Вопрос №28. Биологический смысл питания. Типы питания.

Питание необходимо организмам для того, чтобы был строительный материал, для получения энергии, обеспечивающей проведение хим. реакций в организмах.

Принципы питания. Задачи организма: найти пищу (Запуск пищевого поведения, в рез-те работы рецепторов, ощущающих голод), удержать, предварительно обработать, поглотить, пищеварение (2 типов: полостное и пристеночное), ассимилировать поглощенные вещества, Выделение непереваренных остатков.

1. Пластический обмен = обмен веществ (и в сторону усложнения – синтез, и в сторону упрощения – деградация).

2. Энергетический обмен = запасание и извлечение энергии.

3. Ассимиляция = сделать своим, специализированные процессы, которые позволяют привести поглощенные вещества к тому состоянию, когда организм может ими пользоваться. Дисимиляция = убрать из своего.

Классификация типов питания:

1. По источнику углерода:

Автотрофное	Гетеротрофное
C из неорганических веществ, в окисленном состоянии (из CO2).	C из органических веществ, в частично восстановленном состоянии. Организм использует для питания чужие органические вещества.
Организмы умеют восстанавливать окисленный углерод и строить углеродные цепочки из моноуглеродных соединений.	Системы питания, которые поглощают CH4 и CH3OH очень похожи на системы автотрофов

Авто- и гетеротрофы бывают и по отношению к азоту. Он встречается в виде N₂, а в организмах –N-H₂

Растения могут потреблять окисленный азот, животные, грибы – только восстановленный, азотфиксирующие бактерии – нейтральный, так как имеют фермент нитрогеназу, который разрывает связи N≡N. Это требует большого количества энергии и полного отсутствия кислорода. У растений – симбионтов азотфиксирующих бактерий вырабатывается пигмент леггемоглобин, который связывает кислород, не допуская его к бактериям. Биологийческий голод – это голод по азоту, тк его труднее достать, чем углерод.

2. По источнику энергии:

Фототрофное	Хемотрофное
Энергия солнечного света	Энергия любых химических соединений, как неорганических, так и органических.

3. По источнику электронов, используемых для восстановления углерода:

Литотрофное	Органотрофное
Используют в качестве донора электронов неорганические соединения.	Используют в качестве донора электронов орг. Соединения.

Наиболее частые типы:

Фотолитоавтотрофное (фотосинтез)	Хемоорганогетеротрофное
Источник энергии – свет Источник электронов – вода Источник углерода – углекислый газ

Прокариоты – самая разнообразная по типам питания группа.

В итоге получаем 8 основных типов питания:

* фотолитоавтотрофы (зеленые растения, цианобактерии, зеленые и пурпурные бактерии)

* фотооргавтотрофы (пурпурные бактерии)

* фотолитогетеротрофы (анаэробные бактерии)

* фотоорганогетеротрофы (пурпурные бактерии)

* хемолитоавтотрофы (бактерии)

* хемоорганоавтотрофы (водородные бактерии)

* хемолитогетеротрофы (бактерии)

* хемоорганогетеротрофы (бактерии)

Вопрос №29. Молекулярные механизмы энергообеспечения клетки («дыхания»).

При любом варианте питания организм не способен напрямую использовать энергию, поглощенную извне. Энергия является для организма своей, если: это энергия химических связей в составе макроэргических соединений – АТФ и ГТФ (гуанозинтрифосфат); это энергия мембранного потенциала. При всем разнообразии видов энергии, ни один организм не умеет использовать внешнюю энергию на свои нужды. Поэто внешнюю энергию сначала необходимо извлечь, преобразовать в свою собственную, а затем уже использовать на свои нужды. Универсальными м-ми энергии организмов явл-ся АТФ и ГТФ, но это не единственные хранители энергии. Сущ-ет несколько способов ассимиляции энергии, но они все основаны на 2х этапах.

I. Гликолиз (брожение). Происходит в цитоплазме с помощью соот-щих фр. Глюкоза ПВК

Также сущ-ет несколько вариантов брожения, идущих на основе гликолиза. CO₂. 36 АТФ. Уксусная кислота. Например, некоторые из них:

* глюкоза этанол

* глюкоза молочная к-та

* глюкоза пропионовая к-та

II. Дыхание. Происходит на мембранах. S H₂S , O₂ CO₂. Процесс клеточного дыхания предполагает каскадный транспорт e^- через мембрану, в результате чего формируется мембранный потенциал. Акцептор e^- - O₂ либо S у бактерий.Полное окисление образовавшегося в рез-те 1 этапа в-ва. Ферментативный аппарат локализован на внутр. мембране митохондрий. Этот этап связан с консервативным аппаратом передачи ē - электронно-транспортной дыхательной цепью. В рез-те ее работы, освобожденные ē с одной стороны переносятся цитохромами и др. белками на противоположную сторону, а здесь остаются протоны. Т.е. создается мембранный потенциал, который явл-ся промежуточным этапом для передачи энергии в удобную для организма форму. На той стороне ē присоединяются к кислороду и обр-ют из него воду вместе с протонами. Т.е. в данном случае кислород явл-ся акцептором протонов, но у некоторых бактерий акцептором м.б. сера. Т.к. на противоположной стороне не хватает протонов (они сконцентрированы в межмембранном пространстве), они по градиенту идут туда. При этом выделяется энергия, которую исп-ет АТФ-синтетаза для фосфорилирования АДФ и превращения ее в АТФ. Но некоторые прокариоты м. исп-ть энергию мембранного потенциала.

Мнение о том, что связи между остатками фосфорной к-ты в м-ле АТФ явл-ся макроэргическими, неверно, т.к. энергия не м. б. сконцентрирована в одном типе связей, она "размазана" по всем связям.

Т.о. мы получили АТФ, при отрыве от нее остатков фосфорной к-ты выделяется энергия, которую Оз м. исп-ть на свои нужды.

Выделение

	CO2	Мочевина
Растения	Нужное	Удобрение
Животные	Ненужное	Вредное

Рыбы и земноводные	Пресмыкающиеся и птицы	Остальные млекопитающие
Аммиак Выделяется через жабры, кожу	Мочевая кислота Плохо растворима; в яйце зародыш вынужден складировать продукты обмена в оболочке.	Мочевина

(Прогуглить более подробно).