Alle levende organismer er i stand til at udveksle stoffer med miljøet, fra det absorbere de elementer, der er nødvendige for ernæring og frigive affaldsprodukter. I cirkulationen af ​​organiske stoffer blev syntese- og henfaldsprocesserne de mest betydningsfulde.

Assimilation eller plastisk udveksling er et sæt syntesereaktioner, der finder sted med forbrug af ATP-energi. I processen med assimilering syntetiseres organiske stoffer, der er nødvendige for cellen. giver vækst, udvikling, fornyelse af kroppen og ophobning af reserver, der bruges som energikilde. Fra termodynamikkens synspunkt er organismer åbne systemer, det vil sige, at de kun kan eksistere med en kontinuerlig tilstrømning af energi udefra. Assimilation afbalanceres af summen af ​​dissimilerings- (henfalds-) processer. Eksempler på sådanne reaktioner er fotosyntese, proteinbiosyntese og DNA-replikation.

Aminosyrer -> Proteiner

Glukose -> Polysaccharider

Glycerol + Fedtsyrer -> Fedtstoffer

Nukleotider -> Nukleinsyrer

Den anden side af stofskiftet er dissimileringsprocesser, som et resultat af hvilke komplekse organiske forbindelser nedbrydes til simple forbindelser, mens deres lighed med kropsstoffer går tabt, og energi frigives, lagret i form af ATP, der er nødvendig for biosyntesereaktioner. Derfor kaldes dissimilering også for energiudveksling. De vigtigste processer i energimetabolismen er respiration og gæring.

Proteiner -> Aminosyrer

Polysaccharider -> Glukose

Fedtstoffer -> Glycerol + Fedtsyrer

Nukleinsyrer -> Nukleotider

Metabolisme sikrer konstanten af ​​den kemiske sammensætning og struktur af alle dele af kroppen og som et resultat konstanten af ​​at fungere under konstant skiftende miljøforhold.

Deoxyribonukleinsyre, dens struktur og egenskaber. DNA monomerer. Fremgangsmåder til at forbinde nukleotider. Nukleotid komplementaritet. Antiparallelle polynukleotidkæder. replikering og reparation.

Strukturen af ​​DNA-molekylet blev dechifreret i 1953 af Watson, Crick, Wilkins. Disse er to spiralformede antiparallelle (modsatte ende 3 / en streng er 5 / ende en anden) polynukleotidkæder. Monomererne af DNA er nukleotider. hver af dem indbefatter: 1) deoxyribose; 2) en phosphorsyrerest; 3) en af ​​de fire nitrogenholdige baser (adenin, thymin, guanin, cytosin).). I cellerne i prokaryote organismer (bakterier og archaea) findes et cirkulært eller lineært DNA-molekyle, det såkaldte nukleoid fastgjort til indersiden af ​​cellemembranen. DNA er et langt polymermolekyle, der består af gentagne blokke kaldet nukleotider. Nukleotider er forbundet i en kæde på grund af phosphor-diester-bindinger mellem deoxyribosen fra en rest og phosphorsyreresten i et andet nukleotid. Nitrogenholdige baser binder sig til deoxyribose og danner sideradikaler. Hydrogenbindinger etableres mellem de nitrogenholdige baser i DNA-kæderne (2 mellem A og T, 3 mellem G og C). Den strenge overensstemmelse mellem nukleotider og hinanden i parrede DNA-kæder kaldes komplementaritet.

REPARATION af DNA- en særlig funktion af celler, som består i evnen til at reparere kemiske skader og brud på DNA-molekyler, der er beskadiget under normal DNA-biosyntese i cellen eller som følge af udsættelse for fysiske eller kemiske midler. Det udføres af specielle enzymsystemer i cellen. En række arvelige sygdomme (f.eks. xeroderma pigmentosum) er forbundet med svækkede reparationssystemer. Hvert af reparationssystemerne inkluderer følgende komponenter:

DNA-helikase- et enzym, der "genkender" kemisk ændrede steder i kæden og bryder kæden nær skaden; et enzym, der fjerner det beskadigede område;

DNA polymerase- et enzym, der syntetiserer den tilsvarende del af DNA-kæden i stedet for den deleterede;

DNA-ligase er et enzym, der lukker den sidste binding i polymerkæden og derved genopretter dens kontinuitet.

