общая характеристика обмена веществ и энергии

Ответ от Alexey Khoroshev[гуру]
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
Обмен веществ и энергии, иначе метаболизм (от греч. metabole - перемена) , - процесс, лежащий в основе явлений жизни. Он относится к числу основных свойств, которые отличают живое от неживого. Именно метаболизм обусловливает единство организма со средой. Этот процесс, непрерывно протекающий во всех органах, тканях и клетках, обеспечивает самообновление. Живые организмы благодаря обмену веществ и энергии постоянно воспроизводят как морфологические структуры, так и химический состав живой протоплазмы.
Непрерывный обмен веществ и энергии возможен благодаря тому, что живые организмы - открытые системы. Это значит, что с пищей, водой, при газообмене в организм из окружающей среды поступают разнообразные химические соединения. По своему химическому составу они отличаются от протоплазмы данного организма. В организме эти соеди-нения подвергаются глубоким изменениям и превращениям, в конце концов уподобляются его химическому составу и входят в морфологические структуры организма, но не остаются постоянно. Через определенный период усвоенные вещества подвергаются разрушению, освобождая скрытую в них энергию, а продукты распада удаляются во внешнюю среду. При этом разрушенную молекулу мгновенно заменяет новая, не нарушая целостности структурных компонентов организма. Организм, следовательно, не статичная, а открытая поточная система.
Поток вещества и энергии, наблюдаемый в организме, обусловливает самообновление и са мовоспроизведение.
Самовоспроизведение (авторепликация) осуществляется на всех уровнях: молекулярном, субклеточном, клеточном, организменном. Этим обусловлено самообновление организма также на всех уровнях. Обновление на каждом уровне является следствием координированного самовоспроизведения на нижележащем уровне. Так, репродукция на молекулярном уровне обусловливает самовоспроизведение на субклеточном и далее на клеточном уровнях. Авторепродукция на клеточном уровне вызывает самовоспроизведение на органном и организменном уровнях. Авторепродукция на организменном уровне обусловливает существование видов.
При изучении метаболизма широко используется метод меченых атомов. Сущность его заключается в том, что в организм вводятся в составе органических соединений радиоактивные изотопы ряда элементов, например водород (Н3), углерод (С14), фосфор (Р32, Р33), йод (I131, Iм*) и многие другие. Искусственные радиоактивные изотопы, кроме тяжелого водорода, по химическим свойствам и биологическому действию поч­ти не отличаются от природных элементов, но в отличие от них благодаря радиоактивности легкр могут быть обнаружены в организме. Для об-нарушения их применяют два метода: 1) исследование с помощью электронных приборов и 2) авторадиографию.
При использовании первого метода с помощью специальных радиометрических приборов (например, счетчика Гейгера) изучают распределение радиоактивного элемента в организме. При введении его с пищей сначала радиоактивный изотоп будет обнаруживаться в области желудка и кишечника, затем циркулирующим с кровью по организму и, наконец, может оказаться сконцентрированным в каком-либо органе, например радиоактивный йод - в щитовидной железе.
Второй метод - авторадиография - также позволяет выяснить скорость распространения и локализацию радиоактивных веществ в органах и тканях. Для этого животное или растение насыщают радиоактивным изотопом. Из органов подопытных организмов изготовляют тонкие срезы, которые покрывают фотографической эмульсией. Радиоактивные вещества на эмульсии оставляют след, обнаруживаемый после проявления при исследовании под микроскопом. Применение изотопов позволило выяснить механизмы действия ферментов, скорости протекании биохимических реакций, обнаружило «биологический период полураспада» , другими словами среднюю продолжительность существования различных соединений, в частности белков, в организме.
У каждого вида организмов в процессе исторического развития сложились свои особенности метаболизма, связанные с условиями жизни.
Источник: