代謝、同化作用、異化作用の説明
代謝の定義
代謝という用語はギリシャ語、つまり変化または変容を意味する「メタボール」に由来します。 それは、食物や他の物質をエネルギーや体が使用する他の代謝副産物に変換する体内のさまざまなプロセスに関連しています。 エネルギーの放出または吸収を伴う、特別な特性を持つ物質から新しい特性を持つ別の物質への変化。
代謝は、細菌、原生動物、真菌、植物、動物などの非常に単純な単細胞の生き物から始まる、生物で発生するすべての化学反応プロセスです。 人間にとって、体の構造が非常に複雑な生き物。 この過程で、生物は周囲から化合物を取得、変化、使用して生命を維持します。
代謝は、最初の基質から始まり、最終生成物で終わる、生物の体内で発生する化学プロセス全体として解釈することもできます。 代謝は、細胞レベルの両方で生命活動に役立つエネルギーを生成することを目的としています （細胞分裂、細胞内外への分子の輸送）および個々のレベル（読み取り、書き込み、歩行、 実行中など）。 代謝には4つの特定の機能があります。
- 環境または太陽エネルギーからのエネルギー豊富な食品エッセンスの分解から化学エネルギーを取得すること。
- 栄養素分子を細胞高分子の前駆体構築単位に変換すること。
- これらのビルディングユニットをタンパク質、核酸、脂質、多糖類、およびその他の細胞成分に組み合わせる。
- 細胞特異的真菌で必要な生体分子を形成および分解すること。
代謝は、栄養素の吸収だけでなく消化機能にも役立ちます。 それは栄養、水分補給、および身体活動によって最も影響を受けます。 これらの各項目は、最適な代謝の健康の重要な側面です。 不足していると、代謝率も低下します。 その結果、健康にも影響があります。
代謝には、複雑な有機分子の合成（同化作用）と分解（異化作用）が含まれます。 代謝は通常、代謝経路としても知られる酵素が関与するステップで構成されます。 総代謝は、生物のすべての生化学的プロセスです。 細胞代謝には、細胞内のすべての化学プロセスが含まれます。 代謝がなければ、生物は生き残れません。 代謝の産物は呼ばれます 代謝物. 発生段階または体の一部における代謝物の全体的な組成を研究する生物学の分野は、 メタボロミクス.
代謝には、生細胞内の化合物または成分の合成と分解のプロセスが含まれます。 合成のプロセスは同化作用と呼ばれ、分解のプロセスは異化作用と呼ばれます。 すべての代謝反応は、炭酸の水と二酸化炭素への分解などの単純な反応を含む酵素によって触媒されます。 膜を介して細胞に化学物質を出し入れするプロセス。 タンパク質生合成の長くて複雑なプロセス。 または、口、胃、腸、腸から始まる消化器系の食品成分を分解するプロセス 腸壁を介した分解生成物の吸収、および体のすべての部分へのその分布 それが必要。
代謝のもう1つの重要な側面は、解毒プロセスにおけるその役割、つまり、毒性物質を体から除去できる非毒性化合物に変換するための反応メカニズムです。
同化作用はいくつかの点で異化作用と区別されます：同化作用は小分子を分子に合成するプロセスです より大きな分子、異化作用は反対です、すなわち、大きな分子を分子に分解するプロセス 小さい; 同化作用はエネルギーを必要とするプロセスですが、異化作用はエネルギーを放出するプロセスです。 同化作用は還元反応であり、異化作用は酸化反応です。 多くの場合、同化作用の最終産物は異化作用の出発化合物です。 異化作用の機能は、他の分子を合成するための原料を提供し、化学エネルギーを提供することです。
同化作用の定義
同化作用は、単純な化合物を複雑な化合物または分子に変換するプロセスです。 これらのイベントは外部からのエネルギーを必要とし、そのエネルギーは単純な化合物をより複雑な化合物に結合するために使用されます。 したがって、このプロセスでは、必要なエネルギーが失われることはありません。 ただし、新しく形成された化合物や複雑な材料には化学結合の形で保存されます。 同化作用で使用されるエネルギーは、光エネルギーまたは化学エネルギーのいずれかです。 光エネルギーの同化作用は光合成と呼ばれ、化学エネルギーの同化作用は化学合成と呼ばれます。
細胞内の反応は2つのカテゴリーに分類できます。 まず、同化反応は形成反応、つまり単純/小分子からの大分子の合成です。 同化作用のプロセスはエネルギーを必要とし、そのプロセスは内因性反応と呼ばれます。 第二に、異化反応は分解反応です。 異化作用は、発エルゴン反応と呼ばれるエネルギーの放出を伴う、大きな分子のより単純な分子への分解です。 同化反応と異化反応の合計は、代謝（形成と分解）と呼ばれます。 異化プロセスの例は呼吸であり、同化プロセスの例は光合成です et al、 1988).