Replikation af DNA-molekyler forekommer i den syntetiske periode af interfase. Hver af de to kæder af "forælder"-molekylet tjener som skabelon for "datteren". Efter replikation indeholder det nyligt syntetiserede DNA-molekyle en "moderlig" streng, og den anden - en "datter", nysyntetiseret (semi-konservativ metode). Til skabelonsyntese af et nyt DNA-molekyle er det nødvendigt, at det gamle molekyle despiraliseres og strækkes. Replikation begynder flere steder i DNA-molekylet. Sektionen af ​​et DNA-molekyle fra starten af ​​en replikation til starten af ​​en anden kaldes replikon . En prokaryot celle indeholder et replikon, mens en eukaryot celle indeholder mange replikoner. Replikationsorigin aktiveres af primere (frø) bestående af 100-200 basepar. DNA enzym - helicase afvikles og adskiller moderhelixen DNA i 2 strenge, hvorpå, i henhold til princippet om komplementaritet med deltagelsen DNA-polymeraseenzym samler "datter"-strenge af DNA. Enzym DNA topoisomerase-drejninger"datter" DNA-molekyler. I hvert replikon kan DNA-polymerase bevæge sig langs "moder"-strengen i kun én retning (3/ ⇒ 5/). Således forløber tilføjelsen af ​​komplementære nukleotider af datterstrengene i modsatte retninger (anti-parallel). Replikation i alle replikoner sker samtidigt. Okazaki-fragmenter og dele af "datter"-strenge syntetiseret i forskellige replikoner fusioneres til en enkelt streng enzym ligase. Replikation er karakteriseret ved semi-konservering, antiparallelisme og diskontinuitet (Okazaki-fragmenter).

Reparationsmekanismen er baseret på tilstedeværelsen af ​​to komplementære kæder i DNA-molekylet. Forvrængning af nukleotidsekvensen i en af ​​dem detekteres af specifikke enzymer. Derefter fjernes det tilsvarende sted og erstattes af et nyt, syntetiseret på den anden komplementære DNA-streng. Taku erstatning kaldes excisional , de der. med snit. Det udføres før næste replikationscyklus, så det kaldes også præ-replikativ .

I tilfælde af at udskæringsreparationssystemet ikke korrigerer en ændring, der er opstået i den ene DNA-streng, fikseres denne ændring under replikation, og den bliver begge DNA-strenges egenskab. Dette fører til udskiftning af et par komplementære nukleotider med et andet eller til fremkomsten af ​​brud (huller) i den nyligt syntetiserede kæde mod de ændrede regioner. Post-replikativ reparation udføres ved rekombination (udveksling af fragmenter) mellem to nydannede DNA-dobbelthelixer. Et eksempel er genoprettelse af den normale struktur af DNA, når thymin-dimerer (T-T) opstår.De kovalente bindinger, der opstår mellem tilstødende thyminrester, gør dem ude af stand til at binde sig til komplementære nukleotider. Som et resultat opstår brud (huller), der genkendes af reparationsenzymer, i den nyligt syntetiserede DNA-streng. Restaurering af integriteten af ​​den nye polynukleotidkæde af en af ​​datter-DNA'erne udføres på grund af rekombination med den tilsvarende normale moderkæde af den anden datter-DNA. Hullet dannet i moderkæden udfyldes derefter ved syntese på den komplementære polynukleotidkæde. Den ofte observerede udveksling af materiale mellem søsterkromatider kan betragtes som en manifestation af en sådan postreplikativ reparation, udført ved rekombination mellem strengene af to datter-DNA-molekyler.

18. Replikation af et DNA-molekyle. Replikon. Primer. Principper for DNA-replikation: semi-konservering, antiparallelisme, diskontinuitet (Okazaki-fragmenter). Replikationsfaser: initiering, forlængelse, afslutning. Funktioner ved DNA-replikation i pro- og eukaryoter.

