Minden élő szervezet létezésének előfeltétele a folyamatos tápanyagellátás és a bomlás végtermékeinek eltávolítása.
Mi az anyagcsere a biológiában
Az anyagcsere, vagyis az anyagcsere olyan kémiai reakciók speciális halmaza, amelyek bármely élő szervezetben végbemennek annak érdekében, hogy fenntartsák tevékenységét és életét. Ezek a válaszok lehetővé teszik a szervezet fejlődését, növekedését és szaporodását, miközben megtartják szerkezetét, és reagálnak a környezeti ingerekre.
Az anyagcsere általában két szakaszra oszlik: katabolizmusra és anabolizmusra. Az első szakaszban minden összetett anyag lebomlik és egyszerűbbé válik. A másodikon az energiaköltség mellett nukleinsavak, lipidek és fehérjék szintetizálódnak.
Az anyagcsere-folyamatokban a legfontosabb szerepet az enzimek töltik be, amelyek aktív biológiai katalizátorok. Képesek csökkenteni a fizikai reakció aktiválási energiáját és szabályozni az anyagcsere-utakat.
A metabolikus láncok és összetevők sok faj esetében teljesen azonosak, ami minden élőlény eredetének egységét bizonyítja. Ez a hasonlóság viszonylagosaz evolúció korai megjelenése az élőlények fejlődéstörténetében.
Osztályozás az anyagcsere típusa szerint
Ez a cikk részletesen leírja, hogy mi az anyagcsere a biológiában. A Föld bolygón létező összes élő szervezet nyolc csoportra osztható, a szénforrás, az energia és az oxidálható szubsztrát alapján.
Az élő szervezetek táplálékforrásként használhatják a kémiai reakciók energiáját vagy a fényt. Oxidálható szubsztrátumként szerves és szervetlen anyagok egyaránt használhatók. A szénforrás szén-dioxid vagy szerves anyag.
Vannak mikroorganizmusok, amelyek eltérő létezési körülmények között más típusú anyagcserét használnak. Ez a páratartalomtól, a megvilágítástól és egyéb tényezőktől függ.
A többsejtű organizmusok azzal jellemezhetők, hogy ugyanabban a szervezetben lehetnek különböző típusú anyagcsere-folyamatokkal rendelkező sejtek.
Katabolizmus
A biológia az anyagcserét és az energiát egy olyan koncepción keresztül vizsgálja, mint a "katabolizmus". Ez a kifejezés olyan anyagcsere-folyamatokra vonatkozik, amelyek során nagy mennyiségű zsír, aminosav és szénhidrát lebomlik. A katabolizmus során egyszerű molekulák jelennek meg, amelyek részt vesznek a bioszintetikus reakciókban. Ezeknek a folyamatoknak köszönhető, hogy a szervezet képes energiát mozgósítani, hozzáférhető formává alakítani.
A fotoszintézis útján élő szervezetekben (cianobaktériumok ésnövények), az elektrontranszfer reakció nem bocsát ki energiát, hanem felhalmozódik a napfény hatására.
Állatok esetében a katabolikus reakciók az összetett elemek egyszerűbbekre bomlásával járnak. Ezek az anyagok a nitrátok és az oxigén.
Az állatok katabolizmusa három szakaszra oszlik:
- Összetett anyagok felosztása egyszerűbbekre.
- Egyszerű molekulák felosztása még egyszerűbbekre.
- Energia felszabadítása.
Anabolizmus
Az anyagcserét (a biológia 8. osztálya ezt a fogalmat veszi figyelembe) az anabolizmus is jellemzi – a bioszintézis anyagcsere-folyamatainak összessége energiafogyasztással. Az összetett molekulák, amelyek a sejtszerkezetek energiaalapját képezik, egymás után jönnek létre a legegyszerűbb prekurzorokból.
Először is aminosavakat, nukleotidokat és monoszacharidokat szintetizálnak. Ekkor a fenti elemek az ATP energiája hatására aktív formákká válnak. És az utolsó szakaszban az összes aktív monomer összetett struktúrákká egyesül, mint például fehérjék, lipidek és poliszacharidok.
