Anabolismusreaktionen: Definition, Photosynthese- und Chemosyntheseprozesse

Anabolismusreaktionen: Definition, Photosynthese- und Chemosyntheseprozesse – Der Prozess, durch den der Körper Energie gewinnt, wird Stoffwechsel genannt. Der Stoffwechsel wird immer noch in zwei Bereiche unterteilt, nämlich Katabolismus und Anabolismus. Bei dieser Gelegenheit Seputartahu.co.id wird diskutieren, was und wie der Anabolismus-Reaktionsprozess im Körper abläuft. Schauen wir uns den folgenden Artikel an, um mehr darüber zu erfahren.

Anabolismusreaktionen: Definition, Photosynthese- und Chemosyntheseprozesse

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Anabolismus oder Biosynthese oder Assimilation ist der Prozess der Zusammenstellung einfacher chemischer Verbindungen zu komplexen chemischen Verbindungen oder Molekülen. Diese komplexen Verbindungen werden üblicherweise als makromolekulare Verbindungen bezeichnet. Die gebildeten Makromoleküle können verschiedene Formen annehmen, beispielsweise Nukleinsäuren, Fette, Kohlenhydrate und Proteine. Dieses Ereignis erfordert Energie von außen, die dann verwendet wird, um einfache Verbindungen zu komplexeren Verbindungen zu verbinden. Anabolismusreaktionen erfordern Energie, die aus Katabolismusreaktionen gewonnen wird.

Reaktionen in Zellen können in zwei Kategorien eingeteilt werden:

ErsteAnabolismusreaktionen sind Bildungsreaktionen, nämlich die Synthese großer Moleküle aus einfachen oder kleinen Molekülen. Der Anabolismus erfordert Energie und wird als endogene Reaktion bezeichnet.

ZweiteKatabolismusreaktionen sind Abbaureaktionen. Katabolismus ist der Abbau großer Moleküle in einfachere, begleitet von der Freisetzung von Energie, was als exergonische Reaktion bezeichnet wird. Die Gesamtsumme der Anabolismus- und Katabolismusreaktionen wird als Stoffwechsel (Auf- und Abbau) bezeichnet. Ein Beispiel für einen Katabolismusprozess ist die Atmung, während ein Beispiel für einen Anabolismusprozess die Photosynthese ist (Green et al., 1988).

Der Anabolismus umfasst drei grundlegende Phasen. Erstens die Produktion von Vorläufern wie Aminosäuren, Monosacchariden und Nukleotiden. Zweitens erfolgt die Aktivierung dieser Verbindungen in reaktive Formen mithilfe von Energie aus ATP. Drittens die Kombination dieser Vorläufer zu komplexen Molekülen wie Proteinen, Polysacchariden, Fetten und Nukleinsäuren. Anabolismus, der Lichtenergie nutzt, wird als Photosynthese bezeichnet, während Anabolismus, der chemische Energie nutzt, als Chemosynthese bezeichnet wird.

Die Ergebnisse des Anabolismus sind für wesentliche Funktionen nützlich. Zu diesen Ergebnissen zählen Glykogen und Protein als Brennstoff im Körper sowie Nukleinsäuren zum Kopieren genetischer Informationen. Proteine, Lipide und Kohlenhydrate bilden die Körperstruktur von Lebewesen, sowohl intrazellulär als auch extrazellulär. Wenn die Synthese dieser Stoffe schneller erfolgt als ihr Abbau, wächst der Organismus.

Photosynthese

Bei der Photosynthese werden mithilfe von Lichtenergie aus anorganischen Kohlenstoffverbindungen (Kohlendioxid) und Wasser organische Kohlenstoffverbindungen (Glukose) hergestellt. Die Photosynthesereaktion kann wie folgt zusammengefasst werden.

Die Photosynthese wird nur von photoautotrophen Organismen wie Grünpflanzen, Algen und bestimmten Bakterienarten durchgeführt. Diese Organismen können Photosynthese betreiben, weil sie über photosynthetische Pigmente verfügen, die Geräte zum Einfangen von Sonnenlicht sind. Zu den photosynthetischen Pigmenten gehören Chlorophyll, Carotin, Phycoerythrin und Phycocyanin.

