Вопрос 10. Биологическая сущность диссимиляции.

А) Гликолиз – первый и самый древний этап диссимиляции(анаэробный).

· Возник ранее, чем растительный мир занял свою эволюционную нишу.

· Самый надежный механизм извлечения энергии

· Но менее эффективный энергетический механизм.

· В ходе гликолиза клетка может запасти только 2 молекулы АТФ.

· В анаэробных условиях пируват переходит в лактат.

Тканевое дыхание – самый эффективный и сложный из этапов диссимиляции (протекает в митохондриях)

· Аэробный процесс

· Появился на более поздних этапах, после возникновения растений

· Самый эффективный энергетический механизм, но зависящий от присутствия кислорода.

· В ходе тканевого дыхания клетка способна запасти 36 молекул АТФ.

Б) Энергообразующая система клетки.

· Состоит из лизосом и митохондрий.

· Служит основным источником энергии клетки в виде АТФ.

· В ней происходит процессы диссимиляции (гликолиз и тканевое дыхание).

В) Фотосинтез – механизм, благодаря которому гетеротрофы получили возможность эволюционировать.

Отличие фотосинтеза от дыхания:

· Фотосинтез происходит в хлоропластах

· Из неорганических веществ, синтезируются органические

· В атмосферу выделяется кислород

· Необходим свет

Сходство:

· Образуется 38 молекул АТФ.

Г) Сопряженный с окислением процесс образования АТФ – окислительное фосфорилирование. В ходе этого окисления часть энергии переходит в энергию макроэргических связей.

Д) Лихорадка - защитная реакция организма направленная, как правило, на борьбу с чужеродным фактором. Усиление окисления сопровождается усилением фосфорилирования – достигается дополнительный приток энергии.

Гипертермия – пагубный процесс, сопровождающийся разобщением процессов окисления и фосфорилирования – перегрев организма не сопровождающийся накоплением дополнительной энергии.

Е) Второй закон термодинамики для открытых систем. Энтропия возрастает – система стремится самопроизвольно перейти из менее вероятного в более вероятное состояние.

Ж) Энтропия – функция состояния, изменение которой равно теплоте подведенной или отданной системой в обратимом процессе деленной на температуру, при которой осуществлялся процесс.

З) Космическая роль зеленых растений

- зеленые растения создали запас кислорода на нашей планете, благодаря которому стала возможна дальнейшая эволюция.

- К. А. Тимирязев раскрыл космическую роль растений показав, что необходимые для диссимиляции гетеротрофов вещества создаются и запасаются пигментом хлорофиллом зеленых растений.

- только растения способны использовать неорганические вещества для синтеза органических (глюкоза) и выделять при этом в атмосферу кислород, необходимый гетеротрофам.

Формула Эйнштейна в применении к фотосинтезу:

E=mc

E – энергия

m – масса

c – скорость света

И) Митохондрия – самостоятельный организм. Она состоит из наружной мембраны, внутренней мембраны, крист и матрикса (митозоль). Они участвуют в процессе клеточного дыхания и запасании для клетки энергии в виде молекул АТФ.

Эндосимбиотическая теория возникновения митохондрий:

Митохондрии – бывшие прокариоты, вступившие в симбиоз с древними эукариотическими клетками.

К) Все энергетические превращения в организме переходят в тепло. Для человека свойственна гомойтермия – сохранение относительно постоянной температуры тела. Температурный гомеостаз=тепловой гомеостаз. Температурный гомеостаз имеет существенные особенности на разных этапах онтогенеза.

Человек – термодинамическая открытая система, находящаяся в постоянном термодинамическом неравновесии со средой.

Центральным звеном, ответственным за терморегуляцию считают гипоталамус.

Энергетический гомеостаз организма человека представляет собой колебательную ритмическую систему.

Проблемы:

1) Снижение уровня температурного гомеостаза и его суточного ритма. Обусловлено снижением энергетического потенциала в клетках организма.

2) Отклонение от энергетического оптимума организма. Ведет к снижению неравновесности биосистемы в целом.

3) Рост энтропии. Изменение важнейшего показателя уровня жизнеспособности – амплитуды суточного ритма.

4) Снижение уровня обмена веществ.

5) Снижение амплитуды суточного ритма интенсивности теплопродукции. Обусловлено уровнем траты энергии на синтез белка, углеводов и липидов, уровнем активности транспорта ионов через мембраны клеток.

6) В процессе онтогенеза по мере удаления от зрелого возраста доля амплитуды суточного ритма к доле амплитуд биоритмом других спектров уменьшается от золотого сечения в сторону уменьшения порядка и роста энтропии в спектральном составе биоритмов температуры тела.