1. Катаболизм (энергетический обмен). Этапы:

1) Подготовительный. Проходит в пищеварительной системе; на наружной поверхности мембраны и клеток (пример: в тонком кишечнике). Расщепление: -углеводы -> моносахариды, -белки -> аминокислоты, -жиры -> глицерин и высшие жирные кислоты -нуклеиновые кислоты -> нуклеотиды Энергетический выход – рассеивается в виде тепла.

2) Бескислородный (гликолиз). В цитоплазме клеток глюкоза расщепляется до двух молекул пировиноградной кислоты. Энергетический выход – 2 АТФ

3) Кислородный (клеточное дыхание). На внутренней мембране митохондрий. ПВК расщепляется до СО2 и Н2О.Энергетический выход – 36 АТФ (около 600 кДж).

2. Анаболизм (пластический обмен). Для гетеротрофов реакции синтеза органических веществ заключается в перестройке молекул, существующих в клетке. Для автотрофов органические вещества синтезируются в ходе фото- и хемосинтеза. Фотосинтез – механизм преобразования энергии солнца в энергию химических связей органических веществ. Строение биологической мембраны – бислой липидов головками внутрь клетки, а концами обращены друг другу. Пронизывают белки на различной глубине.

Функции клеточной мембраны

1) защитная, барьерная - защита от повреждения и проницаемости вредных веществ

2) адгезивная – межклеточные контакты

3) антигенная – клетки иммунной системы могут различать чужие белки.

4) рецепторная - сигналы опознавания

5) ферментативная

6) биоэлектрическая – на свойствах билипидного слоя нести различные заряды при действие раздражителя.

7) транспортная.

Мембранный транспорт – лежит в основе потока веществ и энергии. Виды транспорта- пассивный и активный, экзо- и эндо- цитоз.

Пассивный транспорт без затраты энергии по градиенту концентрации. (м- на пронизана порами) Способы

1) простая диффузия через поры (через поры мембран; вещества, растворимые в жидкости, газы);

2) облегченная диффузия - белки переносчики

3) осмос (вода поступает в клетку)

Активный транспорт проходит с затратой энергии, вещества поступают против градиента концентраций, против электрохимического градиента.

Механизмы:

1) Первично-активный транспорт (работа ионных насосов, источник энергии – АТФ) Ионные насосы: - водородные (митохондрии); - кальциевые - Na, К-АТФаза

2) Вторично-активный транспорт (источник энергии – одновременный перенос другого вещества с помощью белков-переносчиков) - экзо- и эндоцитоз

Эндоцитоз – поглощение веществ клеткой. Процесс открыт Мечниковым (1882 г.). В клетку поступают крупные макромолекулы. Мембрана образует впячивания или выросты, которые превращаются в пузырьки.

1) Фагоцитоз (клетки печени, лейкоциты, простейшие Осуществляют клетки-фагоциты; фагосомы-пузырьки.

2) Пиноцитоз – поглощение жидкостей в виде истинных и коллоидных растворов (пример: всасывание веществ в кишечнике).

Экзоцитоз – выведение веществ из клетки связан с образованием транспортных пузырьков в комплексе Гольджи или ЭПР, которые затем направляются к клеточной мембране.

Бывает:

- основной (конститутивный) – протекает непрерывно во всех клетках организма, обеспечивает выведение из клеток продуктов метаболизма и постоянное восстановление и обновление клеточной мембраны.

- регуляторный (регулируемый) – осущетвляется секреторными клетками, которые для работы требуют поступление в них соответствующего сигнала извне (пример: выделение гормонов поджелудочной железы при поступлении глюкозы).

Благодаря потоку информации клетки сохраняют и передают потомкам многовековой опыт своих предшественниц, а именно сохраняют индивидуальную и видовую специфичность, воссоздают свою структурную организацию и сохраняют способность к выполнению своих функций в организме. Белковые молекулы не способны к самовоспроизведению, необходима матрица т.е носитель информации – молекула нуклеиновых кислот (ДНК). В потоке информации участвует ядро (ДНК, хромосомы), макромолекулы, переносящие информацию в цитоплазму (иРНК), цитоплазматический аппарат транскрипции (рибосомы и полисомы, тРНК, ферменты активации аминокислот). Кроме ядерного генома (основного) функционируют также геномы митохондрий, а в зеленых пластидах – и хлоропласты

1) У Прокариот: ДНК → транскрипция → и-РНК → транцляция → белок

2) У Эукариот: ДНК → транскрипция → про-иРНК → процессинг → сплайсинг