Диссимиляция - это комплекс химических реакций, в которых происходит постепенный распад сложных органических веществ до более простых. Этот процесс сопровождается высвобождением энергии, значительная часть которой используется в синтезе АТФ.
Диссимиляция в биологии
Диссимиляция является процессом, противоположным ассимиляции. В качестве исходных веществ, подлежащих распаду, выступают нуклеиновые кислоты, белки, жиры и углеводы. А конечные продукты - это вода, углекислый газ и аммиак. В организме животных продукты распада по мере постепенного накопления выводятся наружу. А у растений углекислый газ выделяется частично, а аммиак в полном объеме применяется в процессе ассимиляции, служа исходным материалом для биосинтеза органических соединений.
Взаимосвязь диссимиляции и ассимиляции позволяет тканям организма постоянно обновляться. Например, в течение 10 дней в человеческой крови обновляется половина клеток альбумина, а за 4 месяца перерождаются все эритроциты. Соотношение интенсивности двух противоположных процессов обмена веществ зависит от многих факторов. Это и стадия развития организма, и возраст, и физиологическое состояние. В ходе роста и развития в организме преобладает ассимиляция, в результате образовываются новые клетки, ткани и органы, происходит их дифференциация, то есть масса тела увеличивается. В случае наличия патологий и при голодании процесс диссимиляции преобладает над ассимиляцией, и тело уменьшается в весе.
Классификация организмов по характеру диссимиляции
Все организмы можно поделить на две группы, в зависимости от условий, в которых протекает диссимиляция. Это аэробы и анаэробы. Первым для жизнедеятельности требуется свободный кислород, вторые не испытывают необходимости в нем. У анаэробов диссимиляция протекает путем брожения, которое представляет собой бескислородное ферментативное расщепление органических веществ до более простых. Например, молочнокислое или спиртовое брожение.
Этапы диссимиляции у аэробных организмов: подготовительный этап
Расщепление органических веществ у аэробов осуществляется в три шага. При этом на каждом из них происходит несколько определенных ферментативных реакций.
Первый этап - подготовительный. Основная роль на этой стадии принадлежит у многоклеточных организмов пищеварительным ферментам, находящимся в желудочно-кишечном тракте. У одноклеточных - ферментам лизосом. В ходе первого этапа белки распадаются на аминокислоты, жиры образуют глицерин и жирные кислоты, полисахариды расщепляются на моносахариды, нуклеиновые кислоты на нуклеотиды.
Гликолиз
Второй этап диссимиляции - гликолиз. Он протекает без кислорода. Биологическая сущность гликолиза состоит в том, что он представляет собой начало расщепления и окисления глюкозы, в результате чего накапливается свободная энергия в виде 2 молекул АТФ. Это происходит в ходе нескольких последовательно идущих реакций, конечным итогом которых становится образование из одной молекулы глюкозы двух молекул пирувата и такого же количества АТФ. Именно в виде аденозинтрифосфорной кислоты запасается часть энергии, которая выделилась в результате гликолиза, Остальная часть подлежит рассеиванию в виде тепла. Химическая реакция гликолиза: С6Н12O6 + 2АДФ + 2Ф → 2С3Н4O3 + 2АТФ.
В условиях недостатка кислорода в растительных клетках и в клетках дрожжей пирувират расщепляется на два вещества: этиловый спирт и углекислый газ. Это и есть спиртовое брожение.
Количество энергии, высвобождаемой при гликолизе, недостаточно для тех организмов, которые дышат кислородом. Именно поэтому в организме животных и человека при больших физических нагрузках в мышцах синтезируется служащая резервным источником энергии и накапливающаяся в виде лактата. Характерным признаком данного процесса является появление боли в мышцах.
Кислородный этап
Диссимиляция - это очень сложный процесс, и третий кислородный этап также представляет собой две последовательно идущих реакции. Речь идет о цикле Кребса и окислительном фосфорилировании.
