Αντιδράσεις Αναβολισμού: Ορισμός, Διαδικασίες Φωτοσύνθεσης και Χημειοσύνθεσης

Αντιδράσεις Αναβολισμού: Ορισμός, Διαδικασίες Φωτοσύνθεσης και Χημειοσύνθεσης – Η διαδικασία με την οποία το σώμα αποκτά ενέργεια ονομάζεται μεταβολισμός. Ο μεταβολισμός εξακολουθεί να χωρίζεται σε 2, δηλαδή τον καταβολισμό και τον αναβολισμό. Σ'αυτή την περίπτωση Seputartahu.co.id θα συζητήσει τι και πώς συμβαίνει η διαδικασία αντίδρασης αναβολισμού στο σώμα. Ας δούμε το παρακάτω άρθρο για να μάθετε περισσότερα για αυτό.

Αντιδράσεις Αναβολισμού: Ορισμός, Διαδικασίες Φωτοσύνθεσης και Χημειοσύνθεσης

---

Ο αναβολισμός ή βιοσύνθεση ή αφομοίωση είναι η διαδικασία συγκρότησης απλών χημικών ενώσεων σε πολύπλοκες χημικές ενώσεις ή μόρια. Αυτές οι πολύπλοκες ενώσεις ονομάζονται συνήθως μακρομοριακές ενώσεις. Τα μακρομόρια που σχηματίζονται μπορούν να λάβουν διάφορες μορφές όπως νουκλεϊκά οξέα, λίπη, υδατάνθρακες και πρωτεΐνες. Αυτό το γεγονός απαιτεί ενέργεια από το εξωτερικό, τότε αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για τη σύνδεση απλών ενώσεων σε πιο σύνθετες ενώσεις. Οι αντιδράσεις αναβολισμού απαιτούν ενέργεια που λαμβάνεται από αντιδράσεις καταβολισμού.

Οι αντιδράσεις στα κύτταρα μπορούν να ομαδοποιηθούν σε δύο κατηγορίες:

Πρώτα, οι αντιδράσεις αναβολισμού είναι αντιδράσεις σχηματισμού, δηλαδή η σύνθεση μεγάλων μορίων από απλά ή μικρά μόρια. Η διαδικασία του αναβολισμού απαιτεί ενέργεια και η διαδικασία ονομάζεται ενδογενής αντίδραση.

Δεύτερος, οι αντιδράσεις καταβολισμού είναι αντιδράσεις διάσπασης. Καταβολισμός είναι η διάσπαση μεγάλων μορίων σε απλούστερα που συνοδεύεται από την απελευθέρωση ενέργειας που ονομάζεται εξεργονική αντίδραση. Το συνολικό άθροισμα των αντιδράσεων αναβολισμού και καταβολισμού ονομάζεται μεταβολισμός (σχηματισμός και διάσπαση). Ένα παράδειγμα μιας διαδικασίας καταβολισμού είναι η αναπνοή, ενώ ένα παράδειγμα μιας διαδικασίας αναβολισμού είναι η φωτοσύνθεση (Green et al, 1988).

Ο αναβολισμός περιλαμβάνει τρία βασικά στάδια. Πρώτον, η παραγωγή προδρόμων ουσιών όπως αμινοξέα, μονοσακχαρίτες και νουκλεοτίδια. Δεύτερον, είναι η ενεργοποίηση αυτών των ενώσεων σε αντιδραστικές μορφές χρησιμοποιώντας ενέργεια από το ATP. Τρίτον, ο συνδυασμός αυτών των πρόδρομων ουσιών σε πολύπλοκα μόρια, όπως πρωτεΐνες, πολυσακχαρίτες, λίπη και νουκλεϊκά οξέα. Ο αναβολισμός που χρησιμοποιεί φωτεινή ενέργεια είναι γνωστός ως φωτοσύνθεση, ενώ ο αναβολισμός που χρησιμοποιεί χημική ενέργεια είναι γνωστός ως χημειοσύνθεση.

Τα αποτελέσματα του αναβολισμού είναι χρήσιμα σε βασικές λειτουργίες. Αυτά τα αποτελέσματα περιλαμβάνουν γλυκογόνο και πρωτεΐνη ως καύσιμο στο σώμα, νουκλεϊκά οξέα για την αντιγραφή γενετικών πληροφοριών. Οι πρωτεΐνες, τα λιπίδια και οι υδατάνθρακες συνθέτουν τη δομή του σώματος των ζωντανών όντων, τόσο ενδοκυττάρια όσο και εξωκυττάρια. Εάν η σύνθεση αυτών των υλικών είναι ταχύτερη από τη διάσπασή τους, ο οργανισμός θα αναπτυχθεί.

