Дәріс №7 Ағзадағы энергия мен заталмасуы туралы жалпы түсінік Зат алмасу энергетикасы Дәріс жоспары
жүктеу/скачать 0,86 Mb. Pdf көрінісі
|
TOTAZHILTJZR11032023185007
- Бұл бет үшін навигация:
- Зат алмасуды зерттеу әдістері
- Энергия алмасуы
| Заттар алмасуының түрлері:
1. Пластикалық алмасу – ағзаға тән күрделі заттардың (құрылыс заттары, ферменттер, гормондар) пайда болуын қамтамасыз ететін химиялық реакциялар жиынтығы. 2. Функционалды алмасу – тіршілікке қажетті мүшелердің қызметін қамтамасыз ететін реакциялардың жиынтығы. Мысалы, бұлшық еттің жиырылуын, жүректің, бауырдың, өкпенің т.б. жұмысының қызметі. 3. Ағзадағы қуат алмасуы – көмірсулар, майлар және белоктар ыдыраған кезде бөлінген қуаттың макроэргті қосылыс АТФ–ның қайта түзілуін қамтамасыз ететін реакциялар жиынтығы. Ал АТФ–ның ыдырауынан бөлінген қуат пластикалық және функционалды алмасуларды қамтамасыз етеді. Тірі ағзадағы зат алмасуының ұтымды болуы біріншіден, онда жүретін химиялық реакциялардың жүйелігіне, екіншіден ағзаның әр мүшесінің негізін қалайтын жасуша құрылымымен тығыз байланысты. Зат алмасуды зерттеу әдістері: 1. Баланс тәжірибелері арқылы белоктардың алмасуын, қуат алмасуының бағытын білуге болады. Мысалы, тамақпен енген азоттың мөлшері мен ағзадан бөлінген азотты анықтауды азотты баланс дейді. Оның үш түрі болады: оң, теріс және тепе – теңдік. Осы әдіспен ағзадан бөлінетін көмір қышқыл газы көлемі мен қабылдаған оттегі көлемінің қатынасы арқылы тыныс коэффициентін (ТК) анықтауға болады. Ол ұлпалардағы қандай заттардың тотыққанын көрсетеді. Мысалы, егер көмірсу тотықса ТК = 1 тең, егер май тотықса ТК = 0,7 ге тең, ал белок тотыққанда ТК = 0 тең. 2. Таңбалы атомдарды (C 14 , N 15 т.б.) енгізу арқылы ағзаның әртүрлі мүшелеріндегі аралық өнімдерінің концентрация мөлшерін қанда, несепте, сөлдерде немесе микробиопсия арқылы алынған ұлпаларда анықтау арқылы зат алмасуының кейбір жақтарын білуге болады. Энергия алмасуы Энергия алмасуды - жануарлар ағзасындағы энергияның айналуы деп қарастыруға болады. Энергияның алмасу механизмдерін зерттейтін ғылым биоэнергетика деп аталады. Бұл ғылымның дамуына Энгельгард, М.Н.Любимова, Белицер, Скулачсв (СССР), Чанс (АҚШ), Митчелл (Англия), Мейергоф (Германия) атты ғалымдар үлкен үлестерін қосты. Биосферадағы энергия ағымын мынандай схема түрінде көрсетуге болады: Күн (сәуле) энергиясы Химиялық энергия (АТФ, НАДФН, глюкоза) ФОТОСИНТЕЗ Механикалық жұмыс Транспорт Биосинтез Шашыраңқы энергия (жылу, энтропия) 12-Сурет. Биосферадағы энергия ағымы. Барлық жасушалық энергияның алғашқы қайнар көзі - күн сәулесі. Жасуша тіршілігіне кажетті энергияны өсімдіктер де, жануарлар да фотосинтез өнімдері мен глюкозадан алады. Ақырында күн энергиясы шашырап, қайта пайдалануға болмайтын басқа формаға ауысады. Жер бетіндегі тірі ағзалар ішінде ең алдымен күн энергиясын пайдаланатындар жасыл өсімдіктер (автотрофты ағзалар). Өсімдіктер күн энергиясының қабылдағыштары. Олар күн энергиясының тек қана 0,02%-тін ғана сіңіре алады. Сол энергияның есебінен органикалық заттарды синтездейді. Өз кезегінде өсімдіктер гетеротрофты