Ассимиляция и диссимиляция в живой клетке. Метаболизм как единство ассимиляции и диссимиляции

Процессы, протекающие в клетках

Обмен веществ

1. Испарение воды

Подобна сложнейшему комбинату. Для протекания химических процессов в ней необходим постоянный обмен веществами и энергией между клеткой и окружающей средой.

Через плазматическую мембрану внутрь клетки непрерывно поступают белки, жиры, углеводы, и микроэлементы. Получаемые извне питательные вещества расходуются на синтез соединений, нужных , и построение клеточных структур. Но для любого синтеза необходима энергия.

Весь набор реакций биосинтеза веществ в клетке получил пластического обмена (ассимиляции, ). Особенно интенсивно он в развивающихся, растущих клетках.

Фотосинтез и биосинтез белка – важнейшие примеры реакций ассимиляции.

Наряду с процессами синтеза в клетках постоянно происходит распад запасенных органических веществ. При участии ферментов молекулы этих веществ расщепляются до более простых соединений, и при этом высвобождается энергия. Наиболее часто она запасается в виде АТФ – аденозинтрифосфорной кислоты, используемой далее для нужд клетки, и в том числе реакций биосинтеза.

Ассимиляция и диссимиляция – две стороны метаболизма

Процессы анаболизма и катаболизма тесно связаны между собой и не могут протекать друг без друга, ведь в первом случае происходит образование веществ с затратами энергии, а во втором – распад веществ с выделением и запасанием энергии. Если не синтезировать новые органические вещества, то и распадаться будет нечему, а в случае прекращения реакций распада и синтез станет невозможным из-за нехватки энергии. Поэтому реакции ассимиляции и диссимиляции – две единого процесса – метаболизма.

Реакции пластического и энергетического обмена всегда строго сбалансированы и скоординированы. Нарушение такого баланса приводит к заболеваниям как отдельных клеток, так и всего организма в целом.

При каких условиях протекают реакции метаболизма в клетке

Реакции метаболизма протекают при умеренных температурах, малых колебаниях . Вне живых организмов такие реакции были бы или вообще невозможны, или протекали бы очень медленно. Высокая скорость реакций в живых организмах обусловливается участием в них ферментов-катализаторов.

Благодаря высокой активности ферментов их требуется очень мало для обеспечения достаточной скорости метаболических процессов. Но поскольку они действуют избирательно, клетке требуется очень много различных видов ферментов.

Под действием биологических катализаторов (ферментов) из соединений (компонентов пищи), поступающих в организм, образуются новые вещества, из которых строятся его клетки. Так осуществляется процесс ассимиляции (анаболизма) - усвоения необходимых для организма веществ и превращения их в соединения, аналогичные компонентам этого организма и необходимые для его жизнедеятельности.

Одновременно с процессом ассимиляции в организме происходит и процесс диссимиляции (катаболизма), при котором образованные и накопленные при ассимиляции сложные органические соединения также ферментативно разлагаются до более простых соединений или конечных продуктов с постепенным высвобождением энергии, чаще всего в виде АТФ, которая используется для разнообразных процессов жизнедеятельности, в том числе для синтеза новых соединений.

Ассимиляция и диссимиляция, хотя и противоположные по результатам процессы, в основе своей тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены. Взаимосвязь их обнаруживается в расходовании на биосинтез веществ (ассимиляцию) той энергии, которая освобождается в процессе диссимиляции. Без этой энергии не могут образовываться и продукты распада белков, жиров и углеводов, необходимые для биосинтеза. С другой стороны, ассимиляция обусловливает накопление в организме соответствующего энергетического материала. Эти процессы являются важнейшими звеньями метаболизма - совокупности процессов биохимических превращений веществ и энергии в живых организмах, обмена веществ.

Ассимиляцию называют также обменом пластических, питательных веществ, а диссимиляцию - энергетическим обменом. Для ассимиляции у зеленых растений используется энергия поглощенных световых лучей, у микроорганизмов-хемосинтетиков - энергия, выделяемая при окислении ими разных неорганических веществ.

АТФ - универсальный источник энергии в клетке. В организме человека, животных, большинства, микроорганизмов необходимая энергия образуется в реакциях катаболизма при дыхании или брожении. Эта энергия, прежде чем превратиться в какую-нибудь другую форму (механическую, осмотическую), переходит в особую форму химической энергии - энергию макроэргических связей молекул аденозинтрифосфорной кислоты. У большинства организмов энергия, выделяемая во время одной ферментативной реакции, является звеном «каталитического конвейера» - каскадного процесса освобождения энергии. Аккумуляция и транспорт энергии осуществляются с помощью одного и универсального для всех организмов источника энергии функциональной деятельности клетки - АТФ.