В ходе кислородного дыхания происходит окисление пирувирата до окончательных продуктов, которыми являются СО2 и Н2О. При этом выделяется энергия, запасаемая в виде 36 молекул АТФ. Затем эта же энергия обеспечивает синтез органических веществ в пластическом объеме. Эволюционно возникновение данного этапа связано с накоплением в атмосфере молекулярного кислорода и появлением аэробных организмов.
Местом осуществления (клеточного дыхания) являются внутренние мембраны митохондрий, внутри которых имеются молекулы-переносчики, осуществляющие транспорт электронов к молекулярному кислороду. Энергия, образуемая на этой стадии, частично расссеивается в виде тепла, остальная же идет на образование АТФ.
Диссимиляция в биологии - это реакция которого выглядит так: С6Н12O6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2O + 38АТФ.
Таким образом, диссимиляция - это совокупность реакций, происходящих за счет органических веществ, которые были ранее синтезированы клеткой, и свободного кислорода, который поступил из внешней среды в процессе дыхания.
Обмен веществ и его типы
Он обеспечивает постоянство внутренней среды организма в изменяющихся условиях существования – гомеостаз . Обмен веществ слагается из двух взаимосвязанных и взаимопротивоположных процессов. Это процессы диссимиляции , в которых происходит расщепление органических веществ и выделенная энергия используется для синтеза молекул АТФ, и процессы ассимиляции, в которых энергия АТФ используется для синтеза собственных, необходимых организму соединений.
Процессы диссимиляции называют, также, катаболизмом и энергетическим обменом . А процессы ассимиляции носят еще названия анаболизма и пластического обмена . Такое обилие синонимов одного и того же понятия возникло потому, что реакции обмена веществ изучали ученые различных специальностей:
- биохимики,
- физиологи,
- цитологии,
- генетики,
- молекулярные биологи.
Но все названия и термины прижились и активно используются учеными.
Формы поступления энергии в живые организмы
Для всех живых организмов Земли Солнце является основным источником энергии. Именно благодаря ему организмы удовлетворяют свои энергетические потребности.
Организмы, которые могут синтезировать органические соединения из неорганических, называются автотрофами. Они разделяются на две группы. Одни способны использовать энергию солнечного света. Это – фотосинтетики или фототрофы. В основном это - зеленые растения, цианобактерии (сине-зеленые водоросли).
Другая группа автотрофов использует энергию, которая освобождается во время химических реакций. Такие организмы называются хемотрофами или хемосинтетиками.
Грибы, большая часть животных и бактерий не могут сами синтезировать органические вещества. Такие организмы называются гетеротрофами. Для них источником энергии служат органические соединения, синтезированные автотрофами. Энергия используется живыми организмами для химических, механических, тепловых и электрических процессов.
Подготовительный этап энергетического обмена
Энергетический обмен принято условно разделять на три основных этапа. Первый этап назвали подготовительным. На этом этапе макромолекулы под воздействием ферментов расщепляются до мономеров. В ходе реакций происходит выделение довольно незначительного количества энергии, которое рассеивается в виде тепла.
Бескислородный этап энергетического обмена
Бескислородный (анаэробный) этап энергетического обмена происходит в клетках. Мономеры, которые образовались на предыдущем этапе (глюкоза, глицерин и т.п.), подвергаются дальнейшему многоступенчатому расщеплению без доступа кислорода. Главным на этом этапе является процесс расщепления молекулы глюкозы на молекулы пировиноградной или молочной кислоты с образованием двух молекул АТФ.
$C_6H_{12}O_6 + 2H_3PO_4 + 2АДФ → 2C_3H_6O_3 + 2АТФ + 2H_2O$
В ходе этой реакции (реакция гликолиза) выделяется около $200$ кДж энергии. Однако она не вся превращается в тепло. Часть ее используется для синтеза двух, богатых на энергию (макроэргических), фосфатных связей в молекулах АТФ. Глюкоза также расщепляется в ходе спиртового брожения.
$C_6H_{12}O_6 + 2H_3PO_4 + 2АДФ → 2C_2H_5OH + 2CO_2 + 2АТФ + 2H_2O$
Кроме спиртового существуют еще такие виды бескислородного брожения, как маслянокислое и молочнокислое.