Φωτοσύνθεση

Η φωτοσύνθεση είναι μια περίοδος παρασκευής οργανικών ενώσεων άνθρακα (γλυκόζη) από ανόργανες ενώσεις άνθρακα (διοξείδιο του άνθρακα) και νερό με τη βοήθεια της φωτεινής ενέργειας. Η αντίδραση φωτοσύνθεσης μπορεί να συνοψιστεί ως εξής.

Η φωτοσύνθεση πραγματοποιείται μόνο από φωτοαυτοτροφικούς οργανισμούς, όπως πράσινα φυτά, φύκια και ορισμένους τύπους βακτηρίων. Αυτοί οι οργανισμοί μπορούν να πραγματοποιήσουν φωτοσύνθεση επειδή έχουν φωτοσυνθετικές χρωστικές ουσίες που είναι συσκευές για τη σύλληψη του ηλιακού φωτός. Οι φωτοσυνθετικές χρωστικές περιλαμβάνουν χλωροφύλλη, καροτίνη, φυκοερυθρίνη και φυκοκυανίνη.

Το ηλιακό φως λειτουργεί ως πηγή ενέργειας. Η ποσότητα ενέργειας που περιέχεται στο φως εξαρτάται από το μήκος κύματος του. Το ηλιακό φως που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για φωτοσύνθεση έχει ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος. Για παράδειγμα, η χλωροφύλλη α μπορεί να απορροφήσει στο μέγιστο μόνο φως με μήκος κύματος περίπου 600-700 nm, ενώ η χλωροφύλλη b απορροφά φως με μήκος κύματος 400-500 nm.

Μεταξύ των φωτοσυνθετικών χρωστικών, η χλωροφύλλη είναι η κύρια χρωστική ουσία. Η χλωροφύλλη ή η πράσινη ουσία στα φύλλα βρίσκεται στους χλωροπλάστες. Έτσι, η διαδικασία της φωτοσύνθεσης συμβαίνει και στους χλωροπλάστες. Οι χλωροπλάστες μπορούν να βρεθούν στα φύλλα, τους μίσχους ή τα πέταλα λουλουδιών των πράσινων φυτών. Έτσι, η διαδικασία της φωτοσύνθεσης μπορεί να συμβεί σε πράσινα μέρη των φυτών, αλλά κυρίως συμβαίνει στα φύλλα. Στα φύλλα, οι χλωροπλάστες βρίσκονται συχνά σε ιστό σπόγγου και σε ιστό παλίνθου ή ιστό πόλων.

Εκεί που γίνεται η φωτοσύνθεση

Στους χλωροπλάστες υπάρχουν κόκκοι που ονομάζονται granum. Ένα κόκκο συνδέεται με ένα άλλο με ένα έλασμα που ονομάζεται διακοκκώδες έλασμα. Ένα κοκκίο αποτελείται από μονάδες που ονομάζονται θυλακοειδή. Η χλωροφύλλη α και η χλωροφύλλη β βρίσκονται στη θυλακοειδή μεμβράνη. Τα Grana βρίσκονται στο υγρό που ονομάζεται στρώμα.

Φωτοαπορροφητικές χρωστικές ουσίες που αποτελούνται από χλωροφύλλη α και χλωροφύλλη β βρίσκονται στη μεμβράνη του θυλακοειδούς και σχηματίζουν ομάδες που ονομάζονται φωτοσυστήματα. Το φωτοσύστημα είναι μια λειτουργική μονάδα που συλλαμβάνει το φως. Ένα φωτοσύστημα αποτελείται από περίπου 200 μόρια χλωροφύλλης. Υπάρχουν δύο φωτοσυστήματα, δηλαδή το φωτοσύστημα I (FS I) και το φωτοσύστημα II (FS II).