同化作用は、いくつかの点で異化作用と区別されます。
- 同化作用は、小さな化学分子をより大きな分子に合成するプロセスであり、異化作用は、大きな分子を小さな分子に分解するプロセスです。
- 同化作用はエネルギーを必要とするプロセスであり、異化作用はエネルギーを放出するプロセスです。
- 同化作用は還元反応であり、異化作用は酸化反応です。
- 多くの場合、同化作用の最終産物は、異化作用プロセスの開始化合物です。 （Wiradikusumah、1985）。
植物、藻類、光合成細菌などの一部の生物は、光合成の過程を通じて太陽光からエネルギーを得ることができます。 光合成は、放射エネルギーを化学エネルギーに変換するプロセスです。 太陽光はフォトンと呼ばれる粒子で構成されており、各フォトンには一定量のエネルギーが含まれています。 光子のエネルギー量は光の波長に依存します。波長が短いほど、光子に含まれるエネルギーは大きくなります。 たとえば、青色光からの光子は、赤色光からの光子よりも高いエネルギーを含んでいます（Fardiaz、1992）。
光合成は、光の影響下にある一酸化炭素と水が、炭素を含みエネルギーに富む有機化合物に変換されるプロセスです。 光合成のプロセスは炭水化物を形成することを目的としており、以下の反応が適用されます：（Harjadi、1979）。
葉は茎から成長する植物器官の1つであり、一般に緑色で、主に光合成による太陽光からのエネルギーのキャッチャーとして機能します。 植物は独立栄養生物であるため、葉は植物が生活を営むための最も重要な器官です。 植物は、光エネルギーを化学エネルギーに変換することにより、独自のエネルギー需要を供給しなければなりません（Audesirk＆Audesirk、1989）。
表皮は、植物体のすべての部分を覆う細胞の層です。 表皮は植物を乾燥や損傷から保護します。 表皮細胞はワックス状の物質を分泌します（去る）と呼ばれる厚い層を形成します キューティクル. キューティクル それは細胞壁に存在し、蒸発中の水分損失を減らし、病原体の侵入をブロックします（緑、 et al, 1988 ).
さまざまな植物の葉の表皮は、層の数、形状、構造、気孔の配置、毛状突起の外観、およびそれらの配置と特殊な細胞の存在が異なります。 葉の構造は通常平らであるため、両面にある表皮組織を区別します。 上の節間により近く、通常は上を向いている葉の表面は向軸面と呼ばれ、もう一方の面は背軸面と呼ばれます（Fahn、1991）。
表皮の上部と下部には、気孔（単数：気孔）と呼ばれる小さな毛穴があります。 陸上植物では、葉の下部表皮の気孔の数は、葉からの水分損失を最小限に抑えるための植物の適応である上部表皮よりも多くなります。 気孔はガス交換（O2 およびCO2). また、植物からの水分除去を調節する役割も果たします（Audesirk＆Audesirk、1983）。
気孔は表皮組織にあります。 各気孔の穴は2つの孔辺細胞に囲まれています。 これらの孔辺細胞は、光合成活動の結果としてのグルコース濃度の変化に基づいて気孔の開閉を調節します。 孔辺細胞は柔軟性があります。 浸透圧が上昇すると、水分濃度が低下し、浸透によって水が孔辺細胞に移動します。 これにより孔辺細胞が膨張し、気孔が開きます。 気孔のサイズの変化は、光、二酸化炭素、水の濃度の影響を受ける可能性があります。 植物の蒸散と蒸発のほとんどは気孔を通して起こります。 気孔が大きく開くと、より多くの水分が失われます（Audesirk＆Audesirk、1983）。
気孔の開閉は、二酸化炭素の需要と水分の損失の間でバランスを取る必要があります。 一般的に、気孔は日中に開き、夜に閉じます。 さらに、植物が脱水されると気孔も閉じます et al, 1992).