Evne til at kopiere sig selv replikation. Denne ejendom er leveret af en dobbeltstrenget struktur. I replikationsprocessen syntetiseres en komplementær kæde på hver polynukleotidkæde i moder-DNA-molekylet. Denne metode til at fordoble molekyler, hvor hvert dattermolekyle indeholder en forælder og en nysyntetiseret kæde, kaldes semi-konservativ .

For at replikation kan finde sted, skal forældre-DNA-strengene adskilles fra hinanden for at blive skabeloner, hvorpå komplementære strenge af dattermolekyler vil blive syntetiseret. Med hjælp helicase enzym der bryder hydrogenbindinger, afvikles DNA-dobbelthelixen ved starten af ​​replikationen. De resulterende enkeltstrenge af DNA er bundet af specielle destabiliserende proteiner, der strækker kædernes rygrad, hvilket gør deres nitrogenholdige baser tilgængelige for binding til komplementære nukleotider placeret i nukleoplasmaet. På hver af kæderne dannet i regionen af ​​replikationsgaffelen, med deltagelse af enzymet DNA polymerase komplementære kæder syntetiseres.

Syntese af den anden DNA-streng udføres af korte fragmenter ( fragmenter af Okazaki) også i retningen fra 5" til 3"-enden. Syntesen af ​​hvert sådant fragment er forudgået af dannelsen af ​​en RNA-primer på ca. 10 nukleotider lang. Nydannet fragment ved hjælp af et enzym DNA-ligaser forbindes med det foregående fragment efter fjernelse af dets RNA-primer. På grund af disse funktioner er replikeringsgaflen asymmetrisk. Af de to syntetiserede datterkæder bygges den ene kontinuerligt, dens syntese er hurtigere og denne kæde kaldes førende . Syntese af den anden kæde er langsommere, da den er samlet fra separate fragmenter, der kræver dannelse og derefter fjernelse af RNA-primeren. Derfor kaldes et sådant kredsløb halter (sakker bagud). Selvom individuelle fragmenter dannes i 5" → 3" retningen, vokser denne kæde generelt i 3" → 5" retningen. DNA-replikation i pro- og eukaryoter er grundlæggende ens, dog er syntesehastigheden i eukaryoter en størrelsesorden lavere end i prokaryoter. Årsagen til dette kan være dannelsen af ​​eukaryotisk DNA af tilstrækkeligt stærke bindinger med proteiner, hvilket hindrer dets despiralisering, hvilket er nødvendigt for replikativ syntese.

primer- dette er et kort fragment af nukleinsyre, komplementært til et DNA- eller RNA-mål, tjener som et frø til syntesen af ​​en komplementær streng ved hjælp af DNA-polymerase, såvel som til DNA-replikation. Primeren er nødvendig for, at DNA-polymeraser kan initiere syntesen af ​​en ny streng fra primerens 3'-ende. DNA-polymerasen tilføjer sekventielt nukleotider komplementære til templatestrengen til 3'-enden af ​​primeren.

Replikon- en enhed af replikationsprocessen af ​​en del af genomet, to-ry er under kontrol af et initieringspunkt (begyndelse) af replikation. Fra initieringspunktet går replikationen i begge retninger, i nogle tilfælde med en uens hastighed. DNA replikation- en nøglebegivenhed i løbet af celledeling. Det er vigtigt, at DNA'et er fuldstændigt replikeret på tidspunktet for delingen og kun én gang. Dette tilvejebringes af visse mekanismer til regulering af DNA-replikation. Replikering foregår i tre faser:

påbegyndelse af replikation

forlængelse

afbrydelse af replikation.

Replikation reguleres hovedsageligt på initieringsstadiet. Dette er ret nemt at implementere, fordi replikation ikke kan begynde fra et hvilket som helst DNA-segment, men fra et strengt defineret, kaldet replikationsoprindelsessted. I genomet kan der enten kun være et eller mange sådanne steder. Begrebet replikationsinitieringssted er tæt forbundet med begrebet replikon. Replikon- dette er en sektion af DNA, der indeholder stedet for replikationsinitiering og replikerer efter starten af ​​DNA-syntese fra dette sted.