Στάδια Φωτοσύνθεσης

Η αντίδραση φωτοσύνθεσης αποτελείται από δύο στάδια, δηλαδή την αντίδραση του φωτός και την αντίδραση του σκοταδιού:

Αντίδραση φωτός

Η αντίδραση φωτός λαμβάνει χώρα παρουσία ηλιακού φωτός και λαμβάνει χώρα στη γκράνα. Στην αντίδραση φωτός, η ηλιακή ενέργεια απορροφάται από τη χλωροφύλλη για να μετατραπεί σε χημική ενέργεια. Η χημική ενέργεια αποθηκεύεται σε δύο τύπους μορίων υψηλής ενέργειας, δηλαδή το ATP και το NADPH. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης φωτός, λαμβάνει χώρα η φωτόλυση, δηλαδή η αποσύνθεση του νερού από το φως που παράγει ιόντα υδρογόνου και οξυγόνου. Η φωτόλυση είναι ένας προμηθευτής ηλεκτρονίων σε αντιδράσεις φωτός.

Σκοτεινή Αντίδραση

Σκοτεινές αντιδράσεις μπορεί να συμβούν είτε υπάρχει φως είτε όχι. Αυτή η αντίδραση εμφανίζεται στο στρώμα. Στη σκοτεινή αντίδραση, το ATP και το NADPH που παράγονται στην αντίδραση φωτός χρησιμοποιούνται ως πηγή ενέργειας για τη μείωση του διοξειδίου του άνθρακα σε γλυκόζη. Ο σχηματισμός της γλυκόζης από το διοξείδιο του άνθρακα γίνεται μέσω του κύκλου Calvin Benson

Παράγοντες που επηρεάζουν τη φωτοσύνθεση

Η διαδικασία της φωτοσύνθεσης που συμβαίνει στα φυτά επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από πολλούς παράγοντες, τόσο εσωτερικούς όσο και εξωτερικούς παράγοντες. Εσωτερικοί παράγοντες, για παράδειγμα γενετικοί, ενώ εξωτερικοί παράγοντες περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία, το φως, το νερό, το διοξείδιο του άνθρακα και τα μέταλλα.

Γενετικοί Παράγοντες

Γενετικοί ή κληρονομικοί παράγοντες καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα. Αυτό συμβαίνει επειδή διαφορετικές γενετικές συνθήκες θα προκαλέσουν διαφορές στις εγκαταστάσεις φωτοσύνθεσης σε κάθε φυτό. Υπάρχουν φυτά που περιέχουν πολλή χλωροφύλλη οπότε η φωτοσυνθετική τους δράση θα είναι πολύ καλή. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν φυτά που περιέχουν λίγη χλωροφύλλη, επομένως η φωτοσυνθετική τους δραστηριότητα είναι επίσης χαμηλή.

Θερμοκρασία

Γνωρίζουμε ότι για να πραγματοποιηθεί η διαδικασία της φωτοσύνθεσης χρειάζονται ένζυμα. Τα ένζυμα μπορούν να λειτουργήσουν βέλτιστα εάν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι η βέλτιστη. Εάν η θερμοκρασία είναι πάνω από τη βέλτιστη θερμοκρασία, ο ρυθμός φωτοσύνθεσης μειώνεται επειδή η δραστηριότητα του ενζύμου γίνεται πιο αργή. Ομοίως, εάν είναι κάτω από τη βέλτιστη θερμοκρασία, ο ρυθμός φωτοσύνθεσης θα μειωθεί επειδή η ενζυμική δραστηριότητα μειώνεται επίσης.

Φως

Για να πραγματοποιηθεί η φωτοσύνθεση, απαιτείται φως ως πηγή ενέργειας. Σημαντικοί παράγοντες φωτός είναι η διάρκεια της έκθεσης, η ένταση του φωτός και το μήκος κύματος φωτός. Όσο μεγαλύτερο είναι το φως, τόσο περισσότερη φωτοσυνθετική δραστηριότητα μπορεί να πραγματοποιηθεί. Όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του φωτός, τόσο πιο γρήγορος είναι ο ρυθμός φωτοσύνθεσης ενός φυτού.

Νερό

Η αντίδραση που συμβαίνει στη φωτοσύνθεση είναι η σύνθεση γλυκόζης από διοξείδιο του άνθρακα. Χωρίς νερό δεν θα πραγματοποιηθούν αντιδράσεις φωτοσύνθεσης. Επειδή το νερό στην αντίδραση φωτός μέσω της διαδικασίας φωτόλυσης γίνεται προμηθευτής ηλεκτρονίων που παίζουν ρόλο στη φωτοφωσφορυλίωση και στο σχηματισμό του ATP NADPH. Εάν υπάρχει έλλειψη νερού, τα φυτά θα εμφανίσουν φυσιολογικές διαταραχές που μπορεί να αναστείλουν μεταβολικές αντιδράσεις που συμβαίνουν, συμπεριλαμβανομένων των διεργασιών φωτοσύνθεση.

