Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Общие представления об обмене веществ и превращении энергии в растительной клетке
Несмотря на то, что живой объект состоит из множества молекул, которые подчиняются физико-химическим законам, он отличается от неживого рядом специфических особенностей. Прежде всего, следует отметить чрезвычайную сложность и высокий уровень структурной организации живого. Наиболее характерными чертами, свойственными живому, являются: способность к обмену веществ и превращению энергии, к передаче наследственных при знаков (способность с поразительной точностью воспроизводить себе подобных), к саморегуляции, росту и развитию. Главной особенностью живой материи является обмен веществ. По определению Ф. Энгельса, жизнь - это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка. Из этого определения видно, что основным носителем живого является белок. С развитием биологической науки, в частности молекулярной биологии и биохимии, все явственнее становится также исключительная роль в явлениях жизни нуклеиновых кислот - ДНК и РНК. Живая растительная клетка представляет собой (как и организм в целом) открытую биологическую систему, осуществляющую непрерывный обмен с окружающей средой веществами и энергией. Обмен клетки с внешней средой называют внешним обменом, а превращения веществ внутри самой клетки - внутриклеточным обменом или метаболизмом. Внешний обмен включает как поглощение веществ, так и выделение некоторых продуктов жизнедеятельности. У растений, в отличие от животных, процессы выделения веществ выражены слабо. Конечные продукты обмена веществ обычно откладываются в клеточном соке либо в клеточной оболочке (лигнин, суберин и др.), а часто в специальных клетках (эпителий смоляных ходов хвойных древесных растений, млечники у каучуконосов и др.). Эти вещества лишь до некоторой степени выпадают из общего обмена веществ растения. Нередко конечные продукты обмена веществ растений отражают определенный этап формирования клеточных и тканевых структур, органообразовательных процессов, участвуют в процессах дифференцировки, роста и развития растений.
Все многообразие метаболических реакций укладывается в два основных типа: Процессы синтеза сложных веществ из простых, идущие с затратой энергии (анаболизм). Синтетические процессы, приводящие к образованию характерных для данной клетки специфических веществ белков, нуклеиновых кислот, липидов и др., носят название ассимиляции (от латинского слова ассимиляцио - уподобление); иначе процесс ассимиляции называют конструктивным или пластическим обменом. Процессы расщепления веществ на более простые (катаболизм). Катаболические реакции, приводящие к высвобождению энергии, называют энергетическим обменом. Конструктивный обмен поставляет материал для построения клеточных структур, а энергетический энергию, которая необходима клетке для поддержания свойственной ей структуры, синтеза веществ, движения, поглощения веществ, роста и многих других жизненных функций. Общим источником энергии для всех живых существ является солнечный свет. Солнце называют гигантским термоядерным реактором. В недрах солнца атомы водорода превращаются в атомы гелия и электроны с выделением огромного количества энергии. Поверхности Земли достигает энергия электромагнитного излучения. Видимая часть спектра солнечного излучения, или физиологически активная радиация (ФАР), усваивается зеленым листом и превращается в энергию химических связей органических веществ в процессе фотосинтеза. Носителями этой химической энергии являются органические вещества, главным образом углеводы, при расщеплении которых энергия снова высвобождается в процессах дыхания и брожения. Около половины высвободившейся при этом энергии запасается в аденозинтрифосфорной кислоте,или аденозинтрифосфате (АТФ). Молекула АТФ - нуклеотид, состоящий из азотистого основания (аденина), сахара (рибозы) и трех остатков фосфорной кислоты.
Знак ~ между атомами фосфора и кислорода означает наличие так называемой макроэргической связи, очень богатой энергией. При разрыве этой связи выделяется 30,6 кДж энергии на 1 моль АТФ. Процесс распада АТФ с образованием аденозиндифосфата (АДФ) катализируется ферментом аденозинтрифосфатазой. Данная реакция имеет первостепенное значение в обмене веществ и превращении энергии. При распаде АТФ выделяется указанное выше количество энергии. Именно энергия макроэргической связи используется на всевозможные процессы жизнедеятельности растений и поддержание структур. Реакция обратима. Для того чтобы это произошло, надо затратить ровно столько энергии, сколько выделяется ее при превращении АТФ в АДФ. Вот почему АТФ называют единой энергетической валютой живой клетки.
Реакции присоединения фосфорной кислоты к молекуле АДФ носят название фосфорилироваиия. Различают фотосинтетическое и окислительное фосфорилирование. Фотосинтетическое фосфорилирование - это реакции преобразования энергии солнечных лучей в энергию макроэргов АТФ. Окислительное фосфорилирование связано с процессом дыхания. Высвобождающаяся при окислении органических веществ энергия закрепляется в макроэргах АТФ. Несколько специфично фосфорилирование на уровне субстрата: сначала происходит образование богатых энергией связей между определенным веществом (субстратом) и остатком фосфорной кислоты; в последующем фосфат отщепляется от субстрата и переносится на АДФ Наряду с АТФ и АДФ макроэргические связи имеют фосфоенолпировиноградная, 1,3-дифосфоглицериновая, гуанозинтрифосфорная и некоторые другие кислоты, а также ацетил-кофермент А, сукцинил-кофермент А. В каждой живой клетке одновременно протекает большое количество биохимических процессов. Согласованность между ними обеспечивает сложная система регуляций, благодаря которой отдельные реакции включаются и выключаются, ускоряются или замедляются. Различают на уровне клетки регуляции активности ферментов, генные и мембранные. Характерной особенностью ферментных регуляций является большая скорость, ибо соответствующий фермент уже присутствует в клетке. На активность ферментов влияют температура и рН внутриклеточной среды, субстраты и продукты реакций, различные кофакторы (например, ионы металлов), активаторы и ингибиторы, действующие на активный или аллостерический центр. Большую роль в регуляции активности ферментов играют также процессы их связывания, освобождения и разрушения. Генные регуляции осуществляются путем включения и выключения синтеза отдельных ферментов или целых ферментных комплексов на уровне транскрипции (синтеза иРНК) или трансляции (синтеза белков). Одним из объяснений механизма действия генной регуляции на уровне транскрипции служит теория гистонов: участок молекулы ДНК, ответственный за синтез специфического белка-фермента, блокируется гистонами, и синтез этого белка прекращается. Мембранные регуляции тесно связаны со строением и свойствами биологических мембран. Наиболее тонко и быстро этот вид регуляции обеспечивается входящими в их состав белками-рецепторами, изменяющими свою конформацию при взаимодействии с внутренними и внешними факторами. Эти конформационные перестройки изменяют состояние связанных с ними ферментов, различных ионных насосов и т.д. Указанные изменения в мембранах оказывают воздействие на направление и активность внутриклеточного метаболизма. В качестве межклеточных регуляций обмена веществ в растениях следует назвать регуляции гормональные, трофические и электрофизиологические.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-19; просмотров: 539; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.14.70.203 (0.004 с.) |