§3.Обмін речовин та енергії в клітині. Клітина — відкрита система
1.Загальна характеристика обміну речовин
Між живими організмами і навколишнім середовищем існує тісний взаємозв'язок. Існування живих організмів можливе завдяки надходженню до них поживних речовин із навколишнього середовища, їхнього перетворення та виведення з організму продуктів життєдіяльності. Сукупність цих процесів називається обміном речовин або метаболізмом.Процеси пов'язані з поглинанням, засвоєнням і накопиченням хімічних речовин, які використовуються для синтезу сполук, потрібних для організму, називають асиміляцією. Сукупність реакцій синтезу, що забезпечують ріст клітин і оновлення їхнього складу, називають пластичним обміном, або анаболізмом.Процес обміну речовин, які призводять до розкладу певних сполук, називають дисиміляцією.
Таким чином, асиміляція і дисиміляція — дві сторони єдиного процесу обміну речовин і перетворення енергії в організмі.
Процеси асиміляції і дисиміляції не завжди врівноважені. В молодих організмах переважає асиміляція, завдяки чому забезпечується нагромадження речовин і ріст організмів. При інтенсивній фізичній роботі, нестачі поживних речовин та старінні переважають процеси дисиміляції. І якщо втрати маси тіла та енергії не компенсувати посиленим харчуванням, то відбувається поступове виснаження і смерть організму.Будь-який прояв життєдіяльності потребує певної затрати енергії. Для енергозабезпечення клітини використовується енергія хімічних реакцій, яка вивільняється в результаті розщеплення речовин, що надходять у клітину. Сукупність реакцій розщеплення складних сполук, які супроводжуються виділенням енергії, називають енергетичним обміном.
2.Класифікація живих організмів за основним джерелом енергії
Основним джерелом енергії для живих організмів є сонячне світло.
Організми, які здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, називаються автотрофами (від грец. аутос — сам, трофе — живлення). Одні з них
використовують для процесів синтезу енергію світла — це фототрофні організми (від грец. фотос — світло). До них належать зелені рослини і деякі прокарі
оти
(фотосинтезуючі бактерії і ціанобактерії).
Малюнок 18.Організми автотрофи
Інші організми для процесів синтезу використовують енергію хімічних реакцій. Це хемотрофні організми (від грец. хеміа — хімія). До них належать деякі прокаріоти (нітрифікуючі сіркобактерії, залізобактерії тощо). Організми, які використовують енергію органічних речовин, синтезовану іншими організмами (живі організми, їхні рештки або продукти життєдіяльності) називаються гетеротрофними (від грец. гетерос — різний).
Малюнок 19. Організми гетеротрофи
У біологічних сполуках енергія існує в різних формах: хімічній, електричній, механічній, тепловій і світловій, що здатні перетворюватись одна в одну.
Енергія використовується для забезпечення в організмі різних процесів: хімічних (переважно здійснення реакцій біохімічного синтезу), механічних (скорочення м'язів, рух мікроорганізмів), електричних (проходження нервового імпульсу по нервовому волокну), теплових (підтримання сталої температури тіла), світлових (перетворення енергії хімічних зв'язків в енергію свічення у деяких мікроорганізмів, комах, глибоководні риби ,тощо).