Διοξείδιο του άνθρακα

Όπως το νερό, το διοξείδιο του άνθρακα είναι επίσης μια πρώτη ύλη για τη σύνθεση γλυκόζης στη φωτοσύνθεση. Το διοξείδιο του άνθρακα στον αέρα θα σταθεροποιηθεί από τα φυτά και στη συνέχεια θα αναχθεί σε γλυκόζη. Εάν υπάρχει λίγο διοξείδιο του άνθρακα στον αέρα, η διαδικασία της φωτοσύνθεσης φυσικά θα πραγματοποιηθεί επίσης αργά.

Ορυκτό

Ορυκτά, όπως το μαγνήσιο και ο σίδηρος, παίζουν ρόλο στη σύνθεση των μορίων χλωροφύλλης. Εάν υπάρχει έλλειψη αυτών των ορυκτών, τα φυτά θα στερούνται χλωροφύλλης. Ως αποτέλεσμα, το φυτό θα αντιμετωπίσει προβλήματα στη διεξαγωγή της φωτοσύνθεσης.

---

Χημειοσύνθεση

Η χημειοσύνθεση είναι μια αντίδραση βιοσύνθεσης που χρησιμοποιεί ενέργεια από χημικές αντιδράσεις. Η χημειοσύνθεση πραγματοποιείται από διάφορους τύπους βακτηρίων, για παράδειγμα νιτρώδη βακτήρια (Nitrosomonas και Nitrosococcus), νιτρικά βακτήρια (Nitrosobacter), βακτήρια θείου (Thiobacillus, Beggiatoa και Thiothrix) και βακτήρια σιδήρου (Cladothrix).

Τα νιτρώδη βακτήρια μετατρέπουν το αμμώνιο σε νιτρικό. Αυτή η μετατροπή αποτελείται από δύο στάδια και πραγματοποιείται από διαφορετικά βακτήρια. Το πρώτο στάδιο είναι η οξείδωση του αμμωνίου σε νιτρώδες που πραγματοποιείται από βακτήρια Nitrosomonas ή Nitrosococcus. Το δεύτερο στάδιο είναι η οξείδωση των νιτρωδών σε νιτρικά που πραγματοποιείται από τα βακτήρια Nitrobacter.

Αυτές οι χημικές αντιδράσεις παράγουν ενέργεια που θα χρησιμοποιηθεί για τη σύνθεση υδατανθράκων από ανόργανες πηγές άνθρακα. Οι πηγές άνθρακα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν μπορεί να είναι το διοξείδιο του άνθρακα (C02), το ανθρακικό (CO^) ή το μεθάνιο (CH4).

Τα χημειοσυνθετικά βακτήρια που μπορούν να οξειδώσουν το θείο είναι ο Thiobacillus thio-oxidans. Αυτά τα βακτήρια μπορούν να οξειδώσουν το ανόργανο θείο (θείο) και να παράγουν την ενέργεια που απαιτείται για τις δραστηριότητες της ζωής τους. Εν τω μεταξύ, τα βακτήρια Thiobacillus ferro-oxidans μπορούν να οξειδώσουν τον σίδηρο.

---

Διαφορά μεταξύ αναβολισμού και καταβολισμού

• Ο αναβολισμός είναι η διαδικασία σύνθεσης μικρών χημικών μορίων σε μεγαλύτερα μόρια, ενώ ο καταβολισμός είναι η διαδικασία διάσπασης μεγάλων μορίων σε μικρά μόρια.
• Ο αναβολισμός είναι μια διαδικασία που απαιτεί ενέργεια ενώ ο καταβολισμός είναι μια διαδικασία που απελευθερώνει ενέργεια.
• Ο αναβολισμός είναι μια αντίδραση αναγωγής ενώ ο καταβολισμός είναι μια αντίδραση οξείδωσης.
  Συχνά το τελικό αποτέλεσμα του αναβολισμού είναι μια αρχική ένωση για τη διαδικασία του καταβολισμού. (Wiradikusumah, 1985).

Αυτή είναι η κριτική από Seputartahu.co.id σχετικά με Αντιδράσεις αναβολισμού, Ας ελπίσουμε ότι μπορεί να αυξήσει τη διορατικότητα και τις γνώσεις σας. Σας ευχαριστούμε για την επίσκεψη και μην ξεχάσετε να διαβάσετε άλλα άρθρα.