Replikation begynder på stedet for replikationsinitiering med afviklingen af ​​DNA-dobbelthelixen, der dannes replikationsgaffel er stedet for direkte DNA-replikation. Hvert sted kan danne en eller to replikationsgafler, afhængigt af om replikationen er ensrettet eller tovejs. Tovejsreplikation er mere almindelig. Nogen tid efter replikationens start kan man observere i et elektronmikroskop replikationsøje- en region af kromosomet, hvor DNA allerede er blevet replikeret, omgivet af mere udvidede områder af ikke-replikeret DNA.

semi-konservativ betyder, at hvert datter-DNA består af en skabelonstreng og en nysyntetiseret streng.

anti-parallelisme DNA-kæder: den modsatte retning af de to strenge af DNA-dobbelthelixen; en tråd har en retning fra 5" til 3", den anden - fra 3" til 5".

Hver DNA-streng har en specifik orientering. Den ene ende bærer en hydroxylgruppe (-OH) bundet til 3" kulstoffet i sukkerdeoxyribosen, i den anden ende af kæden er der en phosphorsyrerest i sukkerets 5" position. To komplementære strenge i et DNA-molekyle er placeret i modsatte retninger - antiparallel: den ene streng har en retning fra 5 "til 3", den anden - fra 3" til 5". Med en parallel orientering ville modsat 3"-enden af ​​den ene streng være 3"-enden af ​​den anden.

Hos prokaryoter en af ​​DNA-strengene knækker, og den ene ende af den er knyttet til cellemembranen, og syntesen af ​​datterstrenge sker i den modsatte ende. Denne syntese af datterstrenge af DNA kaldes den "rullende bøjle". DNA-replikation er hurtig.

DISSIMILATION OG ASSIMILATION

DISSIMILATION OG ASSIMILATION

(fra latin dissimilis - uens og assimilis - lignende) - gensidigt modsatte processer, der sikrer levende organismers kontinuerlige liv i enhed; flow i kroppen kontinuerligt, samtidigt, i tæt sammenhæng og udgør to sider af en enkelt metabolisk proces. D. og a. danne et komplekst system bestående af en kæde af indbyrdes forbundne biokemiske. reaktioner, som hver for sig kun er kemiske, men til-rug i enhed udgør, som har en biologisk. natur. Modsigelsen af ​​D. og en. definerer dynamik. balance i den levende krop. Som åben (se Livet) skal den, konstant tilegnende, lige så kontinuerligt bruge den erhvervede energi, så den ikke øges.

D og med med og m og l I c og I - processen med at spalte i en levende organisme organisk. stoffer til enklere forbindelser - fører til frigivelse af energi, der er nødvendig for alle vitale processer i kroppen. A s og m og l i c og i - processen med assimilering af organisk. stoffer, der trænger ind, og assimilering af deres organiske. stoffer, der er karakteristiske for en given organisme, kommer med brugen af ​​energi frigivet under dissimileringsprocesserne. Samtidig dannes (syntetiseres) forbindelser med høj energi (makroergisk), to-rug bliver en energikilde, der frigives under dissimilering.

Dissimileringen af ​​næringsstoffer, der kommer ind i kroppen, hovedsageligt proteiner, fedtstoffer og kulhydrater, begynder med deres enzymatiske nedbrydning til enklere forbindelser - mellemliggende metaboliske produkter (peptider, aminosyrer, glycerol, fedtsyrer, monosaccharider), hvorfra kroppen syntetiserer (assimilerer) organisk forbindelser, der er nødvendige for dens levetid. Alle processer af D. og en. flow i kroppen som helhed. Se Metabolisme, Liv og lit. med disse artikler.

I. Weisfeld. Moskva.

Filosofisk encyklopædi. I 5 bind - M .: Soviet Encyclopedia. Redigeret af F. V. Konstantinov. 1960-1970 .

Se, hvad "DISSIMILATION OG ASSIMILATION" er i andre ordbøger:

- (lat. assimilatio, fra assimilare til ligne). Ligning, assimilering, for eksempel i fonetik, assimilering af nabolyde til hinanden; i fysiologi, assimilering af stoffer absorberet af dyr, stoffer fra deres egen krop. Ordbog over fremmedord, ... ...