ағзалар үшін бірден бір энергия көзі болып табылады. Жасыл өсімдіктер күн энергиясын пайдалану арқылы су мен көмірқышқыл газынан глюкозаны синтездейді. Бұл процесс фотосинтез деп аталады. Демек, фотосинтез кезінде күн сәулесі энергиясы химиялық қосылыстардың энергиясына айналады. Фотосинтез реакциясын мынандай теңдеумен көрсетуге болады: 2847 кДж/моль 6H 2 O + 6CO 2 C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Күн сәулесі энергиясын өсімдік жапырағындағы хлорофилл молекуласы сіңіріп алып, оны түрлі синтез процестеріне жұмсайды. Нәтижесінде, энергияға бай органикалық қосылыстар (қоректік заттар) түзіледі. Бұл қоректік заттар гетеротрофтардың тіршілігін қамтамасыз етеді. Гетеротрофты ағзада көмірсулар мен тағы басқа тағамдарға жиналған энергияны өз қажетіне қалай жаратады екен деген сұраққа жауап беру үшін, глюкозаның бір молекуласын оттегінің қатысуымен жандырған кезде, судың алты молекуласы, көмір қышқыл газының алты молекуласы түзіледі және 2847 қДж энергия бөлініп шығады. Адам ағзасында да дәл осындай реакция өтеді. Бірақ энергия бірден емес, біртіндеп бөлінеді. Бұл энергияның бір бөлігі химиялық универсалды энергия нуклеозидтрифосфаттарға (НТФ) - АТФ, ГТФ, ЦТФ, ТТФ, УТФ-ке айналады, олар тірі ағзаның әр түрлі процестеріне қатысады. Ал энергияның қалған бөлігі, жылу түрінде бөлініп, дене температурасын бір қалыпты сақтап тұруға жұмсалалы. Нуклеозидтрифосфаттардың басқа қосылыстардан үлкен ерекшелігі сонда, олардың молекуласындағы фосфор қышқылының қалдықтары шамамен 30- 40 кДж энергия бөледі, ағза бұл энергияны пайдаланады. Тірі ағзаның биоэнергетикасында 2 моменттің маңызы зор: 1) Түзілген АТФ молекуласында химиялық энергия қор ретінде жинақталуы. 2) АТФ–тің ыдырау кезінде жинақталған энергия түрлі процестерге жұмсалуы. (13-сурет). 13-сурет. Жасушада АТФ-тың алмасуы (Оң жақта энергия жұмсалуын қажет ететін процестер, сол жақта табиғатта АТФ-ты, АДФ-ты фосфорилдеу жолымен синтездеу түрлері) АТФ-тың биоэнергетикадағы ролін оның құрылысымен түсіндіруге болады. АТФ молекуласында екі пирофосфатты байланысы бар. Гидролиз кезінде бұл байланыстар үзіліп энергия бөледі. Шамамен 30 кДж/моль астам энергия бөліп шығаратын байланыстарды макроэргиялық байланыстар деп атайды, ондай байланысы бар қосылыстарды макроэргиялық қосылыстар дейді. АТФ-тың ресинтезі өте күрделі процесс. Ол үшін митохондрия мембранасының матриксінде жүретін биологиялық тотығу реакциялары кезінде бөлінген энергия жұмсалады. Осы энергияның есебінен, тотығудан фосфорлану реакциясы арқылы АТФ синтезделеді. АТФ-тың әрдайым синтезделіп тұруы үшін белгілі бір энергияға бай органикалық қосылыстардың ыдырап энергия бөліп отыруы қажет. Мұндай қосылыстарға көмірсулар, липидтер және белоктар жатады. Әмбебап химиялық энергия көзі болып табылатын нуклеозидтрифосфаттардың ішіндегі ең маңыздысы АТФ деп қарауға болады. Жасушада АТФ қор ретінде түзілмейді, сондықтан қажет болған жағдайда әрдайым қайта синтезделіп отырады. Қайта синтезделуі АТФ-тың ресинтезі деп аталады. жүктеу/скачать 0,86 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|