1. У каких организмов и в каких органеллах синтезируются углеводы? 2. Из каких двух противоположных процессов складывается обмен веществ и энергии в организме и в клетке?

Автотрофы (зелёные растения и большинство водорослей): углеводы образуются при фотосинтезе в хлоропластах.

• Световая фаза на тилакоидных мембранах (образуются АТФ и НАДФ·Н).

• Тёмновая фаза (цикл Кальвина) в строме хлоропластов — здесь непосредственно фиксируется CO₂ и синтезируются первичные углеводы (триозофосфаты → глюкоза и др.).

• Накопление полисахаридов: крахмал синтезируется и откладывается в строме хлоропластов и в амилопластах; сахароза синтезируется в цитозоле клеток листа; целлюлоза собирается на плазматической мембране целлюлозосомными комплексами; пектины и гемицеллюлозы — в Аппарате Гольджи.

Цианобактерии (фотосинтезирующие прокариоты): углеводы синтезируются при фотосинтезе на внутриклеточных тилакоидных мембранах (впячивания плазмалеммы), специализированные структуры — карбоксисомы — концентрируют фермент RuBisCO для фиксации CO₂.

Хемолитоавтотрофные бактерии: углеводы образуются при хемосинтезе (фиксация CO₂ за счёт энергии окисления неорганических веществ); ключевые этапы идут в цитоплазме и карбоксисомах.

Гетеротрофы (животные, грибы, многие бактерии): собственные углеводы тоже синтезируют, но не из света, а из промежуточных метаболитов:

• Гликогенез (синтез гликогена) — в цитозоле (гликоген накапливается в гранулах цитоплазмы).

• Глюконеогенез (синтез глюкозы из неуглеводных предшественников) — совместно в митохондриях и цитозоле (у млекопитающих основной орган — печень; у растений — аналогичные пути протекают в цитозоле/пластидных компартментах).

Ассимиляция (анаболизм, пластический обмен): процессы синтеза сложных органических веществ из простых с поглощением энергии (АТФ/НАДФ·Н). Примеры: фотосинтез, синтез белков, липидов, полисахаридов (крахмала, гликогена, целлюлозы).

Диссимиляция (катаболизм, энергетический обмен): процессы распада сложных веществ до более простых с выделением энергии, запасаемой в виде АТФ. Примеры: гликолиз, цикл трикарбоновых кислот, дыхательная цепь, брожение.