Клеточный метаболизм. Катаболизм (энергетический обмен, гликолиз)

Катаболизм (диссимиляция) – распад более сложных мономеров на более простые с освобождением энергии и ее запасанием в виде макроэргических связей АТФ.

Катаболизм сложных органических веществ осуществляется постепенно , в три этапа :

I – подготовительный - расщепление биополимеров на мономеры в органах пищеварения или лизосомах

II – бескислородный ( гликолиз ) – ферментативное расщепление мономеров до промежуточных продуктов , происходящее в цитозоли клетки

III – кислородный ( дыхание ) – ферментативное кислородное окисление продуктов гликолиза в митохондриях до конечных энергетически бедных продуктов , выводимых из клетки и организма .

Чем больше организм испытывает физических нагрузок и состояний стресса , тем больше энергии должна содержать пища тем интенсивнее диссимиляция.

Метаболизм растений ( фотосинтезирующие автотрофы ) и животных ( гетеротрофы ) существенно различается:

В живом организме анаболизм и катаболизм должны быть уравновешены , если один процесс существенно преобладает над другим , то обмен веществ и энергии нарушается , что вызывает нарушение жизнедеятельности клеток и всего организма .

Глико́лиз — ферментативный процесс последовательного расщепления глюкозы в клетках, сопровождающийся синтезом АТФ. Гликолиз при аэробных условиях ведёт к образованию пировиноградной кислоты , гликолиз в анаэробных условиях ведёт к образованию молочной кислоты . Гликолиз является основным путём катаболизма глюкозы в организме животных.

Половое и бесполое размножение организмов

Размножение — присущее всем живым организмам свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Разные способы размножения подразделяются на два основных типа: бесполое и половое. Для организмов, обладающих клеточным строением, в основе всех форм размножения лежит деление клетки.

Бесполое размножение — тип размножения, при котором следующее поколение развивается из соматических клеток без участия репродуктивных клеток — гамет.

Бесполое размножение является древнейшим и самым простым способом размножения и широко распространено у одноклеточных организмов (бактерии, сине-зелёные водоросли, хлореллы, амёбы, инфузории). Этот способ имеет несколько преимуществ перед половым способом: для проведения требуется меньше энергии и времени, а также нет необходимости в поиске полового партнера, что позволяет обеспечить высокие темпы размножения. Вместе с тем, появившиеся в результате мутации вредные изменения, тоже закрепляются на длительный период времени. Кроме того, в неблагоприятных, меняющихся условиях среды, практически все особи погибнут, так как в среднем, они практически идентичны одной родительской особи. Следует отметить, что способность вида к бесполому размножению не исключает способности к половому процессу, но тогда эти события разнесены во времени.

Среди многоклеточных организмов способностью к бесполому размножению обладают практически все растения и грибы — исключением является, например, вельвичия. Бесполое размножение этих организмов происходит вегетативным способом или спорами.

Среди животных способность к бесполому размножению чаще встречается у низших форм, но отсутствует у более развитых. Единственный способ бесполого размножения у животных — вегетативный.

При половом размножении происходит образование гамет, или половых клеток. Эти клетки обладают гаплоидным (одинарным) набором хромосом. Животным свойствен двойной набор хромосом в обычных (соматических) клетках, поэтому гаметообразование у животных происходит в процессе мейоза. У многих водорослей и всех высших растений гаметы развиваются в гаметофите, уже обладающим одинарным набором хромосом, и получаются простым митотическим делением.

Половое размножение состоит в том, что ряд клеточных делений прерывается половым процессом. При этом происходит слияние двух клеток или двух ядер, за которым рано или поздно следует мейоз.Продукт полового процесса — зигота — содержит вдвое больше хромосом, чем гаметы, или половые клетки. У гаплобионтов (многие водоросли и грибы) мейоз происходит при прорастании зигот и все клетки тела имеют один набор хромосом. У диплобионтов (все животные, некоторые водоросли) клетки тела имеют два набора хромосом и мейоз происходит при созревании половых клеток. У гапло-диплобионтов (большая часть растений) чередуются поколения диплоидное, производящее в результате мейоза споры, и гаплоидное, размножающееся половым путем. У инфузорий половой процесс сводится к обмену ядрами, предварительно прошедшими мейоз; после слияния этих ядер во время конъюгации инфузорий восстанавливается двойной набор хромосом.

Жизненный цикл клетки

Клеточный цикл — это период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.

Жи́зненный ци́кл — закономерная смена всех поколений (онтогенезов), характерных для данного вида живых организмов.

Длительность клеточного цикла у разных клеток варьируется. Быстро размножающиеся клетки взрослых организмов, такие как кроветворные или базальные клетки эпидермиса и тонкой кишки, могут входить в клеточный цикл каждые 12—36 ч. Короткие клеточные циклы (около 30 мин) наблюдаются при быстром дроблении яиц иглокожих, земноводных и других животных. В экспериментальных условиях короткий клеточный цикл (около 20 ч) имеют многие линии клеточных культур. У большинства активно делящихся клеток длительность периода между митозами составляет примерно 10—24 ч.

По характеру изменений плоидности выделяют следующие типы жизненных циклов:

Гаплофазный: организм в течение всего цикла имеет одинарный набор хромосом (n, гаплоид); данные жизненные циклы характерны для многих бактерий и протистов, не имеющих полового процесса.

Гаплофазный с зиготической редукцией: после образования зиготы (2n) происходит мейоз, и остальные стадии жизненного цикла гаплоидны (такой жизненный цикл характерен для многих зеленых и других водорослей, а также большинства других групп протистов и грибов).

Диплофазный с гаметической редукцией: все стадии жизненного цикла диплоидны (2n), только гаметы гаплоидны (n) — жизненный цикл, характерный для многоклеточных животных.

Гапло-диплофазный: и на диплоидных, и на гаплоидных стадиях происходят митотические деления, приводящие к размножению или росту, и в жизненном цикле присутствуют диплоидные и гаплоидные поколения — жизненный цикл с промежуточной (спорической) редукцией, характерен для всех высших растений, а также для фораминифер и некоторых других протистов.

Способ деления эукариотической клетки. Митоз

 *(тет)

Способ деления эукариотической клетки. Мейоз

 *(тет)