Érdemes megjegyezni, hogy nem minden élő szervezet szintetizál aktív molekulákat. A biológia (az anyagcserét ebben a cikkben részletesen ismertetjük) megkülönbözteti az olyan organizmusokat, mint az autotrófok, a kemotrófok és a heterotrófok. Alternatív forrásokból kapnak energiát.
Napfényből származó energia
Mi az anyagcsere a biológiában? Az a folyamat, amelynek során minden élőlény létezika Földön, és megkülönbözteti az élő szervezeteket az élettelen anyagoktól.
A napfény energiája egyes protozoonokat, növényeket és cianobaktériumokat táplál. Ezeknél a képviselőknél az anyagcsere a fotoszintézisnek köszönhető – az oxigénfelvétel és a szén-dioxid felszabadulás folyamata.
Emésztés
Az olyan molekulák, mint a keményítő, a fehérjék és a cellulóz, lebomlanak, mielőtt a sejtek felhasználnák őket. Az emésztés speciális enzimeket foglal magában, amelyek a fehérjéket aminosavakra, a poliszacharidokat pedig monoszacharidokra bontják.
Az állatok ezeket az enzimeket csak speciális sejtekből tudják kiválasztani. De a mikroorganizmusok ilyen anyagokat bocsátanak ki a környező térbe. Minden anyag, amelyet az extracelluláris enzimek termelnek, „aktív transzporttal” jutnak be a szervezetbe.
Vezérlés és szabályozás
Mi az anyagcsere a biológiában, ebben a cikkben olvashat. Minden szervezetre jellemző a homeosztázis - a test belső környezetének állandósága. Egy ilyen állapot jelenléte nagyon fontos minden szervezet számára. Mivel mindegyiket állandóan változó környezet veszi körül, a sejten belüli optimális körülmények fenntartásához minden anyagcsere-reakciót helyesen és pontosan szabályozni kell. A jó anyagcsere lehetővé teszi az élő szervezetek számára, hogy folyamatosan érintkezzenek a környezettel, és reagáljanak annak változásaira.
Történelmi információk
Mi az anyagcsere a biológiában? A meghatározás a cikk elején található. Az "anyagcsere" fogalma előszörTheodor Schwann használta a tizenkilencedik század negyvenes éveiben.
A tudósok évszázadok óta tanulmányozzák az anyagcserét, és minden az állati szervezetek tanulmányozására tett kísérletekkel kezdődött. De az "anyagcsere" kifejezést először Ibn al-Nafisa használta, aki úgy gondolta, hogy az egész test folyamatosan táplált és bomlási állapotban van, ezért állandó változások jellemzik.
A „Metabolizmus” biológia lecke feltárja ennek a fogalomnak a lényegét, és olyan példákat ír le, amelyek segítik az ismeretek mélységét.
Az első ellenőrzött kísérletet az anyagcsere tanulmányozására Santorio Santorio végezte 1614-ben. Leírta állapotát evés, munka, vízivás és alvás előtt és után. Ő volt az első, aki észrevette, hogy az elfogyasztott élelmiszerek nagy része a "néma párolgás" során elveszett.
A kezdeti vizsgálatok során nem találtak anyagcsere-reakciókat, és a tudósok úgy vélték, hogy az élő szöveteket élő erő irányítja.
A huszadik században Eduard Buchner bevezette az enzimek fogalmát. Azóta az anyagcsere tanulmányozása a sejtek tanulmányozásával kezdődött. Ebben az időszakban a biokémia tudomány lett.
Mi az anyagcsere a biológiában? A definíció a következőképpen adható meg – ez egy speciális biokémiai reakcióhalmaz, amely támogatja egy szervezet létezését.
Ásványok
A szervetlen anyagok nagyon fontos szerepet játszanak az anyagcserében. Minden szerves vegyület nagy mennyiségű foszforból, oxigénből, szénből és nitrogénből áll.
A legtöbb szervetlen vegyület lehetővé teszi a sejteken belüli nyomás szabályozását. A koncentrációjukat ispozitívan befolyásolja az izom- és idegsejtek működését.
Az átmeneti fémek (vas és cink) szabályozzák a transzportfehérjék és enzimek aktivitását. Minden szervetlen nyomelem a transzportfehérjéken keresztül szívódik fel, és soha nem marad szabad állapotban.
