Cell mint holisztikus rendszer - studopediya
Általános jellemzői anyagcsere
A létezése élőlények csak akkor lehetséges, hála Postup esedékes, mivel ezek a környező táptalaj, átalakításuk, a NIJ és a kiválasztás hulladék. Összesített-ség ilyen folyamat az úgynevezett anyagcsere, illetve az anyagcserét. Két különböző oldalain anyagcsere - asszimiláció és diss-milyatsiya.
Az asszimiláció - a feldolgozási és felhasználási anyagok a szervezet által, hogy jöjjön ki a kerítő-fluidágyas. Más szóval - a test a testet építik miatt a külső-it környezet szintetizálása annak „anyag” minden szükséges vesche-CIÓ neki. Az evolúció során, volt két csoport organizmusok, azzal jellemezve Esja-szét a módszerrel az ellátás: autotróf és heterotrófia. A autotróf szervezetek során asszimilációja összetett szerves anyagok szintetizálódnak szervetlen, mint például a zöld növényi fotoszintézis szénhidrátok szintetizálásához a szén-dioxid és víz.
Úgynevezett heterotróf szervezetek képtelenek szintézis-MENT szerves anyagok szervetlen. Táplálkoznak kész szerves anyagok a növényi és állati eredetű, így asszimilációjának önmagához. Például, az aminosavak Növényi és hasa-TION fehérjék humán sejtek építeni nagyon specifikus, egyedi saját fehérjéket.
Disszimilációs - az a folyamat, dis-bomlási szerves anyag a sejtben. A végtermékek szerves-anyag nikai bomlás minden organizmusban a szén-dioxid, víz és am MIAK. Disszimilációs hozzájárul a folyamatos aktualizálása a test mint „hulladék” szerves molekulák, tartalmazza az összetételét, megsemmisült, és helyébe újak, amely kialakult a Xia eredményeként asszimiláció.
Anyagcsere-sejt nem csupán az „épület anya skarlátvörös”, hanem az energia, amelynek szüksége van minden megnyilvánulása zhiznede-tiéd elf (mozgás a fehérjeszintézist, a sejtosztódást, és így tovább. D.).
Energiaszükségletének sejtek energiáját használja a kémiai kötések szerves vegyületek, amelyek eredményeként megsemmisült a dis-similyatsii. Ez lehet a tápanyagok kapott a sejt által a külső környezet, „elavult” molekulákat, hogy felvették az összetételét, vagy a tartalék tápanyagok tárolt a sejtben. Miután elsajátította-bodivshayasya megtörni a kémiai kötések ezek az anyagok nem az energia-hoduetsya futam sejt közvetlenül. Ennek köszönhetően az energia cella épít első ATP molekulákat, és csak akkor, ha szükséges, használja őket, mint energiaforrás. A készlet hasítási reakciók organi-idézésben vegyületek, amelyek kíséri az energia felszabadítását, az úgynevezett vayutenergeticheskim-csere, és a beállított szintézis reakciók -pla-terroristák-csere.
Annak ellenére, hogy az asszimiláció és disszimiláció - két anti-konstans folyamat, azok szorosan kapcsolódnak: a felszabaduló energia következtében disszimilációs fogy a folyamatokat Gyártási milyatsii.
Egész életében a sejt kap környe-dy szükséges, hogy a tápanyagok, víz, oxigén, egyidejűleg, Menno a szennyvíz termékek, mint például a szén-dioxid. Így a sejt a mechanizmusokat, amelyek lehetővé teszik, hogy adja át a membránon keresztül az anyag, és csak abban a mennyiségben, hogy szükség volt ebben a szakaszban az élet tevékenység, de egyidejű és megszabadítjuk a nem kívánt metabolikus termékek. Használatával az állandó kémiai összetétele a belső környezet a sejt - a homeosztázis. A sejt nem tud hozni a kémiai összetétele bizonyos tökéletesség, majd külön a környezet, elszigetelni magukat belőle, mint az egyik legfontosabb feltétele az élet az anyagcserét, ez teszi a sejt nyitott rendszer.