光合成の2番目のプロセスは暗反応です。 光がない状態で反応するため、暗反応と呼ばれます。 光合成の暗い反応は葉緑体で起こります。 暗反応の間、炭素、水素、および酸素で構成される複雑な糖分子は、炭水化物と水素NADPHの単純な分子で構成されます。2. どちらも光反応で生成されています。 PGAはホスホグリセルアルデヒドに還元されます。これは、生細胞が無数の生命物質すべての合成の前駆体として使用できる3炭素化合物です。 PGALが形成されると、いくつかの選択肢が利用可能になります。 フルクトースやグルコースなど、PGALの3つの炭素の一部を6つの炭素糖に還元することができます。これはさらに可能性があります。 一般的な貯蔵製品に還元されるか、おそらく脂肪やアミノ酸に変換される酵素によって還元されます（Ritchie＆ キャロル、1983）。
物事-光合成のプロセスを実行するために必要なもの、すなわち、とりわけ：
- 光
- クロロフィル、光合成色素
- 色素体組織
- 二酸化炭素
- 水
異化作用の定義
異化作用とは、複雑な（有機）化合物を、エネルギーを生成する単純な（無機）化合物に分解または分解することです。 細胞が使用するには、生成されたエネルギーをATP（アデノシン三リン酸）に変換する必要があります。 ATPは、3つのリン酸基に結合したアデニン基です。 リン酸基の放出は、細胞が直接使用するエネルギーを生成し、化学反応、成長、輸送、運動、生殖などを実行するために使用されます。
異化作用の例は、細胞呼吸です。これは、食物が分解されてエネルギーを生成するプロセスです。 呼吸の原料は炭水化物、脂肪酸、アミノ酸であり、その結果、CO2（二酸化炭素、水、エネルギー）が発生します。 呼吸は、すべての生細胞、動物細胞、植物細胞によって行われます。
生物がその活動に使用できるエネルギーを生成することにより、複雑な化合物をより単純な化合物に分解または分解するプロセスです。 有機化合物は一連の原子にエネルギーを蓄えます。 酵素の助けを借りて、細胞はより少ないエネルギーでより単純な分子を定期的に分解します。 生物がエネルギーを生成するには、次の2つの方法があります。
- 細胞呼吸は有機燃料として酸素を使用しています。細胞呼吸のプロセス全体は次のとおりです。 有機化合物+酸素=二酸化炭素+水+エネルギー
- 発酵または嫌気呼吸は、酸素を使用せずに行われる分子を分解するプロセスです。
異化反応の例
細胞内で起こる好気性呼吸におけるグルコースのCO2とH2Oへの変換。 ブドウ糖の分解には酸素が必要で、一定量のエネルギーを放出します。 その後、エネルギーはさまざまな活動に使用されます。
結論同化作用と異化作用
上記の結果から、同化反応はエネルギー貯蔵で起こると結論付けられるので、同化作用は吸エルゴン反応です。 吸エルゴン反応は、エネルギーを必要とする反応です。 反応が熱の形でエネルギーを必要とする場合、その反応は吸熱反応と呼ばれます。
異化作用とは対照的に、異化作用はエネルギーを放出する反応です。 したがって、反応は異常なものです。 反応が熱の形でエネルギーを放出する場合、それは発熱反応と呼ばれます。