- [lat. dissimilatio dissimilaritet] lingv. en ændring, der ødelægger ligheden og ligheden af ​​lyde i et ord. Ordbog over fremmede ord. Komlev N.G., 2006. dissimilation (lat. dissimilatio dissimilarity) 1) ellers er katabolisme nedbrydning af komplekse organiske ... ... Ordbog over fremmede ord i det russiske sprog

- (fra latin assimilatio reproduktion), anabolisme, en proces, hvorunder mere komplekse (polysaccharider, nukleinsyrer, proteiner osv.) syntetiseres fra enklere stoffer, der ligner komponenterne i denne organisme og er nødvendige for det ... .. . Økologisk ordbog

Begrebet assimilation (lat. assimilation) bruges inden for flere vidensområder: Assimilation (biologi) er et sæt synteseprocesser i en levende organisme. Assimilation (lingvistik) sammenligner artikulationen af ​​en ... Wikipedia

- (lat. dissimilatio ulighed). Udskiftning af en af ​​to identiske eller lignende lyde med en anden, mindre ens med hensyn til artikulation til den, der forblev uændret. Ligesom assimilering kan dissimilering være progressiv eller regressiv.

jeg En ændring, der bryder ligheden, ligheden af ​​samme eller lignende lyde i et ord eller i naboord; ulighed (i lingvistik). Myre: assimilering I II f. Nedbrydningen i kroppen af ​​komplekse organiske stoffer, celler, væv mv. (i biologi) ... Moderne forklarende ordbog for det russiske sprog Efremova

- (lat. assimilatio ligne). Assimilering af en lyd til en anden i artikulation og akustiske relationer (jf.: dissimilation). Assimilation forekommer i vokaler med vokaler, i konsonanter med konsonanter ... Ordbog over sproglige termer

I Assimilation (af lat. assimilatio) assimilation, sammensmeltning, assimilation. II Assimilation (etnografisk) sammensmeltning af et folk med et andet med tab af et af dem af deres sprog, kultur, nationale identitet. I mange lande i... ...

I Dissimilation (fra latin dissimilis dissimilar) i biologi, det modsatte af assimilation (Se Assimilation) side af metabolisme (Se Metabolisme), som består i ødelæggelse af organiske forbindelser med transformation af proteiner, nuklein ... ... Store sovjetiske encyklopædi

"Introduktion til generel biologi og økologi. 9. klasse". A.A. Kamensky (gdz)

Assimilation og dissimilering er modsatte metaboliske processer

Spørgsmål 1. Hvorfor er Solen den vigtigste energikilde på Jorden?
Enhver levende celle, der udfører forskellige processer af syntese og henfald af stoffer, ligner den mest komplekse kemiske plante. For det normale forløb af disse kemiske processer er en konstant udveksling af stoffer mellem cellen og miljøet nødvendig, samt en konstant omdannelse af energi i cellen. Proteiner, fedtstoffer, kulhydrater, vitaminer, mikroelementer opnået udefra bruges af celler til syntese af de forbindelser, de har brug for, konstruktion af cellulære strukturer. Syntese af stoffer kræver dog energi. Den vigtigste energikilde for levende organismer er Solen.

Spørgsmål 2. Hvorfor er assimilation umulig uden dissimilering, og omvendt?
Fra fødevarekomponenterne, der kommer ind i cellen, under påvirkning af biologiske katalysatorer, enzymer, syntetiseres nye molekyler for at erstatte de forbrugte stoffer, for at bygge organeller. Hele sættet af reaktioner af biologisk syntese af stoffer i en celle (biosyntese) kaldes assimilering eller plastisk udveksling.
Det er klart, at syntesen af ​​stoffer er umulig uden energiforbrug. Assimileringsreaktioner forekommer særligt intensivt i en voksende, udviklende celle. De vigtigste af disse reaktioner er proteinsyntese og fotosyntese. Hvordan får en celle energi til biosyntesereaktioner? Sammen med processerne for syntese af nye stoffer i celler er der et konstant henfald af komplekse organiske stoffer lagret under assimilering. Med deltagelse af enzymer nedbrydes disse molekyler til enklere forbindelser; dette frigiver energi. Oftest lagres denne energi i form af adenosintrifosfat (ATP). Yderligere bruges energien af ​​ATP til forskellige behov i cellen, herunder til biosyntesereaktioner. Sættet af reaktioner med nedbrydning af cellens stoffer, ledsaget af frigivelse af energi, kaldes dissimilation.
Assimilering og dissimilering er modsatte processer: i det første tilfælde dannes stoffer, i det andet ødelægges de. Men de er tæt forbundet og umulige uden hinanden. Når alt kommer til alt, hvis komplekse stoffer ikke syntetiseres og lagres i cellen, så vil der ikke være noget, der forfalder, når der er brug for energi. Og hvis stofferne ikke henfalder, hvor skal man så hente energien til syntesen af ​​de nødvendige stoffer?
Assimilation og dissimilation er således to sider af en enkelt proces af stofskifte og energi, kaldet metabolisme (gr. metabole - transformation).