Основные вещества, из которых клетка черпает энергию в АТФ, - широко распространенные моносахариды, в первую очередь глюкоза. Среди многих способов распада глюкозы важную роль играют два тесно связанных между собой процесса, базирующихся на анаэробном расщеплении субстрата, - гликолиз и разные типы брожения продуктов гликолиза.

Источник---

Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова [и д.р.]. – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.

ДИССИМИЛЯЦИЯ И АССИМИЛЯЦИЯ

ДИССИМИЛЯЦИЯ И АССИМИЛЯЦИЯ

(от лат. dissimilis – несходный и assimilis – сходный) – взаимно противоположные процессы, обеспечивающие в единстве непрерывный жизнедеятельности живых организмов; протекают в организме непрерывно, одновременно, в тесной взаимосвязи и составляют две стороны единого процесса обмена веществ. Д. и а. образуют сложную систему, состоящую из цепи взаимосвязанных биохимич. реакций, каждая из к-рых в отдельности является только химической, но к-рые в единстве составляют , обладающее биологич. природой. Противоречие Д. и а. определяет динамич. равновесие живого тела. Как открытая (см. Жизнь), должно, постоянно приобретая, столь же непрерывно тратить приобретенную энергию, так, чтобы не увеличивалась .

Д и с с и м и л я ц и я – процесс расщепления в живом организме органич. веществ на более простые соединения – ведет к освобождению энергии, необходимой для всех процессов жизнедеятельности организма. А с с и м и л я ц и я – процесс усвоения органич. веществ, поступающих в , и уподобления их органич. веществам, свойственным данному организму, идет с использованием энергии, высвобождающейся при процессах диссимиляции. При этом образуются (синтезируются) соединения, обладающие высокой энергией (макроэргические), к-рые становятся источником энергии, освобождающейся при диссимиляции.

Диссимиляция поступающих в организм питательных веществ, в основном белков, жиров и углеводов, начинается с ферментативного расщепления их на более простые соединения – промежуточные продукты обмена веществ (пептиды, аминокислоты, глицерин, жирные кислоты, моносахариды), из к-рых организм синтезирует (ассимилирует) органич. соединения, необходимые для его жизнедеятельности. Все процессы Д. и а. в организме протекают как целое. См. Обмен веществ , Жизнь и лит. при этих статьях.

И. Вайсфельд. Москва.

Философская Энциклопедия. В 5-х т. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Ф. В. Константинова . 1960-1970 .

Смотреть что такое "ДИССИМИЛЯЦИЯ И АССИМИЛЯЦИЯ" в других словарях:

- (лат. assimilatio, от assimilare уподоблять). Уравнение, уподобление, напр., в фонетике уподобление соседних звуков один другому; в физиологии уподобление веществ, поглощенных животным, веществам собственного тела. Словарь иностранных слов,… …

- [лат. dissimilatio расподобление] лингв. изменение, которое разрушает сходство и подобие звуков в слове. Словарь иностранных слов. Комлев Н.Г., 2006. диссимиляция (лат. dissimilatio расподобление) 1) иначе катаболизм распад сложных органических… … Словарь иностранных слов русского языка

- (от лат. assimilatio воспроизведение), анаболизм, процесс, в ходе которого из более простых веществ синтезируются более сложные (полисахариды, нуклеиновые кислоты, белки и др.), аналогичные компонентам этого организма и необходимые для его… … Экологический словарь

Термин ассимиляция (лат. assimilatio уподобление) употребляется в нескольких областях знания: Ассимиляция (биология) совокупность процессов синтеза в живом организме. Ассимиляция (лингвистика) уподобление артикуляции одного … Википедия

- (лат. dissimilatio расподобление). Замена одного из двух одинаковых или сходных звуков другим, менее сходным в отношении артикуляции с тем, который остался без изменения. Подобно ассимиляции, диссимиляция может быть прогрессивной и регрессивной.… …

I ж. Изменение, нарушающее сходство, подобие одинаковых или сходных звуков в слове или в соседних словах; расподобление (в лингвистике). Ant: ассимиляция I II ж. Распад в организме сложных органических веществ, клеток, тканей и т.п. (в биологии) … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

- (лат. assimilatio уподобление). Уподобление одного звука другому в артикуляционном и акустическом отношениях (ср.: диссимиляция). Ассимиляция возникает у гласных с гласными, у согласных с согласными … Словарь лингвистических терминов

I Ассимиляция (от лат. assimilatio) уподобление, слияние, усвоение. II Ассимиляция (этнографич.) слияние одного народа с другим с утратой одним из них своего языка, культуры, национального самосознания. Во многих странах в… …

I Диссимиляция (от лат. dissimilis несходный) в биологии, противоположная ассимиляции (См. Ассимиляция) сторона обмена веществ (См. Обмен веществ), заключающаяся в разрушении органических соединений с превращением белков, нуклеиновых… … Большая советская энциклопедия

Цели:

Образовательные:

× конкретизировать знания об обмене веществ (метаболизме) как свойстве живых организмов, познакомить с двумя сторонами обмена, выявить общие закономерности метаболизма.