Energia-anyagcsere (disszimilációs)
A sejteket folyamatosan energiát igényel végezni a különböző folyamatok alakú - .. A fehérjeszintézist, szállítása a hatóanyagok, az izomösszehúzódás, a sejtosztódás, stb Tápegység sejtek során fordul elő energia csere obmena.Energetichesky - kombinációja szerves anyagok hasítási reakciók kíséri energia felszabadulása . Része ez az energia a hőként eltűnt, és egy része a sejt formájában tárolódik energiában gazdag ATP molekulák kötéseket. ATP megtalálható minden élő sejtben, és UNI-zsíros energiahordozó. Ha a sejtnek szüksége van az energia, az egység-nek, amely megszerzéséhez szükséges - az ATP hidrolízisével.
Energia-anyagcsere három egymást követő szakaszban - előkészítő, oxigénmentes és oxigénnel hasító-ment. Előkészítő fázisban a legtöbb soksejtű állatban, beleértve az embert is, hajtjuk a gasztrointesztinális traktusban, ahol nagy szerves molekulák, mint például a poliszacharidok, hasadnak monomerek (ebben az esetben, a monoszacharidok) hatására emésztőenzimek-nyek. Ezek az eljárások azzal jellemezve elsajátította-bozhdeniem kis mennyiségű energia van a hőként eltűnt. A következő két szakaszában energia metabolizmus (az oxigén-mentes, és az oxigén kikapcsolás) készülnek közvetlenül egy ketrecben-esek, ahol a kis szerves molekulák, eredményeként kialakult alatti-előkészítő szakasz, szállítják a vérben. Ezekben a sejtekben organiches Kie vegyületek (szubsztrátumok), oxigénmentes-mentes és oxigén szakaszában energia metabolizmus oxidált termékeket (C02 és H2 0), és a felszabaduló energia az oxidáció folyamán fordítunk az konstrukció IX ATP-molekulák. Az oxidáció a szubsztrátok a sejtben, kíséretében yuschiysya-ATP képződése, nazyvaetsyakletochnym légzés. Legkisebb körre igyekszik szűkíteni-how sejtlégzést többnyire szénhidrátok. agysejteket, például általában nem lehet használni a légzési-CIÓ semmi más, mint a glükóz. A zsírok teszik ki az „első tartalék”, és hagyja, Xia foglalkozik elsősorban, amikor a kínálat szénhidrátok a sejtben kimerült. A fehérjék a sejt működését számos fontos funkciót, így azok használják energiaforrásként csak áldozunk, mert az összes tartalék szénhidrátok és zsírok, például a kiterjesztett-edik lodanii. Ezért mechanizmusok és szakaszai oxigénhiányos oxigén-hasító versenyeken figyelembe vesszük a példát glükóz.
Etapbeskislorodnogo felosztása glükóz végezzük Chi-citoplazmájában és az úgynevezett glikolízis. Ez egy későbbi-egymást követő reakciók, ami egy molekula hasító glükóz-bérletünk be két molekula piroszőlősav. Mert ezek a reakciók nem igényelnek oxigént, így ez a lépés az úgynevezett démon energia anyagcserét, oxigént.
A teljes reakció a glikolízis a következőképpen írható fel:
glükóz pirovino- (tiszta ki)
Upon hasítása egy molekula glükóz szabadul 200 kJ energia, 60% -a, amely a hőként eltűnt, és a 40% megy kialakulásának két molekula ATP. Összességében a glikolízis eljárást nem tartják hatékony, mert ez az eredmény kialakulásának csak két molekula ATP. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a végtermék glikolízis (piroszőlősav) is tartalmaz sok energiával kapcsolatos. Nem-Annak ellenére, hogy az alacsony hatékonyság a glikolízis, még mindig van egy nagy bio-logikai érték. Hála neki, néhány szervezet képes Doba kádban energia körülmények oxigénhiány, vagy teljes hiánya. Ez jellemző a anaerob baktériumok, mint például vajsav bactát-RII, valamint élő állatok a tengeri iszap, mély talajrétegek, vagy élő állatok alján víztest (néhány faj oligochaeták puhatestűek, parazitás csillósok, kerek és lapos férgek és mtsai.).