Spørgsmål 3. Kunne nogen levende væsener overleve på Jorden, hvis Solen gik ud?
Solen er en energikilde for planter, som takket være klorofyl syntetiserer organiske stoffer. Dyr, svampe og bakterier bruger dette organiske stof til at opnå energien fra ATP, som de bruger til at syntetisere de nødvendige forbindelser og opbygge celler. Uden solenergi kunne de ikke eksistere. Mange arter af bakterier, der er i stand til at syntetisere de organiske forbindelser, de har brug for, fra uorganiske på bekostning af energien fra kemiske oxidationsreaktioner, der forekommer i cellen, er kemotrofer. Stofferne, som bakterien fanger, oxideres, og den resulterende energi bruges til at syntetisere komplekse organiske molekyler fra CO 2 og H 2 O. Denne proces kaldes kemosyntese.
Den vigtigste gruppe af kemosyntetiske organismer er nitrificerende bakterier. Udforsker dem, S.N. Vinogradsky i 1887 opdagede processen kemosyntese. Nitrificerende bakterier, der lever i jorden, oxiderer den ammoniak, der dannes under henfaldet af organiske rester, til salpetersyre. Andre typer bakterier er i stand til at bruge energien fra mange andre oxidations-reduktionsreaktioner (svovlbakterier, jernbakterier osv.). Mikroorganismer, hvis stofskifte ikke er afhængig af solenergi, kunne godt overleve, hvis Solen gik ud.

Cellen som en strukturel og funktionel enhed af det levende er et åbent system, dvs. udveksler konstant stof og energi med miljøet.

Under det cellulære stofskifte forstås den kontinuerlige strøm af stoffer ind i cellen fra det ydre miljø, den kemiske omdannelse af disse stoffer og frigivelsen af ​​slutprodukterne fra kemiske reaktioner.

Funktioner af cellulært stofskifte:

1. At forsyne cellen med det byggemateriale, der er nødvendigt for dannelsen af ​​cellulære strukturer;

2. At forsyne cellen med energi, som bruges til livsprocesser (syntese af stoffer, transport af stoffer osv.);

3. Bevarelse af den relative konstanthed af cellernes sammensætning og fysisk-kemiske egenskaber;

4. Selvfornyelse af celler og væv.

Skelne ekstern udveksling– absorption og frigivelse af stoffer, og intern udveksling- kemisk omdannelse af disse stoffer i cellen.

intern udveksling, eller stofskifte, er en kombination af to modsatte reaktioner: anabolske og katabolske.

Anabolske reaktioner- disse er reaktioner af syntese af komplekse organiske stoffer fra simplere. De flyder med energiforbruget, hvilket sikrer konstanten af ​​sammensætningen af ​​kroppens celler og væv. Kombinationen af ​​disse reaktioner kaldes assimilering eller plastik udveksling. Et eksempel på assimilering kan være proteinbiosyntese, syntese af kulhydrater fra vand og kuldioxid under fotosyntese, syntese af nukleotider, DNA, RNA, polysaccharider, lipider og andre forbindelser.

katabolske reaktioner- disse er reaktioner af spaltning af komplekse organiske stoffer (fedtstoffer, proteiner og kulhydrater) til enklere stoffer med frigivelse af energi, hvoraf en betydelig del går til dannelsen af ​​ATP. Disse reaktioner kaldes ofte energiudveksling, eller dissimilation.

