит
Тиамин («В-1») — участвует в процессах, которые обеспечивают нормальную деятельность ЦНС. Отсутствие его в пище ведёт к тяжёлой болезни (паралич, судороги), с лечебной целью он применяется при явлениях переутомления и нервного истощения.
Что строится в клетках человека из аминокислот?
чужие белки
витамины
собственные белки
Аминокислоты через кровеносные капилляры ворсинок поступают в печень. Здесь избыточные аминокислоты теряют свой азот и превращаются в жиры и углеводы. В клетках из аминокислот строятся собственные белки тела.
Какие из этих веществ не выводятся из организма в окружающую среду?
аминокислоты, углеводы, кислород
мочевина
вода, соли
Из организма в окружающую среду не выводятся: аминокислоты, углеводы, кислород.
Какие продукты содержат много витамина «С» ?
овощи и фрукты
печень и свежее мясо
рыбий жир и яйцо
Аскорбиновая кислота («С») — играет большую роль в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в организме. Содержится в шиповнике, чёрной смородине, лимоне, апельсинах, капусте, зелёном луке и других овощах, фруктах, ягодах.
Какое значение имеют белки в организме?
основной строительный материал клетки
участвуют в свертывании крови; ферментативная роль
все ответы правильные
Белки служат основным строительным материалом клеток, участвуют в свертывании крови (фибриноген), транспортировке газов (гемоглобин). Выполняют роль биокатализаторов (ферментативная роль).
Основное значение воды для клеток организма:
придает им упругость
растворитель для неорганических веществ
главная среда для биохимических реакций
Вода — среда жизненных процессов. Где берут ткани нашего организма воду? Они её создают сами. Эта внутренняя вода постоянно образуется за счет окисления питательных веществ.
Главное значение глюкозы для организма?
главный источник энергии
основной стройматериал
ферментативная функция
В организме углеводы служат основным источником энергии. Перевариваясь, углеводы (крахмал, гликоген) превращается в глюкозу (сахар), которая всасывается в кровь.
Какое значение имеют соли калия и натрия для клеток?
без них невозможно свертывание крови
придают костной ткани твердость
имеют прямое отношение к возбудимости и проводимости возбуждения
Соли калия, так же как и соли натрия, влияют на содержание воды в тканях. Они поддерживают слабощелочную среду крови. Калий необходим для нормальной возбудимости нервной и мышечной системы.
Какие продукты животного происхождения влияют на рост организма?
печень, сливочное масло, рыбий жир
икра, желток яйца, молоко
все вышеперечисленные
Витамин «А» (витамин роста). При его отсутствии задерживается рост, нарушается зрение, отмечается сухость кожи, понижается сопротивляемость организма к заболеваниям. В значительных количествах он содержится в сливочном масле, печени, рыбьем жире, икре, желтке яйца, молоке.
Где синтезируются белки?
в пищеварительном тракте
в клетках организма
во внешней среде
В клетках организма из аминокислот строятся белки тела.
Какие органы участвуют в теплообразовании?
сердце
почки
мышцы
Мышцы выделяют тепло. Поперечно-полосатые мышцы — «двигатели». в которых химическая энергия превращается сразу в механическую. Энергия в форме тепла передаётся кровью другим тканям и равномерно согревает организм. Мелкие непроизвольные сокращение мышц вызывают дрожь — организм увеличивает образование тепла.
Конечные продукты расщепления белков выделяются через…
кожу и почки
кожу и легкие
слюнные железы
В организме постоянно происходит распад белка. При этом образуются вода, углекислый газ и азотсодержащие вещества, которые удаляются из организма через почки, легкие и кожу.
К чему может привести преобладание в рационе питания мучных изделий и картофеля?
к авитаминозу
к ожирению
к ускоренному росту мускулатуры тела
Ожирение — не просто полнота, это болезнь, сопровождающаяся нарушениями обмена веществ, работы сердца, сосудов, органов движения. Оно вызывается неумеренным потреблением жиров, углеводов (кондитерских изделий, картофеля). Ожирение снижает работоспособность человека.
Следующий вопросПодробный ответ
Параграф 36. Обмен веществ и энергии — основное свойство
- ГДЗ
- 1 Класс
- Окружающий мир
- 2 Класс
- Литература
- 3 Класс
- Окружающий мир
- 4 Класс
- Окружающий мир
- 5 Класс
- Биология
- История
- География
- Обществознание
- Человек и мир
- Технология
- Естествознание
- 6 Класс
- Биология
- История
- География
- Литература
Обществознание- Технология
- 7 Класс
- Биология
- История
- ОБЖ
- География
- Литература
- Обществознание
- 8 Класс
- Биология
- История
- География
- Литература
- Обществознание
- 9 Класс
- Биология
- История
- География
- Литература
- Обществознание
- 10 Класс
- Биология
- История
- География
- Обществознание
- 11 Класс
- Английский язык
- Немецкий язык
где происходит пластический и энергетический обмен?
