Обмен веществ в клетке
🌿 Биология · 10 класс
Энергетический и пластический обмен, фотосинтез.
Обмен веществ в клетке
Обмен веществ (метаболизм) — это совокупность всех химических реакций в клетке, обеспечивающих её жизнь. Обмен веществ состоит из двух противоположных, но связанных процессов: пластического обмена (ассимиляции) и энергетического обмена (диссимиляции).
Пластический и энергетический обмен
Пластический обмен — синтез сложных веществ из простых с затратой энергии (например, образование белков, фотосинтез). Энергетический обмен — расщепление сложных веществ до простых с выделением энергии, которая запасается в молекулах АТФ.
| Признак | Пластический обмен | Энергетический обмен |
|---|---|---|
| Суть | Синтез веществ | Расщепление веществ |
| Энергия | Затрачивается | Выделяется |
| Роль АТФ | АТФ расходуется | АТФ образуется |
| Пример | Фотосинтез, синтез белка | Дыхание, гликолиз |
Энергетический обмен: этапы
Расщепление глюкозы для получения энергии идёт в три этапа:
- Подготовительный — крупные молекулы расщепляются до простых (в пищеварении и лизосомах), энергия рассеивается в виде тепла.
- Бескислородный (гликолиз) — в цитоплазме глюкоза распадается до пировиноградной кислоты, образуется 2 молекулы АТФ.
- Кислородный — в митохондриях продукты окисляются до углекислого газа и воды, образуется ещё 36 молекул АТФ.
Фотосинтез
Фотосинтез — образование органических веществ из углекислого газа и воды в хлоропластах за счёт энергии света. Это важнейший процесс пластического обмена у растений. Фотосинтез идёт в две фазы: световую (на свету, с образованием АТФ и выделением кислорода из воды) и темновую (синтез глюкозы из углекислого газа, для которого свет напрямую не нужен). Благодаря фотосинтезу растения создают органику и кислород, которыми питаются и дышат почти все живые организмы Земли.
Важно понимать связь обмена и энергии: молекула АТФ — это посредник, который переносит энергию от реакций расщепления к реакциям синтеза. Поэтому пластический и энергетический обмен не существуют отдельно, а постоянно связаны друг с другом через АТФ.
Энергетический обмен:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + энергия (АТФ)
Фотосинтез (на свету):
6CO2 + 6H2O --свет, хлорофилл--> C6H12O6 + 6O2
Частые ошибки. Не путайте: при фотосинтезе вещества создаются и кислород выделяется, а при дыхании вещества расщепляются и кислород поглощается — это противоположные процессы. Полное окисление одной молекулы глюкозы даёт 38 молекул АТФ (2 при гликолизе и 36 на кислородном этапе). Гликолиз идёт в цитоплазме, а не в митохондриях.
Кратко о главном
- Обмен веществ — все химические реакции клетки.
- Пластический обмен синтезирует вещества и тратит энергию.
- Энергетический обмен расщепляет вещества и запасает энергию в АТФ.
- Полное окисление глюкозы даёт 38 молекул АТФ; кислородный этап идёт в митохондриях.
- Фотосинтез создаёт органику из углекислого газа и воды за счёт энергии света.