Sonnenlicht fungiert als Energiequelle. Die im Licht enthaltene Energiemenge hängt von seiner Wellenlänge ab. Sonnenlicht, das zur Photosynthese genutzt werden kann, hat eine bestimmte Wellenlänge. Beispielsweise kann Chlorophyll A nur Licht mit einer Wellenlänge von etwa 600–700 nm maximal absorbieren, während Chlorophyll B Licht mit einer Wellenlänge von 400–500 nm absorbiert.

Unter den photosynthetischen Pigmenten ist Chlorophyll das Hauptpigment. Chlorophyll oder die grüne Substanz in Blättern kommt in Chloroplasten vor. Der Prozess der Photosynthese findet also auch in Chloroplasten statt. Chloroplasten kommen in den Blättern, Stängeln oder Blütenblättern grüner Pflanzen vor. Der Prozess der Photosynthese kann also in grünen Pflanzenteilen stattfinden, findet jedoch hauptsächlich in den Blättern statt. In Blättern kommen Chloroplasten häufig im Schwammgewebe und im Palisadengewebe oder Stangengewebe vor.

Wo die Photosynthese stattfindet

In Chloroplasten gibt es Körnchen, die Granum genannt werden. Ein Granum ist durch eine Lamelle, die sogenannte intergranulare Lamelle, mit einem anderen verbunden. Ein Granum besteht aus Einheiten, die Thylakoide genannt werden. Chlorophyll a und Chlorophyll b kommen in der Thylakoidmembran vor. Grana kommen in einer Flüssigkeit vor, die Stroma genannt wird.

Lichtabsorbierende Pigmente aus Chlorophyll a und Chlorophyll b befinden sich in der Thylakoidmembran und bilden Gruppen, die Photosysteme genannt werden. Das Fotosystem ist eine Funktionseinheit, die Licht einfängt. Ein Photosystem besteht aus etwa 200 Chlorophyllmolekülen. Es gibt zwei Photosysteme, nämlich Photosystem I (FS I) und Photosystem II (FS II).

Phasen der Photosynthese

Die Photosynthesereaktion besteht aus zwei Stufen, nämlich der Lichtreaktion und der Dunkelreaktion:

Leichte Reaktion

Die Lichtreaktion findet in Gegenwart von Sonnenlicht in der Grana statt. Bei der Lichtreaktion wird Sonnenenergie vom Chlorophyll absorbiert und in chemische Energie umgewandelt. Chemische Energie wird in zwei Arten hochenergetischer Moleküle gespeichert, nämlich ATP und NADPH. Bei der Lichtreaktion kommt es zur Photolyse, also zur Zersetzung von Wasser durch Licht, wodurch Wasserstoff- und Sauerstoffionen entstehen. Die Photolyse liefert Elektronen bei Lichtreaktionen.

Dunkle Reaktion

Unabhängig davon, ob Licht vorhanden ist oder nicht, können Dunkelreaktionen auftreten. Diese Reaktion findet im Stroma statt. Bei der Dunkelreaktion werden das bei der Lichtreaktion erzeugte ATP und NADPH als Energiequelle für die Reduktion von Kohlendioxid zu Glucose genutzt. Die Bildung von Glukose aus Kohlendioxid erfolgt im Calvin-Benson-Zyklus

Faktoren, die die Photosynthese beeinflussen

Der Photosyntheseprozess in Pflanzen wird stark von vielen Faktoren beeinflusst, sowohl internen als auch externen Faktoren. Interne Faktoren, zum Beispiel die Genetik, während externe Faktoren Temperatur, Licht, Wasser, Kohlendioxid und Mineralien umfassen.

Genetische Faktoren

Genetische oder erbliche Faktoren bestimmen maßgeblich die Photosyntheseaktivität. Dies liegt daran, dass unterschiedliche genetische Bedingungen zu unterschiedlichen Photosynthesemöglichkeiten in jeder Pflanze führen. Es gibt Pflanzen, die viel Chlorophyll enthalten, sodass ihre Photosyntheseaktivität sehr gut ist. Andererseits gibt es Pflanzen, die wenig Chlorophyll enthalten und daher auch nur eine geringe Photosyntheseaktivität aufweisen.

Temperatur

Wir wissen, dass für den Photosyntheseprozess Enzyme benötigt werden. Enzyme können optimal arbeiten, wenn die Umgebungstemperatur optimal ist. Liegt die Temperatur über der optimalen Temperatur, nimmt die Photosyntheserate ab, da die Enzymaktivität langsamer wird. Liegt die Temperatur unter der optimalen Temperatur, verringert sich ebenfalls die Photosyntheserate, da auch die Enzymaktivität verringert wird.