Чтобы максимально точно ответить на заданный вопрос рассмотрим понятия «пластический и энергетический обмен».
Понятия пластического и энергетического обмена
Эти два понятия вытекают из определения обмена веществ. Метаболизм или обмен веществ — это скорость химических соединений, которые ежедневно происходят в нашем организме. Обмен веществ состоит из двух компонентов: пластического и энергетического обмена. Рассмотрим подробнее эти два понятия:
- Энергетический обмен — это обменный процесс, при котором происходит разделение питательных веществ до простейших соединений. Выделяют несколько этапов энергетического обмена.
- Пластический обмен — это реакции, происходящие в организме, при которых синтезируется химические вещества из сложных в простые при помощи энергии. По-другому, пластический обмен именуется анаболизмом.
Стадии энергетического обмена
- Подготовительная стадия. На данной стадии происходит в желудке человека, где белки под действием различного типа ферментов распадаются на простейшие аминокислоты, а углеводы — на моносахариды.
- Анаэробная стадия. Расщепляются органические соединения до более простых и однородных веществ. Анаэробная стадия может протекать в организме, не включая в себя кислород. Данный этап протекает исключительно в цитоплазме.
- Аэробная стадия должна происходит только при участии кислорода. На этой стадии промежуточные продукты обмена превращаются в переработанные продукты.
Заканчивается процесс энергетического обмена непосредственно в клетке, а именно в митохондриях.
Разновидности пластического обмена
Пластический обмен веществ, в отличие от энергетического процесса происходит только на клеточном уровне. Пластический обмен имеет три разновидности:
- Фотосинтез (Обладают исключительно растения и бактерии).
- Хемосинтез (Используются определёнными бактериями без участия кислорода).
- Биосинтез белков (Происходит обмен белков в организме человека, которые впоследствии превращаются в аминокислоты).
Таким образом, пластический и энергетический обмен имеют связь между собой. Энергетический обмен проходит несколько этапов и преимущественно протекает в митохондриях. А пластический обмен происходит исключительно в клетках.
Тест «Обмен веществ и энергии»
МБОУ Хомутовская СОШ №12
Обобщающий тест по теме:
«Обмен веществ и энергии»
учени__ 8 класса
____________________________
____________________________
2019 год
1. Обмен веществ происходит…
А) между внешней средой и организмом
Б) только во внутренней среде организма
В) в пищеварительном тракте
2. Каково основное значение пластического обмена веществ в клетках?
А) строительство органических веществ и накопление энергии
Б) производство химической энергии в результате расщепления глюкозы
В) поддержание температуры тела
3. Что наблюдается при недостатке витамина «В-1» ?
А) отставание в росте и куриная слепота
Б) нервный паралич
В) рахит
4. Что строится в клетках человека из аминокислот?
А) чужие белки
Б) витамины
В) собственные белки
5. Какие из этих веществ не выводятся из организма в окружающую среду?
А) аминокислоты, углеводы, кислород
Б) мочевина
В) вода, соли
6. Какие продукты содержат много витамина «С» ?
А) овощи и фрукты
Б) печень и свежее мясо
В) рыбий жир и яйцо
7. Какое значение имеют белки в организме?
А) основной строительный материал клетки
Б) участвуют в свертывании крови; ферментативная роль
В) все ответы правильные
8. Основное значение воды для клеток организма:
А) придает им упругость
Б) растворитель для неорганических веществ
В) главная среда для биохимических реакций
9. Главное значение глюкозы для организма?
А) главный источник энергии
Б) основной стройматериал
В) ферментативная функция
10. Какое значение имеют соли калия и натрия для клеток?
А) без них невозможно свертывание крови
Б) придают костной ткани твердость
В) имеют прямое отношение к возбудимости и проводимости возбуждения
11. Какие продукты животного происхождения влияют на рост организма?
А) печень, сливочное масло, рыбий жир
Б) икра, желток яйца, молоко
В) все вышеперечисленные
12. Где синтезируются белки?
А) в пищеварительном тракте
Б) в клетках организма
В) во внешней среде
13. Какие органы участвуют в теплообразовании?
А) сердце
Б) почки
В) мышцы
14. Конечные продукты расщепления белков выделяются через…
А) кожу и почки
Б) кожу и легкие
В) слюнные железы
15. К чему может привести преобладание в рационе питания мучных изделий и картофеля?
А) к авитаминозу
Б) к ожирению
В) к ускоренному росту мускулатуры тела
Правильные ответы выделены жирным шрифтом.
Для проверки удобнее иметь ключ:
1 – А
2 – А
3 – Б
4 – В
5 – А
6 – А
7 – В
8 – В
9 – А
10 – В
11 – В
12 – Б
13 – В
14 – А
15 – Б