× установить связь пластического и энергетического обмена на разных уровнях организации живого и их связь с окружающей средой.

× обеспечить закрепление основных биологических понятий: автотрофные, гетеротрофные организмы, пластический и энергетический обмен; анаболизм, катаболизм, метаболизм, фотосинтез, ассимиляция, диссимиляция, распад.

Развивающие:

× формировать умение выделять сущность процесса в изучаемом материале; обобщать и сравнивать, делать выводы; работать с текстом, схемами, другими источниками.

× реализация творческого потенциала учащихся, развитие самостоятельности.

Воспитательные:

× используя приобретенные знания, понимать перспективы практического использования фотосинтеза.

× понимать влияние обмена веществ на сохранение и укрепление здоровья.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация SMART, раздаточный материал. Презентация размещена на сайте SMARTExchange Метаболизм.notebook

Тип урока: комбинированный

Технологии: технология проблемного обучения, ИКТ.

Ход урока.

1. Организационное начало урока

2. Введение в тему урока.

Вводная беседа

При работе используются термины, занесённые в глоссарий.

Мы изучали клеточный уровень организации жизни.

· Вспомните определение клетки.

Итак. Клетка структурная и функциональная единица живого, а следовательно для неё характерны все свойства живого.

· Перечислите свойства присущие живым организмам

· Попробуйте определить, о каком свойстве живого идёт речь?

Процесс поглощения жидких, твёрдых, газообразных веществ живыми организмами для поддержания нормального течения физиологических процессов жизнедеятельности. (ПИТАНИЕ)

· Способы питания живых организмов.

Работа со схемой (слайд SMART 1)

Какие способы питания живых организмов вам известны?

В чем заключается каждый из способов питания?

Уточнение, в чем заключается автотрофный и гетеротрофный способ питания, что происходит с веществами, попавшими в организм, какие вещества ускоряют процессы распада и синтеза веществ, Что собой представляют ферменты .

Живые существа используют световую и химическую энергию.

Автотрофы используют в качестве источника углерода углекислый газ.

Гетеротрофы используют органические источники углерода. Исключение составляют некоторые протисты, например эвглена зеленая, способная к автотрофному и гетеротрофному типам питания.

Автотрофы синтезируют органические соединения при фотосинтезе или хемосинтезе. Гетеротрофы получают органические вещества вместе с пищей.

(слайд SMART 2)

· А это что за процесс?

Процесс, получая из окружающей среды кислород и выведения в окружающую среду в газообразном состоянии некоторой части продуктов метаболизма организма

· Зачем необходим кислород в клетке?

Окисление - это любая реакция при которой электроны переходят от одного атома (или молекулы) к другому, это удаление электронов. Окисляясь, вещество либо соединяется с кислородом, либо теряет водород, либо теряет электроны.

· Попробуйте сформулировать, что такое выделение?

(выведение из организма продуктов жизнедеятельности)

· Как можно назвать совокупность протекающих в живых организмах химических превращений, обеспечивающих их рост, развитие процессы жизнедеятельности, воспроизведение потомства, активное взаимодействие с окружающей средой?

(Обмен веществ = метаболизм)

· Из каких двух частей (сторон) состоит обмен веществ?

(Пластический обмен и энергетический обмен)

3 А. Сегодня на уроке мы более подробно поговорим о метаболизме, его сторонах (частях), попробуем выяснить как связаны между собой эти части и почему у растений преобладает пластический обмен, а у животных энергетический.

На доске (слайд SMART 3) тема урока . МЕТАБОЛИЗМ.

Проблемные вопросы:

1. Как связаны между собой пластический и энергетический обмен?

2. Почему у растений преобладает пластический обмен, а у животных энергетический?

Какие же определения обмена веществ даны в глоссарии? Запишите одно из них.

А. Обмен веществ (метаболизм) — это совокупность взаимосвязанных процессов синтеза и расщепления, сопровождающихся превращением химических веществ клетки, а также поглощением и выделением энергии.

Б. Обмен веществ (метаболизм) - это совокупность ферментативных реакций, происходящих в клетке и обеспечивающих как расщепление сложных соединений, так и их синтез и взаимопревращение.