Licht

Damit die Photosynthese stattfinden kann, wird Licht als Energiequelle benötigt. Wichtige Lichtfaktoren sind die Belichtungsdauer, die Lichtintensität und die Lichtwellenlänge. Je länger das Licht, desto mehr photosynthetische Aktivität kann durchgeführt werden. Je höher die Lichtintensität, desto schneller ist die Photosyntheserate einer Pflanze.

Wasser

Die bei der Photosynthese ablaufende Reaktion ist die Synthese von Glukose aus Kohlendioxid. Ohne Wasser finden keine Photosynthesereaktionen statt. Denn Wasser in der Lichtreaktion wird durch den Photolyseprozess zum Lieferanten von Elektronen, die bei der Photophosphorylierung und der Bildung von ATP eine Rolle spielen NADPH. Bei Wassermangel kommt es bei Pflanzen zu physiologischen Störungen, die ablaufende Stoffwechselreaktionen und Prozesse hemmen können Photosynthese.

Kohlendioxid

Kohlendioxid ist wie Wasser auch ein Rohstoff für die Glukosesynthese bei der Photosynthese. Kohlendioxid in der Luft wird von Pflanzen gebunden und dann zu Glukose reduziert. Befindet sich wenig Kohlendioxid in der Luft, läuft der Photosyntheseprozess natürlich auch langsam ab.

Mineral

Mineralien wie Magnesium und Eisen spielen eine Rolle beim Aufbau von Chlorophyllmolekülen. Bei einem Mangel an diesen Mineralien fehlt es den Pflanzen an Chlorophyll. Infolgedessen wird die Pflanze Probleme bei der Durchführung der Photosynthese haben.

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Chemosynthese

Chemosynthese ist eine Biosynthesereaktion, die Energie aus chemischen Reaktionen nutzt. Die Chemosynthese wird von mehreren Arten von Bakterien durchgeführt, zum Beispiel von Nitritbakterien (Nitrosomonas und Nitrosococcus). Nitratbakterien (Nitrosobacter), Schwefelbakterien (Thiobacillus, Beggiatoa und Thiothrix) und Eisenbakterien (Cladothrix).

Nitritbakterien wandeln Ammonium in Nitrat um. Diese Umwandlung besteht aus zwei Schritten und wird von verschiedenen Bakterien durchgeführt. Die erste Stufe ist die Oxidation von Ammonium zu Nitrit, die durch Nitrosomonas- oder Nitrosococcus-Bakterien durchgeführt wird. Die zweite Stufe ist die Oxidation von Nitrit zu Nitrat, die durch Nitrobacter-Bakterien durchgeführt wird.

Diese chemischen Reaktionen erzeugen Energie, die für die Synthese von Kohlenhydraten aus anorganischen Kohlenstoffquellen verwendet wird. Als Kohlenstoffquellen können Kohlendioxid (CO2), Carbonat (CO^) oder Methan (CH4) verwendet werden.

Die chemosynthetischen Bakterien, die Schwefel oxidieren können, sind Thiobacillus thio-oxidans. Diese Bakterien können anorganischen Schwefel (Schwefel) oxidieren und die für ihre Lebensaktivitäten benötigte Energie produzieren. Unterdessen sind Thiobacillus ferro-oxidans-Bakterien in der Lage, Eisen zu oxidieren.

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Unterschied zwischen Anabolismus und Katabolismus

• Anabolismus ist der Prozess der Synthese kleiner chemischer Moleküle zu größeren Molekülen, während Katabolismus der Prozess der Zerlegung großer Moleküle in kleine Moleküle ist.
• Anabolismus ist ein Prozess, der Energie erfordert, während Katabolismus ein Prozess ist, der Energie freisetzt.
• Anabolismus ist eine Reduktionsreaktion, während Katabolismus eine Oxidationsreaktion ist.
  Oftmals ist das Endergebnis des Anabolismus eine Ausgangsverbindung für den Katabolismusprozess. (Wiradikusumah, 1985).

Das ist die Rezension von Seputartahu.co.id um Anabolismus-Reaktionen, Hoffentlich kann es Ihren Einblick und Ihr Wissen erweitern. Vielen Dank für Ihren Besuch und vergessen Sie nicht, andere Artikel zu lesen.