Кислородный этап энергетического обмена
На этом этапе соединения, образованные на бескислородном этапе, окисляются до конечных продуктов реакции – углекислого газа и воды. Английский биохимик Адольф Кребс в $1937$ году открыл последовательность превращений органических кислот в матриксе митохондрий. В его честь совокупность этих реакций назвали циклом Кребса.
Замечание 1
Полное окисление молекул молочной или пировиноградной кислоты, образованных в ходе анаэробного процесса, до углекислого газа и воды сопровождается выделением $2800$ кДЖ энергии. Этого количества хватит на синтез $36$ молекул АТФ (в $18$ раз больше, чем на предыдущем этапе).
Суммарное уравнение кислородного этапа энергетического обмена выглядит так:
$2C_3H_6O_3 + 6O_2 + 36АДФ + 36H_3PO_4 → 6CO_2 + 42H_2O + 36АТФ$
Подводя общий итог, можно записать суммарное уравнение энергетического обмена:
$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 + 38АДФ + 38H_3PO_4 → 6CO_2 + 44H_2O + 38АТФ$
На завершающей стадии происходит выведение продуктов метаболизма из организма.
ДИССИМИЛЯЦИЯ И АССИМИЛЯЦИЯ
ДИССИМИЛЯЦИЯ И АССИМИЛЯЦИЯ
(от лат. dissimilis – несходный и assimilis – сходный) – взаимно противоположные процессы, обеспечивающие в единстве непрерывный жизнедеятельности живых организмов; протекают в организме непрерывно, одновременно, в тесной взаимосвязи и составляют две стороны единого процесса обмена веществ. Д. и а. образуют сложную систему, состоящую из цепи взаимосвязанных биохимич. реакций, каждая из к-рых в отдельности является только химической, но к-рые в единстве составляют , обладающее биологич. природой. Противоречие Д. и а. определяет динамич. равновесие живого тела. Как открытая (см. Жизнь), должно, постоянно приобретая, столь же непрерывно тратить приобретенную энергию, так, чтобы не увеличивалась .
Д и с с и м и л я ц и я – процесс расщепления в живом организме органич. веществ на более простые соединения – ведет к освобождению энергии, необходимой для всех процессов жизнедеятельности организма. А с с и м и л я ц и я – процесс усвоения органич. веществ, поступающих в , и уподобления их органич. веществам, свойственным данному организму, идет с использованием энергии, высвобождающейся при процессах диссимиляции. При этом образуются (синтезируются) соединения, обладающие высокой энергией (макроэргические), к-рые становятся источником энергии, освобождающейся при диссимиляции.
Диссимиляция поступающих в организм питательных веществ, в основном белков, жиров и углеводов, начинается с ферментативного расщепления их на более простые соединения – промежуточные продукты обмена веществ (пептиды, аминокислоты, глицерин, жирные кислоты, моносахариды), из к-рых организм синтезирует (ассимилирует) органич. соединения, необходимые для его жизнедеятельности. Все процессы Д. и а. в организме протекают как целое. См. Обмен веществ , Жизнь и лит. при этих статьях.
И. Вайсфельд. Москва.
Философская Энциклопедия. В 5-х т. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Ф. В. Константинова . 1960-1970 .
