"Биология (изд. "Русское слово")", Данилов С.Б., Романова Н.И. и др.
Пластический обмен, или ассимиляция, — образование сложных веществ из более простых. Он необходим клеткам для роста, развития, восстановления и обновления своих структур. Синтез белков, жиров, углеводов и других соединений идёт с затратой энергии и при участии ферментов. У растений и некоторых бактерий органические вещества создаются из неорганических при фотосинтезе или хемосинтезе, а клетки всех организмов собирают собственные молекулы из поступивших веществ.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Пластический обмен, или ассимиляция, — совокупность реакций синтеза сложных веществ из более простых. Он нужен для роста организма, восстановления повреждённых структур и постоянного обновления клеток.
Биосинтез — образование организмом необходимых органических веществ. Такие реакции идут при участии ферментов, то есть белков-ускорителей, и требуют затрат энергии, потому что из небольших молекул создаются более сложные.
Фотосинтез — образование органических веществ из углекислого газа и воды за счёт энергии света. Хлорофилл улавливает свет, а кислород выделяется как один из продуктов процесса.
Хемосинтез — образование органических веществ из неорганических за счёт энергии химических реакций. Такой способ питания характерен для некоторых бактерий, окисляющих неорганические вещества.
Клетка получает простые вещества из окружающей среды или образует их при расщеплении более крупных соединений. Например, аминокислоты поступают с пищей или возникают после расщепления белков. Затем ферменты соединяют такие исходные вещества в белки, нуклеиновые кислоты, жиры и углеводы, которые нужны клетке для работы и построения своих структур.
Пластический обмен требует энергии, потому что синтез обычно не происходит самопроизвольно: между частицами нужно образовать новые химические связи. Энергия расходуется поэтапно и направляет реакции в сторону создания нужного вещества. Основным источником этой энергии для клетки служит энергетический обмен, при котором другие соединения расщепляются.
Фотосинтез является особым путём пластического обмена у растений, водорослей и некоторых бактерий. Хлорофилл поглощает свет и передаёт его энергию реакциям, в которых углекислый газ и вода превращаются в органическое вещество. Поэтому свет здесь не просто сопровождает процесс, а служит его энергетической основой.
Хемосинтез отличается от фотосинтеза источником энергии. Хемосинтезирующие бактерии получают её при окислении аммиака, сероводорода, соединений железа или других неорганических веществ. Освобождённая энергия используется для синтеза органических соединений из углекислого газа и воды.
Синтез веществ идёт не только у автотрофов, способных создавать органику из неорганических соединений. Клетки животных, грибов и многих других организмов используют аминокислоты, глюкозу, жирные кислоты и другие поступившие вещества для построения собственных молекул. Поэтому питание даёт клетке не только энергию, но и материал для пластического обмена.
| Признак | Фотосинтез | Хемосинтез |
|---|---|---|
| Источник энергии | Световая энергия | Энергия окисления неорганических веществ |
| Исходные вещества | Углекислый газ и вода | Углекислый газ, вода и окисляемые неорганические вещества |
| Организмы, у которых происходит | Растения, водоросли, некоторые бактерии | Некоторые бактерии |
| Участие света и пигментов | Нужны свет и хлорофилл | Свет и хлорофилл не нужны |
| Результат и значение для природы | Образуются органические вещества и выделяется кислород; создаётся пища и запас энергии | Образуются органические вещества; поддерживается круговорот веществ в природе |
Сначала определите источник энергии, а затем сравните исходные вещества и организм, в котором идёт процесс. Если энергию даёт свет и участвует хлорофилл, это фотосинтез; если её даёт окисление неорганических соединений, это хемосинтез.
Оба процесса относятся к пластическому обмену, потому что в результате из неорганических веществ создаются органические. Их различие связано не с самим результатом, а с тем, откуда берётся энергия для его достижения.
Растение на свету поглощает углекислый газ и воду. В его клетках образуется органическое вещество. Нужно определить процесс и источник энергии.
Ответ: происходит фотосинтез. Энергия берётся из света и поглощается хлорофиллом.
В первом процессе органическое вещество образуется с использованием света. Во втором энергия поступает при окислении неорганических веществ. Нужно назвать процессы и установить их общее.
Ответ: первый процесс — фотосинтез, второй — хемосинтез. Общее между ними состоит в том, что оба являются путями пластического обмена и обеспечивают синтез органических веществ.
Клетка получает аминокислоты и синтезирует из них собственные белки. Нужно объяснить, почему это пластический обмен, и указать роль энергетического обмена.
Ответ: синтез собственных белков — пластический обмен, потому что клетка строит сложное вещество из более простых. Энергетический обмен обеспечивает эту работу необходимой энергией.
Ошибка — считать пластический обмен только фотосинтезом. Так думают из-за примеров с растениями, но фотосинтез является лишь одним из путей синтеза. Проверка: если клетка создаёт белок из аминокислот, это тоже пластический обмен.
Ошибка — путать источники энергии фотосинтеза и хемосинтеза. При фотосинтезе энергию даёт свет, а при хемосинтезе — окисление неорганических веществ. Проверяйте, что именно названо источником энергии в условии.
Ошибка — считать, что синтез не требует энергии. Новые связи между молекулами не возникают бесплатно, поэтому клетка расходует энергию энергетического обмена. Если в объяснении нет источника энергии, его нужно дополнить.
Ошибка — относить пластический обмен только к растениям. Животные и другие организмы также создают собственные органические вещества из поступивших соединений. Проверка проста: синтез белка в любой клетке относится к пластическому обмену.
Для понимания темы нужны знания о строении клетки, органических и неорганических веществах, а также об обмене веществ и энергии. Ферменты, клеточные структуры и состав пищи помогают объяснить, из чего клетка строит новые соединения.
Пластический обмен связан с энергетическим обменом, питанием организмов и фотосинтезом. Эти знания пригодятся при изучении круговорота веществ, потому что организмы создают, преобразуют и возвращают в природу различные соединения.
Чем пластический обмен отличается от энергетического?
Пластический обмен создаёт сложные вещества из простых и обеспечивает рост и обновление клеток. Энергетический обмен расщепляет вещества и высвобождает энергию, которая затем используется для синтеза.
Почему синтез органических веществ требует энергии?
При синтезе простые молекулы соединяются в более сложные, и на образование новых связей затрачивается энергия. Её клетка получает главным образом в реакциях энергетического обмена.
В чём главное различие фотосинтеза и хемосинтеза?
Фотосинтез использует энергию света, которую улавливает хлорофилл. При хемосинтезе энергия поступает от окисления неорганических веществ, поэтому свет и хлорофилл не нужны.
Может ли пластический обмен происходить у животных?
Да. Животные клетки синтезируют собственные белки, жиры, углеводы и другие соединения из веществ, поступивших с пищей.
Как энергетический обмен связан с пластическим?
Энергетический обмен поставляет клетке энергию, необходимую для реакций синтеза. Поэтому оба вида обмена связаны: один преимущественно высвобождает энергию, другой расходует её на построение веществ.
§ 12. Пластический обмен