Befejezése után a harmadik szakaszban a glikolízis energia-anyagcsere -kislorodnoe hasító vagy aerob légzés. Binding feltétele aerob légzés Nali-Chie egy oxigén-sejt, amely tartósan szállították ide vért a légutakat. Cellular lélegeztetést nem tévesztendő össze az oxigén abszorpciós folyamatok a test a környezettől és izolálása uglekis logo-gázt a közegben. Együtt, ezek a két folyamat nevezzük külső légzési vagy (előnyösen) a gázcserét. Oxigén fogy a cellában való oxidálására piroszőlősav, a kapott végtermékeket a glikolízis - C02 és H2 0. Ez a folyamat a Chondro-Mito sejtek és a kapcsolódó megjelenése nagy mennyiségű energiát. On-Chin aerob légzés mitokondriumokban mátrix eljárással úgynevezett Krebs-ciklus (más néven a trikarbonsav ciklus Kis-tétel). Ezt a nevet kapta tiszteletére az angol biokémikus Hans Kreb-sa, aki felfedezte ezt a folyamatot 1937-ben, és a díjat a felfedezést a Nobel-díjat. Krebs-ciklus egy ciklikus folyamat, amelyet egy szám-Lenny komplex redox reakciók, amelyekben piroszőlősav (termék glikolízis) szakaszokban előre elforgatható a más szerves savak. Ezekben transzformációk alkotnak Obra-hidrogénatom és a szén-dioxid, amely, mint a-pro kek E reakciók, elhagyják a mitokondriumok és végül, ki a cellából. A további során a folyamat aerob légzés társul transzformációs-vaniem energia, amely a hidrogénatomok, hogy az energia az ATP molekulák. Ezt az eljárást hajtjuk a belső membránok a mitokondriumok, CO-torye, ellentétben a külső membránokat ilyen organellumok, kevésbé átjárható a atomok, ionok és elektronok. Áthaladnak belső membránján mitokondrium akkor csak használni a vektor molekulák beépített ennyh membrán és alkotják az úgynevezett kombinált láncú légzési lánc. Molekulák Transporter légzési lánc, mint shuttle sietség mitokondriális membrán szállítására annak oldalán shnyuyu-hidrogénatomok termelt Krebs-ciklus, app-dy-szor megy vissza (a mitokondrium mátrix) azok az új rész. Miután a külső oldalán a membrán, a hidrogén atom oxidált (a, feladja elektronok) a pozitív töltésű H + ionok. amely felhalmozódik itt alkotnak egy úgynevezett H + -rezervuar. A belső oldalán a membrán is felhalmozódnak ionok H +. Csak azon kívánságát, hogy hozzanak létre egy forrás NE-víz, elegendő mennyiségű, amely mindig elérhető itt az állam dis-sotsiirovannom: H2O → H + + OH -. Azonban a pozitív potenciálja a belső oldalán a membrán mindig kisebb, mint az N + - tartály, mivel a H + ionok. eredő disszociációs víz, folyamatosan kapcsolatban. A kapott így időt-Ness elektromos potenciál mindkét oldalán belső membránján mitokondrium elengedhetetlen átalakítása az energia a ionok H + in -rezervuara energiát ATP. Amikor a potenciális különbség-eléri a kritikus értéket H + ionok erejét az elektromos mező a pro-talkivayutsya H + -rezervuara belsejében mitokondriumok. És ahogy már ki ismert, a belső mitokondriális membrán átjárható hogy elég hiányozni ezek az ionok csak szigorúan meghatározott területeken - ahol épített egy molekula ATP-áz enzim fehérjéket. A reakció katalizálására az ATP szintézis ADP és foszforsav, állnak rendelkezésre elegendő mennyiségben. A térszerkezet ezen proteinek pref-lag jelenlétében konkrét csatornák, amelyek áthaladnak membarnu és H + ionokat. E mozgás során a H + ionok átviszik energiájukat, Koto-paradicsom azonnal fogyasztható ATP szintézis. Az elektronok, korábban része hidrogénatomok útján hordozómolekulák elektronok is mozog a külső a membránon a mitokondrium, elveszítik energia (ez elég ahhoz, hogy össze egy kis mennyiségű ATP). Miután a mitokondriális mátrixban, azok kapcsolódnak a Mall-kulam oxigén, amely, miközben továbbra is kapcsoló és a H + ionok. Xia megtalálása a belső oldalon a membrán, alkotó a víz - az egyik a végtermékek sejtlégzés: O2 + 4e - + 4H + → H 2 O.