Смотреть что такое "ДИССИМИЛЯЦИЯ И АССИМИЛЯЦИЯ" в других словарях:
- (лат. assimilatio, от assimilare уподоблять). Уравнение, уподобление, напр., в фонетике уподобление соседних звуков один другому; в физиологии уподобление веществ, поглощенных животным, веществам собственного тела. Словарь иностранных слов,… …
- [лат. dissimilatio расподобление] лингв. изменение, которое разрушает сходство и подобие звуков в слове. Словарь иностранных слов. Комлев Н.Г., 2006. диссимиляция (лат. dissimilatio расподобление) 1) иначе катаболизм распад сложных органических… … Словарь иностранных слов русского языка
Ассимиляция - (от лат. assimilatio воспроизведение), анаболизм, процесс, в ходе которого из более простых веществ синтезируются более сложные (полисахариды, нуклеиновые кислоты, белки и др.), аналогичные компонентам этого организма и необходимые для его… … Экологический словарь
Термин ассимиляция (лат. assimilatio уподобление) употребляется в нескольких областях знания: Ассимиляция (биология) совокупность процессов синтеза в живом организме. Ассимиляция (лингвистика) уподобление артикуляции одного … Википедия
- (лат. dissimilatio расподобление). Замена одного из двух одинаковых или сходных звуков другим, менее сходным в отношении артикуляции с тем, который остался без изменения. Подобно ассимиляции, диссимиляция может быть прогрессивной и регрессивной.… …
I ж. Изменение, нарушающее сходство, подобие одинаковых или сходных звуков в слове или в соседних словах; расподобление (в лингвистике). Ant: ассимиляция I II ж. Распад в организме сложных органических веществ, клеток, тканей и т.п. (в биологии) … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
- (лат. assimilatio уподобление). Уподобление одного звука другому в артикуляционном и акустическом отношениях (ср.: диссимиляция). Ассимиляция возникает у гласных с гласными, у согласных с согласными … Словарь лингвистических терминов
I Ассимиляция (от лат. assimilatio) уподобление, слияние, усвоение. II Ассимиляция (этнографич.) слияние одного народа с другим с утратой одним из них своего языка, культуры, национального самосознания. Во многих странах в… …
I Диссимиляция (от лат. dissimilis несходный) в биологии, противоположная ассимиляции (См. Ассимиляция) сторона обмена веществ (См. Обмен веществ), заключающаяся в разрушении органических соединений с превращением белков, нуклеиновых… … Большая советская энциклопедия
Тема урока:АССИМИЛЯЦИЯ И ДИССИМИЛЯЦИЯ. МЕТАБОЛИЗМ
Цель урока:
Познакомить учащихся с понятием «обмен веществ в организме», ассимиляция, диссимиляция, метаболизм. показать, что ассимиляция и диссимиляция – это два взаимосвязанных процесса
Задачи урока:
Образовательные: конкретизировать знания об обмене веществ (метаболизме) как свойстве живых организмов, познакомить с двумя сторонами обмена, выявить общие закономерности метаболизма; установить связь пластического и энергетического обмена на разных уровнях организации живого и их связь с окружающей средой.
Развивающие: формировать умение выделять сущность процесса в изучаемом материале; обобщать и сравнивать, делать выводы; работать с текстом, схемами, другими источниками;
реализация творческого потенциала учащихся, развитие самостоятельности.
Воспитательные: используя приобретенные знания, понимать перспективы практического использования фотосинтез; понимать влияние обмена веществ на сохранение и укрепление здоровья.
Оборудование: компьютер, проектор, видеоролик №08, таблица.
Элементы содержания: ассимиляция, диссимиляция, анаболизм, катаболизм, пластический обмен, энергетический обмен, метаболизм, обмен веществ.
Тип урока: изучение нового материала.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Проверка знаний учащихся.
Тест по теме «Строение клетки»
1. Какую из перечисленных функций не выполняет клеточная мембрана?
а) Транспорт веществ;
б) защиту клетки;
в) взаимодействие с другими клетками;
г) синтез белка.
2. Роль ядрышка заключается в образовании:
а) хромосом;
б) лизосом;
в) рибосом;
г) митохондрий .
3. В состав хроматина ядра входит:
а) ДНК;
б) иРНК;
в) белок и ДНК;
г) белок и иРНК.
4. Функции шероховатой ЭПС:
а) транспорт веществ и синтез белков;
б) переваривание органических веществ;
в) синтез лизосом;
г) образование рибосом.
5. Какую функцию выполняют рибосомы?
а) Фотосинтез;
б) синтез белков;
в) синтез жиров;
г) синтез АТФ.
6. Новые митохондрии в клетке образуются в результате:
а) деления и роста лизосом;
б) деления и роста других митохондрий;
в) синтеза, протекающего в ядре;
г) выпячивания мембран ЭПС.
7. Какие пластиды накапливают запасной крахмал?
а) л ейкопласты;
б) хромопласты;
в) хлоропласты;
г) все перечисленные пластиды.
