Вопросы рубежного контроля №1 по биохимии

1. Общая характеристика обмена веществ и энергии. Анаболизм и катаболизм.

Обмен веществ и энергии (метаболизм) лежит в основе всех проявлений жизнедеятельности и представляет собой совокупность процессов превращения веществ и энергии в живом организме и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой.

В процессе обмена веществ и энергии обеспечиваются пластические и энергетические потребности организма. Пластические потребности удовлетворяются за счёт веществ, используемых для построения биологических структур, а энергетические — путём преобразования химической энергии поступающих в организм питательных веществ в энергию макроэргических и восстановленных соединений.

Анаболизм (ассимиляция, пластический обмен) — это совокупность процессов синтеза органических соединений из более простых веществ. Эти процессы протекают с поглощением энергии. В результате анаболизма из веществ, поступивших в клетки, синтезируются органические соединения, свойственные данному организму, — белки, углеводы, липиды и т. д.. Они используются для построения и обновления различных клеточных и внеклеточных структур.

Катаболизм (диссимиляция, энергетический обмен) — это совокупность процессов расщепления сложных органических соединений до более простых веществ. В результате реакций катаболизма органические соединения подвергаются не только расщеплению, но и окислению. Всё это приводит к высвобождению заключённой в них энергии. К процессам катаболизма относятся клеточное дыхание и брожение. Конечными продуктами энергетического обмена являются вода, углекислый газ, аммиак и др..

Анаболизм и катаболизм тесно связаны: анаболизм использует энергию и восстановители, образующиеся в реакциях катаболизма, а катаболизм осуществляется под действием ферментов, образующихся в результате реакций анаболизма. Как правило, катаболизм сопровождается окислением используемых веществ, а анаболизм — восстановлением.

2. Обмен энергии. Биологическое окисление.

Обмен энергии в биохимии включает два этапа:

Распад питательных веществ до простых соединений — низкомолекулярных соединений, CO2 и H2O. Этот процесс называется катаболизмом, он связан с окислением белков, жиров и углеводов и протекает с освобождением энергии и аккумуляцией её в АТФ.

Образование сложных веществ (белков, жиров, нуклеиновых кислот, жироподобных веществ) из низкомолекулярных соединений. Процесс сопровождается поглощением энергии и называется анаболизмом. В целом обмен веществ называется метаболизмом.

Биологическое окисление — это совокупность окислительно-восстановительных реакций, происходящих в живых организмах и обеспечивающих их энергией и метаболитами.

Биологическое окисление в организме может протекать двумя путями:

Путем дегидрирования — отщепления протонов и электронов от окисляемого субстрата. В зависимости от условий (аэробных или анаэробных) акцептором протонов и электронов может быть либо кислород, либо пируват, который восстанавливается в лактат. Аэробный путь окисления протекает в митохондриях и связан с процессами образования АТФ.

Путем непосредственного присоединения кислорода к молекуле окисляемого субстрата. Этот путь протекает в микросомальной фракции, не связан с образованием АТФ и участвует в пластических и детоксикационных процессах, протекающих в организме.

Основная функция биологического окисления — обеспечение клетки энергией в доступной форме.