Meg kell jegyezni, hogy a szerepe az oxigén az aerob-dy Haniyeh és az, hogy az akceptor (vevő) az elektronok.
A megfelelő működése mitokondriális membránok og Romney jelentősége annak integritását. Ismert anyagok, mint például dinitrofenolt növelve áteresztőképesség, mint lyukasztó őket. Ha a membrán perforált, legalább a folyamat a légzés még címzés, alkotnak H + ionokat. Ezen ionok „megszökik” a H + -rezervuara megkerülve csatornák enzimek, ahol az energia szintetizálására használatos ATP. Cage, egyre összes szükséges tápanyagot lehet, mégis szó szerint éhen halnak, mert nem képes szintetizálni Xia elegendő mennyiségű ATP biztosításához szükséges az életet aktivitását. Dinitrofenollal - sárga, szilárd amely egy időben megpróbálták felvenni a sokféle liszt termékek, hogy azokat „sdobny” formában tilos orvosi felhasználásra az élelmiszeriparban. Az ilyen szétkapcsolás átadása H + és az ATP-szintézis néha előfordul az állatokban és normális. Különösen azok a Koto-rozs hibernált, sejtek az energia legnagyobb része a barna zsírszövet, amikor át a felszabaduló H + ionokat. nem fogyasztjuk el a szintézis ATP, és a hőtermelés.
Egyenlet oxigén szakaszaiban:
Összesen 2600 kJ energia termelt hasítása két molekula piroszőlősav.
36ATF = 40 # 8729; 36 = 1440 kJ - 55% -át ez az energia formájában tárolt ATP a sejtben
A biológiai entitás oxigén lépésben - komplett hasítását anyagok, mielőtt végső bontása termékek és felhalmozódása az energia miatt ATP szintézis, míg a fennmaradó energiát (45%) a hőként eltűnt.
A teljes energia-anyagcsere egyenletet (disszimilációs):
Az összes energia hatása 2800 kJ energia. Így 1520 kJ felhalmozódik, mint 38 molekula ATP, vagy körülbelül 55% a keletkező energia.
Való hasítás után egy molekula glükóz anaerob és aerob légzés a mennyisége 38 molekula ATP termelt, és 36 közülük épülnek miatt aerob (oxigént) légzés. Ezért aerob légzés termelékenyebb képest anaerob NYM (glikolízis).
Aerob légzés gyakran képest az égési folyamatot, amelyben szintén a megsemmisítése szerves anyagok (például, anyagok belépő, alkotó faolaj és m. P.) szintén oxigént és pro kek E folyamat is a víz és a szén gáz. Ezen túlmenően, az égés során, nagy mennyiségű energiát formájában fény és hő. Azonban, míg felszabadul, amikor égő azonnal ha a légzés Ener-lógia fokozatosan szabadul fel, kis részletekben, a folyamat során, amely egy sor az ellenőrzött lépések. Ez lehetővé teszi, hogy a sejt megtartja része a felszabaduló energia, és tárolja az ATP formájában, akkor természetesen lehetséges, ha a kiválasztás proish-Dilo energia gyorsan során égést vagy robbanást.