Страница 201, ГДЗ к учебнику по биологии 8 класс Драгомилов с ответом на вопросы

Питательные вещества, при попадании в клетку, проходят через несколько стадий метаболизма, где используются для разных физиологических процессов организма. Разложенные питательные вещества проникают в клетку через клеточную мембрану с помощью транспортных белков или через мембранные каналы. Дальше эти вещества подвергаются метаболизму внутри клетки. В результате энергетического обмена глюкоза расщепляется в процессе гликолиза, проходящего в цитоплазме, затем идет оксидация в митохондриях. Образуется АТФ (аденозинтрифосфат), который является основным источником энергии для клетки. В результате пластического обмена из аминокислот образуются белки, которые входят в клеточные структуры, и выполняющие различные функции, работая как ферменты, антитела, гормоны. Глицерол и жирные кислоты используются для формирования фосфолипидов и триглицеридов, составляющих основную часть клеточных мембран, а также выполняющих функцию энергохранилища. Излишки питательных веществ могут быть сохранены в форме запасных веществ. Например, глюкоза может хранится в виде гликогена в печени и мышцах, а жиры - в жировых тканях. Клетки облагают сложными механизмами регуляции, позволяющими им отвечать на изменения в уровнях питательных веществ и гормонов в организме для поддержания гомеостаза. Некоторые продукты обмена веществ, которые могут быть токсичными для клетки, выводятся через активный транспорт.

Подготовительная стадия метаболизма участвует в подготовке к более сложным метаболическим реакциям. Организм получает необходимые белки, жиры и углеводы для обмена веществ из пищи через пищеварительную систему. Пищевые вещества расщепляется до более простых молекул при помощи ферментов и кислот в желудке и тонком кишечнике (углеводы до простых сахаров, белки до аминокислот). После переваривания эти вещества всасываются в кровеносное русло, затем они транспортируются к клеткам.

Белки, жиры и углеводы распадаются на более простые соединения для эффективности метаболических процессов. Простые соединения, такие как простые сахара, аминокислоты и жирные кислоты быстро используются клетками для получения энергии, необходимой для жизнедеятельности. Простые молекулы участвуют в биохимических реакциях. Они являются мономерами для биосинтеза, так простые сахара используются для образования гликогена или других углеводов, а аминокислоты - для синтеза белков. Они вовлечены в множество разных метаболических путей (циклы Кребса и гликолиза). Разложение более сложных токсичных или нежелательных молекул на более простые помогает поддерживать гомеостаз. Такие простые молекулы легче транспортируются по кровеносному руслу, а также усваиваются клетками. Это повышает эффективность обмена веществ, обеспечивая клеточную потребность в питательных веществах.

Обмен веществ делится на три основные стадии: подготовительную, клеточную и заключительную.

1. Подготовительная стадия - процессы подготовки молекул для последующих метаболических реакций. Основные процессы:

• Пищеварение представляет собой расщепление пищи в желудочно-кишечном тракте с помощью пищеварительных ферментов на более мелкие компоненты (белки, углеводы, жиры);

• Перенос продуктов пищеварения через стенки кишечника в кровь и лимфу, затем их транспорт к клеткам;

• Преобразование молекул (например, фосфолирование глюкозы).

2. Клеточная стадия - процессы метаболизм внутри клеток:

• Гликолиз - расщепление глюкозы до пирувата, при этом образуется энергия в виде АТФ;

• Цикл Кребса - процесс окислительного превращения продуктов гликолиза в митохондриях, где выделяется углекислый газ и энергия;

• Окислительное фосфорилирование - процесс, который происходит на митохондриальной мембране, так энергия, выделяемая в процессе окисления, потом применяется для синтеза АТФ;

• Синтез молекул с использование энергии.

3. Заключительная стадия - процессы, завершающие метаболические реакции и обеспечивающие вывод конечных продуктов:

• Регенерация молекул, которые были задействованы в процессе метаболизма (например, молекул NAD+ и FAD для участия в повторных реакциях);

• Осуществление запаса энергии в виде гликогена или жиров, накопление обменных продуктов в клетках и органах;

• Транспортирование метаболических отходов (углекислого газа, мочевины) из клетки.

Пластический и энергетический обмен - взаимосвязанные процессы метаболизма организма. Они принимают участие в обеспечении его жизнедеятельности. Пластический обмен или анаболизм включает в себя реакции синтеза сложных молекул из более простых. Он требует энергии, например, в виде АТФ. Этот процесс необходим для роста, восстановления тканей и сохранения структур клеток. Аминокислоты, которые поступают из пищи, соединяются в полипептидные цепи с образованием белков. Жирные кислоты и глицерин образуют триглицериды (жиры). Моносахариды соединяться между собой и образуют полисахариды (например, гликоген). Энергетический обмен или катаболизм представляет собой процессы распада сложных молекул на более простые с высвобождением энергии. Гликолиз - расщепление глюкозы с получением энергии. Окисление жирных кислот - расщепление жиров на жирные кислоты и глицерин. Креатинфосфатный обмен - получение из креатинфосфата АТФ в мышцах. Пластический и энергетический обмены взаимосвязаны. Энергия, которая получается в процессе катаболизма, используется затем в анаболизме для синтеза сложных молекул. Так, например, энергия, которая высвобождается при распаде глюкозы, используется для синтеза жиров и белков. Уровень веществ влияет на баланс между стадиями обмена веществ. Большое количество молекул АТФ сигнализирует о необходимости пластического обмена, а низкий уровень АТФ активирует энергетический обмен и расщепление веществ.