Kombinationen af ​​reaktioner af assimilering og dissimilering danner grundlaget for cellens liv og følgelig for vævet, organet og organismen som helhed.

energi

ATP-forbrugt

ATP dannes

ATP (adenosintrifosfat)

Assimilation og dissimilering er modsatte sider af en enkelt metabolismeproces og er uløseligt forbundet. Alle biosyntesereaktioner kræver således energi, som frigives under dissimilering. Til implementering af energimetabolismereaktioner kræves organiske stoffer og enzymer, som dannes under plastisk stofskifte (se fig. 5.1.)

Ris. 5.1. Metabolisme og ATP i cellen

ATP + H2O ↔ ADP + H3RO4 + 40 kJ

Assimilationsprocesserne er ikke altid i overensstemmelse med dissimileringsprocesserne. I perioden med intensiv vækst og udvikling af organismen dominerer assimileringsprocesser. Tværtimod, med aldring, intensivt fysisk arbejde, mangel på næringsstoffer, råder dissimileringsprocesser over assimileringsprocesser.

Skelne autotrofisk og heterotrofisk assimilering. Ved heterotrofisk assimilering (dyr, svampe) tjener fødestoffer (kemisk energi) som energikilde, ved autotrofisk assimilering - lysenergi brugt til fotosyntese (fig. 5.2.)

Fig.5.2. Metabolisme og energi i autotrofe og heterotrofe celler

Fra fig. 5.2. Det kan ses, at eksistensen af ​​liv på Jorden afhænger af Solens energi og dens komplekse transformationer i auto- og heterotrofe celler af organismer. I en forenklet form kan strømmen af ​​energi i dyrelivet repræsenteres som følger:

1. Solenergi → autotrofer → organiske stoffer → ATP → forskellige former for arbejde.

2. Solenergi → autotrofer → organiske stoffer → heterotrofer → ATP → forskellige former for arbejde

Autotrofer- selv syntetiserer organiske stoffer fra uorganiske.

Heterotrofer- bruge færdige organiske stoffer syntetiseret af andre organismer.

Energiflow i cellen

Energistrømmen i cellen er baseret på ernæringsprocesser af organismer og cellulær respiration.

1. Ernæring- processen med at erhverve stof og energi af levende organismer.

2. Cellulær respiration- den proces, hvorved levende organismer frigiver energi fra organiske stoffer, der er rige på det, under deres enzymatiske spaltning (dissimilering) til mere simple. Cellulær respiration kan være enten aerob eller anaerob.

3. Aerob respiration- energi opnås med deltagelse af ilt i processen med at spalte organiske stoffer. Det kaldes også iltstadiet (aerobe) i energimetabolismen.

Anaerob respiration- at få energi fra mad uden brug af fri atmosfærisk ilt. Generelt kan energistrømmen i cellen repræsenteres som følger (figur 5.3.)

MAD

SUKKER, FEDTSYRER, AMINOSYRER

cellulær respiration

ATP

CO 2, H 2 O, NH 3

KEMISK, MEKANISK, ELEKTRISK, OSMOTISK ARBEJDE

ADP + H 3 RO 4

Fig.5.3. Energiflow i cellen

kemisk arbejde: biosyntese i cellen af ​​proteiner, nukleinsyrer, fedtstoffer, polysaccharider.

mekanisk arbejde: sammentrækning af muskelfibre, slag af cilia, divergens af kromosomer under mitose.

el-arbejde- opretholdelse af potentialforskellen over cellemembranen.

Osmotisk arbejde- opretholdelse af stofgradienter i cellen og dens miljø.

Processen med at omdanne eksterne stoffer til energi og et sæt reaktioner, der resulterer i dannelsen af ​​komplekse organiske stoffer, der er nødvendige for en organismes liv, kaldes metabolisme eller metabolisme. De vigtigste metaboliske processer er assimilering og dissimilering, som er tæt forbundet.

Metabolisme

Metabolisme sker på celleniveau, men begynder med processen med fordøjelse og respiration. Organiske forbindelser og ilt er involveret i stofskiftet.

