При свободном комбинировании первичных углерода и источников энергии вероятно пара типов пластического обмена.
Хемогетеротрофный (либо легко гетеротрофный) тип пластического обмена. Это самый древний тип анаболизма, что протекает во всех клетках. К безотносительным гетеротрофам относится большая часть современных организмов (животные, грибы, большая часть прокариот). При гетеротрофном типе анаболизма клетки нуждаются в готовых органических веществах, каковые употребляются и как первичный источник углерода, и как источник высокоорганизованной энергии.
При разглядываемом типе пластического обмена сложные органические вещества расщепляются на довольно простые: моносахариды, аминокислоты, глицерин и жирные кислоты. Перечисленные продукты употребляются клеткой как стройматериал для синтеза собственных сложных органических веществ.
Высокоорганизованная энергия выделяется на протяжении реакций энергетического обмена (катаболизма, либо диссимиляции), другими словами в следствии окисления органических веществ. Существует два главных типа катаболизма: аэробное дыхание и анаэробное брожение.
Анаэробноеброжение – это многочисленная несколько катаболических реакций. Окислителями (акцепторами протонов и электронов) помогают разнообразные органические вещества. Результатом анаэробного брожения есть образование органических окисленных соединений: спиртов, кислот и альдегидов. Это самый древний тип энергетического обмена, что протекает в клетках всех организмов. Различные типы брожения различаются по эффективности. К примеру, при молочнокислом брожении в виде АТФ запасается 40,8% выделившейся энергии, а при спиртовом брожении – только 29,1%. Другая энергия рассеивается в виде тепла.
Аэробноедыхание – это полное окисление органических веществ до СО2 и Н2О. Окислителем (акцептором протонов и электронов) помогает молекулярный кислород. Аэробное дыхание происходит в клетках большинства современных организмов. Эффективность аэробного дыхания образовывает 40,4%.
Рассмотренные типы катаболизма тесно связаны между собой. Многие клетки в присутствии О2 реализовывают аэробное дыхание, а в случае дефицита О2 переходят на анаэробное брожение либо анаэробное дыхание с применением неорганических окислителей – солей серной кислоты, нитратов, трехвалентного железа. Существует широкая несколько бактерий – факультативных анаэробов, каковые переносят долгое отсутствие кислорода. Одновременно с этим, существуют и облигатные анаэробы, для которых O2 есть ядом.
Фотоавтотрофный тип пластического обмена (фотосинтез). Фотоавтотрофы – это фотосинтезирующие организмы, каковые применяют световую энергию для восстановления СО2. Восстановителями СО2 являются электроны. Донором электронов как правило (у многих растений) помогает вода. У прокариот и некоторых низших эукариот донорами электронов помогают: сероводород, жирные кислоты, молекулярный водород. Так, фотосинтез – это синтез органических веществ из неорганических с затратой световой энергии.
У некоторых прокариот существует фотогетерофный тип пластического обмена, при котором световая энергия употребляется для образования сложных органических веществ из более несложных органических соединений, к примеру, из спиртов и органических кислот. На данный момент фотогетеротрофы представлены немногими видами пурпурных несерных бактерий.
Хемоавтотрофный тип пластического обмена (хемосинтез). Хемоавтотрофы – это хемосинтезирующие (литоавтотрофные) организмы, каковые применяют для восстановления СО2 энергию окисления неорганических веществ посредством кислорода (аэробные хемоавтотрофы) либо нитратов (анаэробные хемоавтотрофы). К хемоавтотрофам относятся многие прокариоты: железобактерии (Fe+2 окисляется до Fe+3), бесцветные серобактерии (сероводород окисляется до серы, а сера – до солей серной кислоты), нитрифицирующие бактерии (аммоний окисляется до нитритов, а нитриты – до нитратов). Так, хемосинтез – это синтез органических соединений из неорганических с применением энергии окисления неорганических веществ.
Метаболизм. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН. Для чего мы дышим?