8. Органоиды движения – это:
а) цитоплазматические выросты;
б) самостоятельные структуры;
в) части ЭПС;
г) клеточные включения.
9. Значение клеточного центра:
а) синтез ДНК и РНК;
б) участвует в делении клеток;
в) переваривает пищевые частицы;
г) участвует в фотосинтезе.
10. Вирусы состоят:
а) из белка, ДНК и РНК;
б) липопротеинов, ДНК и РНК;
в) полисахаридов, ДНК и РНК;
г) гликопротеинов, ДНК и РНК.
Ответы :
1 – г, 2 – в, 3 – в, 4 – а, 5 – б, 6 – б, 7 – а, 8 – а, 9 – б, 10 – а.
Основные различия между
прокариотами и эукариотами
рибосомы, микротрубочки,
клеточный центр.
Одномембранные – комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли.
Двумембранные – ЭПС, митохондрии, пластиды
Клеточные
стенки
Жесткие, содержат полисахариды и аминокислоты. Основной арматурный
компонент – муреин
У растений и грибов жесткие, содержат полисахариды.
Основной арматурный компонент у растений – целлюлоза,
у грибов – хитин
Фотосинтез
Хлоропластов нет. Происходит на мембранах, без специфической упаковки
Происходит в специализированных органоидах – пластидах, имеющих специфическое
строение
Фиксация азота
Некоторые обладают этой способностью
Ни один эукариотический
организм не способен к фиксации азота
II I . Изучение нового материала .
Задание : сравните два определения, найдите, есть ли в них отличие или они сходны. Чем вы это можете объяснить?
Метаболизм – ряд стадий, на каждой из которых молекула под действием ферментов слегка видоизменяется до тех пор, пока не образуется необходимое организму соединение.Обмен веществ
–
последовательное потребление, превращение, использование, накопление и потеря веществ
и энергии в живых организмах в процессе их жизни.
Обмен веществ складывается из двух взаимосвязанных процессов – анаболизма и катаболизма.
Работа в группах.
Группа №1 УМК стр. 60 первый абзац
Группа №2 УМК стр. 60 второй абзац стр. 61 (диссимиляция)
Группа №2 УМК стр. 61 заключение (слова ассимиляция и диссимиляция)
Ассимиляция, или анаболизм (пластический обмен), – совокупность химических процессов, направленных на образование и обновление структурных частей клеток1. В ходе ассимиляции происходит биосинтез сложных молекул из простых молекул-предшественников или из молекул веществ, поступивших из внешней среды.
2. Важнейшими процессами ассимиляции являются синтез белков и нуклеиновых кислот (свойственный всем организмам) и синтез углеводов (только у растений, некоторых бактерий и цианобактерий).
3. В процессе ассимиляции при образовании сложных молекул идет накопление энергии, главным образом в виде химических связей.
Диссимиляция, или катаболизм (энергетический обмен), – совокупность реакций, в которых происходит распад органических веществ с высвобождением энергии1. При разрыве химических связей в молекулах органических соединений энергия высвобождается и запасается в виде молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).
2. Синтез АТФ у эукариот происходит в митохондриях и хлоропластах, а у прокариот – в цитоплазме, на мембранных структурах.
3. Диссимиляция обеспечивает все биохимические процессы в клетке энергией.
IV . Закрепление изученного материала.
Задание . Установите соответствие между процессами, протекающими в клетках организмов, и их принадлежностью к ассимиляции или диссимиляции:
1. Испарение воды2. Дыхание
3. Расщепление жиров
4. Биосинтез белков
5. Фотосинтез
6. Расщепление белков
7. Расщепление
полисахаридов
8. Биосинтез жиров
9. Синтез
нуклеиновых кислот
10. Хемосинтез
А – ассимиляция
Б – диссимиляция
Ответ : 1 – Б, 2 – Б, 3 – Б, 4 – А, 5 – А, 6 – Б, 7 – Б, 8 – А, 9 – А, 10 – А.
V .Домашнее задание: § 2.8.Ответить на вопросы стр. 61
VI . Подведение итогов урока.