Næringsstoffer kommer ind i mave-tarmkanalen med mad, og begynder allerede i mundhulen at nedbrydes. Som et resultat af fordøjelsen kommer stoffernes molekyler ind i blodbanen gennem tarmvilli og føres til hver celle. Ilt kommer ind i lungerne under vejrtrækningen og transporteres også af blodbanen.

Assimilering og dissimilering i metabolisme er to indbyrdes forbundne processer, der kører parallelt:

• assimilering eller anabolisme - et sæt processer til syntese af organiske stoffer med energiforbrug;
• dissimilering eller katabolisme - nedbrydnings- eller oxidationsprocessen, hvorved der dannes enklere organiske stoffer og energi.

Dissimilation kaldes energiudveksling, fordi. hovedmålet med processen er at opnå energi. Assimilation kaldes plastikudveksling, fordi. Den energi, der frigives som følge af dissimilering, går til opbygningen af ​​organismen.

TOP 4 artiklerder læser med her

Cellulær udveksling

Processerne med assimilering og dissimilering af stoffer, der forekommer i cellen, spiller en vigtig rolle for hele organismen. Energi fås fra indkommende stoffer i mitokondrierne eller cytoplasmaet. Under dissimilering dannes ATP-molekyler (adenosintrifosfat). Det er en universel energikilde, der er involveret i yderligere metaboliske processer. Katabolismeforløbet på eksemplet med stivelsesnedbrydning er beskrevet i tabellen.

Dissimilation	Hvor sker der	Resultat
Forberedende	fordøjelsessystemet	Nedbrydning af proteiner, fedtstoffer, kulhydrater, der kommer ind i kroppen til enklere forbindelser: Proteiner - til aminosyrer; Fedtstoffer - til fedtsyrer og glycerol; Komplekse kulhydrater (stivelse) - til glukose
glykolyse	i cytoplasmaet	Anoxisk nedbrydning af glucose til pyrodruesyre med dannelse af energi. Det meste (60%) af energien spredes som varme, resten (40%) bruges til at danne to ATP-molekyler. I fremtiden, uden adgang til ilt, bliver pyrodruesyre til mælkesyre.
intracellulær respiration	i mitokondrier	Nedbrydning af mælkesyre med deltagelse af ilt. Der dannes kuldioxid - slutproduktet af nedbrydning

Sammensætningen af ​​ATP inkluderer:

• adenin er en nitrogenholdig base;
• ribose er et monosaccharid;
• tre rester af fosforsyre.

Ris. 1. ATP-formel.

ATP er en makroergisk forbindelse og frigiver ved hydrolyse (interaktion med vand) en betydelig mængde energi, der går til restaurering og udvikling af kroppen, opretholdelse af kropstemperatur og deltager også i kemiske reaktioner i assimileringsprocessen. Fra simplere stoffer i løbet af anabolisme syntetiseres komplekse stoffer, der er karakteristiske for en given organisme.

Assimileringseksempler:

• cellevækst;
• vævsfornyelse;
• muskeldannelse;
• sårheling.

Ris. 2. Forbrændingsprocessen.

Metaboliske processer reguleres af hormoner. For eksempel flytter adrenalin stofskiftet mod dissimilering, og insulin - mod assimilering.

Autotrofer og heterotrofer

Alle levende organismer, afhængigt af ernæringsmetoden, er opdelt i autotrofer og heterotrofer. Autotrofer omfatter planter og nogle bakterier, der syntetiserer organiske stoffer fra uorganiske stoffer. Sådanne organismer skaber uafhængigt alle de stoffer, der er nødvendige for livet.

Hos planter kaldes assimilationsprocessen fotosyntese. Sollys bruges som energikilde til syntese af organiske stoffer, ikke ATP.

Heterotrofer er organismer, der bruger færdige organiske forbindelser til at opnå energi og opretholde liv. Heterotrofer omfatter alle dyr, svampe, de fleste bakterier og parasitære planter. Organiske stoffer med mad kommer ind i kroppen, hvor processerne med anabolisme og katabolisme begynder at frigive energi og opnå de nødvendige stoffer.