Головна |
В організмі протікає безліч різноманітних хімічних (біохімічних) реакцій: розщеплення складних речовин (катаболізм), в тому числі - для отримання енергії, і синтез нових речовин, необхідних організму (анаболізм). Сукупність цих реакцій - обмін речовин або метаболізм. Катаболические реакції зазвичай супроводжуються виділенням енергії, анаболічні вимагають витрат енергії.
Зазвичай органічні речовини реагують дуже повільно, тому фактично всі біохімічні реакції протікають під дією каталізаторів. В живих організмах їх називають ферментами або ензимами. Ферменти селективні, тобто прискорюють тільки одну або кілька схожих реакцій, і дуже ефективні (збільшують швидкості реакцій в десятки і сотні мільйонів разів). Як правило, ферменти - це складні білки зі складною просторовою структурою. Вони виробляються в самому організмі. Інформація про їх будову зберігається в спадковому генетичному апараті. У більшості випадків виконується принцип: один ген - один фермент - одна реакція.
Саме ферментна система визначає своєрідність того чи іншого виду або окремого організму, тобто є істинним «портретом» істоти. Ферменти біологічно активні у вузькому діапазоні умов (температури, хімічного складу навколишнього середовища тощо). Тому в живих організмах, особливо - у вищих, існує і постійно функціонує складна система підтримки гомеостазу, тобто сталості умов.
Речовина, на яке діє фермент, називається субстратом, від його назви походить і назва ферменту (часто - за допомогою закінчення аза). Наприклад, сахарозу розщеплює сахараза, ліпіди (жири) - ліпаза, але білки (поліпептиди) розщеплює пепсин.
Найважливішим для життя на Землі є процес фотосинтезу - синтезу органічних речовин з неорганічних в зелених рослинах при поглинанні енергії сонячного випромінювання і участю хлорофілу. При фотосинтезі виникнення нових речовин супроводжується консервацією сонячної енергії у вигляді енергії хімічних зв'язків. Спрощена схема фотосинтезу така (h? - енергія фотона, де h - постійна Планка, ? - частота світла):
Безпосереднім джерелом енергії для руху, нагрівання, хімічних реакцій в клітині є АТФ - аденозинтрифосфорная кислота, що складається з азотистої основи аденіну, вуглеводу рибози з пятізвенная кільцем і трьох залишків фосфорної кислоти:
Енергія укладена в двох макроергічних зв'язках між залишками фосфорної кислоти, показаних на малюнку жирними лініями. Енергія вивільняється в реакції перетворення АТФ в аденозіндіфосфорная кислоту (АДФ) при відщепленні одного із залишків фосфорної кислоти:
Для створення запасу АТФ вона постійно синтезується в мітохондріях клітин в процесі дихання за рахунок матеріалу і енергії органічних сполук:
клітинну будову | Еволюційне вчення. концепція коеволюції
Відмінність живої природи від неживої | Основи класифікації живих організмів | Молекулярні механізми спадковості та мінливості | Походження людини розумної | Основа організації та стійкості біосфери | ЧАСТИНА III. РОЗВИТОК ФІЗИЧНИХ КОНЦЕПЦІЙ. | ЧАСТИНА IV. РОЗВИТОК ФІЗИЧНИХ КОНЦЕПЦІЙ. |