Термин «обмен веществ» вошёл в повседневную жизнь с тех пор, как врачи стали связывать избыточный или недостаточный вес, чрезмерную нервозность или, наоборот, вялость больного с повышенным или пониженным обменом. Для суждения об интенсивности метаболизма делают тест на основной обмен. Основной обмен - это показатель способности организма вырабатывать энергию.

Обмен веществ и энергии (метаболизм) осуществляется на всех уровнях организма: клеточном, тканевом и организменном. Он обеспечивает постоянство внутренней среды организма - гомеостаз - в непрерывно меняющихся условиях существования. В клетке протекают одновременно два процесса - это пластический обмен и энергетический обмен. Все процессы, связанные с пластическим и энергетическим обменом, катализируются ферментами.

Задание по вариантам

1 вариант.

Прочитайте текст

Пластический обмен.

Пластический обмен (ассимиляция) - это совокупность реакций анаболизма (биосинтеза), или создание сложных молекул из простых. Процессы анаболизма, происходящие в зелёных растениях с использованием солнечной энергии, имеют планетарное значение, играя решающую роль в синтезе органических веществ из неорганических (фотосинтез). Очень интенсивно анаболизм происходит в периоды роста: у животных — в молодом возрасте, у растений — в течение вегетационного периода. В клетке постоянно синтезируются белки из аминокислот, жиры из глицерина и жирных кислот, углеводы из моносахаридов, нуклеотиды из азотистых оснований и сахаров.Все реакции биосинтеза идут с поглощением энергии, которая освобождается при расщеплении молекулы АТФ, образовавшейся в ходе энергетического обмена.

Ответьте на вопросы.

- Что происходит с энергией?

- Что происходит с АТФ?

- Подготовьте общий ответ на поставленные вопросы.

2 вариант.

Прочитайте текст

Энергетический обмен.

Энергетический обмен или катаболизм - это совокупность реакций распада сложных органических соединений до более простых молекул или окисления какого-либо вещества, обычно протекающего с высвобождением энергии. Катаболические реакции лежат в основе диссимиляции: утраты сложными веществами своей специфичности для данного организма в результате распада до более простых. Расщепление органических веществ осуществляется в цитоплазме и митохондриях с участием кислорода.Ряд процессов диссимиляции ‒ дыхание , брожение и гликолиз ‒ занимает центральное место в обмене веществ. Энергия, освобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается в форме АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) и других высокоэнергетических соединений. АТФ — универсальный источник энергообеспечения клетки. Синтез АТФ происходит в клетках всех организмов в процессе фосфорилирования — присоединения неорганического фосфата к АДФ.

Ответьте на вопросы.

- Какие ещё термины употребляются при данном типе обмена.

- Что происходит с энергией?

- Что происходит с АТФ?

- Подготовьте общий ответ на поставленные вопросы..

Учащиеся каждого варианта заполняют таблицу, а затем формулируют ответ, дополняют его. Происходит обсуждение, в ходе которого формулируются и записываются ответы на проблемные вопросы.

(слайд SMART4)

4.Обобщение пройденного.

На основании всего сказанного учащиеся отвечают на проблемные вопросы.

Как связаны между собой пластический и энергетический обмен?

( Смысл ответа. Оба обмена связаны между собой через превращение веществ и энергии. Источником энергии в живых клетках, обеспечивающим все виды их деятельности, является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Освобождающаяся при расщеплении АТФ энергия обеспечивает любые виды клеточных функций - движение, биосинтез, перенос веществ через мембраны и др. Так как запас АТФ в клетке невелик, то понятно, что по мере убыли АТФ содержание ее должно восстанавливаться. В действительности так и происходит. Биологический смыл остальных реакций энергетического обмена и состоит в том, что энергия, освобождающаяся в результате химических реакций окисления углеводов и других веществ, используется для синтеза АТФ, т. е. для восполнения ее запаса в клетке. )

Почему у растений преобладает пластический обмен, а у животных энергетический?

(Смысл ответа. Растения - автотрофы, они сами синтезируют органические вещества с использованием энергии света, которые используют для построения тела. Поэтому у них преобладает пластический обмен. Животные гетеротрофы, они используют вещества из пищи, которую расщепляют до простых молекул, а потом используют. У них преобладает энергетический обмен.)

Ответы записываются в тетрадь.

2. Закрепление материала.

· Установите соответствие между биологическим процессом и его свойством.

· (слайд SMART5)

3. Д.З. Рефлексия

При работе могут использоваться дополнительные слайды SMART6 и 7

Рейтинг: