Reakcje anabolizmu: definicja, procesy fotosyntezy i chemosyntezy

Reakcje anabolizmu: definicja, procesy fotosyntezy i chemosyntezy – Proces pozyskiwania energii przez organizm nazywa się metabolizmem. Metabolizm nadal dzieli się na 2, a mianowicie katabolizm i anabolizm. Z tej okazji Seputartahu.co.id omówimy co i jak zachodzi proces reakcji anabolizmu w organizmie. Spójrzmy na poniższy artykuł, aby dowiedzieć się więcej na ten temat.

Reakcje anabolizmu: definicja, procesy fotosyntezy i chemosyntezy

---

Anabolizm, biosynteza lub asymilacja to proces łączenia prostych związków chemicznych w złożone związki chemiczne lub cząsteczki. Te złożone związki są zwykle nazywane związkami wielkocząsteczkowymi. Powstałe makrocząsteczki mogą przybierać różne formy, takie jak kwasy nukleinowe, tłuszcze, węglowodany i białka. To zdarzenie wymaga energii z zewnątrz, następnie energia ta jest wykorzystywana do wiązania prostych związków w bardziej złożone związki. Reakcje anaboliczne wymagają energii uzyskanej z reakcji katabolizmu.

Reakcje w komórkach można podzielić na dwie kategorie:

Pierwszy, reakcje anabolizmu to reakcje tworzenia, a mianowicie synteza dużych cząsteczek z prostych lub małych cząsteczek. Proces anabolizmu wymaga energii i proces ten nazywa się reakcją endogenną.

Drugi, reakcje katabolizmu są reakcjami rozkładu. Katabolizm to rozkład dużych cząsteczek na prostsze, któremu towarzyszy uwolnienie energii, co nazywa się reakcją egzoenergetyczną. Całkowita suma reakcji anabolizmu i katabolizmu nazywa się metabolizmem (tworzenie i rozkład). Przykładem procesu katabolizmu jest oddychanie, natomiast przykładem procesu anabolizmu jest fotosynteza (Green i in., 1988).

Anabolizm obejmuje trzy podstawowe etapy. Po pierwsze, produkcja prekursorów, takich jak aminokwasy, monosacharydy i nukleotydy. Po drugie, jest to aktywacja tych związków do form reaktywnych przy wykorzystaniu energii z ATP. Po trzecie, połączenie tych prekursorów w złożone cząsteczki, takie jak białka, polisacharydy, tłuszcze i kwasy nukleinowe. Anabolizm wykorzystujący energię świetlną nazywany jest fotosyntezą, natomiast anabolizm wykorzystujący energię chemiczną znany jest jako chemosynteza.

Wyniki anabolizmu są przydatne w podstawowych funkcjach. Wyniki te obejmują glikogen i białko jako paliwo w organizmie oraz kwasy nukleinowe do kopiowania informacji genetycznej. Białka, lipidy i węglowodany tworzą strukturę ciała żywych organizmów, zarówno wewnątrzkomórkowych, jak i zewnątrzkomórkowych. Jeśli synteza tych materiałów będzie szybsza niż ich rozkład, organizm będzie rósł.

Fotosynteza

Fotosynteza to okres wytwarzania organicznych związków węgla (glukozy) z nieorganicznych związków węgla (dwutlenku węgla) i wody za pomocą energii świetlnej. Reakcję fotosyntezy można podsumować w następujący sposób.

Fotosyntezę przeprowadzają wyłącznie organizmy fotoautotroficzne, takie jak rośliny zielone, algi i niektóre rodzaje bakterii. Organizmy te mogą przeprowadzać fotosyntezę, ponieważ mają pigmenty fotosyntetyczne, które są urządzeniami wychwytującymi światło słoneczne. Pigmenty fotosyntetyczne obejmują chlorofil, karoten, fikoerytrynę i fikocyjaninę.

Światło słoneczne pełni rolę źródła energii. Ilość energii zawartej w świetle zależy od jego długości fali. Światło słoneczne, które można wykorzystać do fotosyntezy, ma określoną długość fali. Na przykład chlorofil a może maksymalnie absorbować światło o długości fali około 600-700 nm, podczas gdy chlorofil b absorbuje światło o długości fali 400-500 nm.

Wśród pigmentów fotosyntetycznych głównym pigmentem jest chlorofil. Chlorofil, czyli zielona substancja występująca w liściach, znajduje się w chloroplastach. Zatem proces fotosyntezy zachodzi również w chloroplastach. Chloroplasty można znaleźć w liściach, łodygach lub płatkach kwiatów roślin zielonych. Zatem proces fotosyntezy może zachodzić w zielonych częściach roślin, ale głównie zachodzi w liściach. W liściach chloroplasty często znajdują się w tkance gąbczastej oraz w tkance palisady lub tkance słupkowej.

Gdzie zachodzi fotosynteza

W chloroplastach znajdują się granulki zwane granum. Jeden granulat jest połączony z drugim blaszką zwaną blaszką międzykrystaliczną. Jeden granum składa się z jednostek zwanych tylakoidami. Chlorofil a i chlorofil b znajdują się w błonie tylakoidów. Grana znajdują się w płynie zwanym zrębem.

Pigmenty pochłaniające światło, składające się z chlorofilu a i chlorofilu b, znajdują się w błonie tylakoidów i tworzą grupy zwane fotosystemami. Fotosystem to jednostka funkcjonalna, która wychwytuje światło. Jeden fotosystem składa się z około 200 cząsteczek chlorofilu. Istnieją dwa fotosystemy, a mianowicie fotosystem I (FS I) i fotosystem II (FS II).

Etapy fotosyntezy

Reakcja fotosyntezy składa się z dwóch etapów, mianowicie reakcji światła i reakcji ciemności:

Lekka reakcja

Reakcja świetlna zachodzi w obecności światła słonecznego i zachodzi w granie. W reakcji świetlnej energia słoneczna jest absorbowana przez chlorofil i przekształcana w energię chemiczną. Energia chemiczna jest magazynowana w dwóch rodzajach cząsteczek wysokoenergetycznych, a mianowicie ATP i NADPH. Podczas reakcji świetlnej zachodzi fotoliza, czyli rozkład wody pod wpływem światła, w wyniku którego powstają jony wodoru i tlenu. Fotoliza jest dostawcą elektronów w reakcjach świetlnych.

Mroczna reakcja

Ciemne reakcje mogą wystąpić niezależnie od tego, czy jest światło, czy nie. Ta reakcja zachodzi w zrębie. W reakcji ciemnej ATP i NADPH powstałe w reakcji jasnej wykorzystywane są jako źródło energii do redukcji dwutlenku węgla do glukozy. Tworzenie glukozy z dwutlenku węgla odbywa się w cyklu Calvina Bensona

Czynniki wpływające na fotosyntezę

Na proces fotosyntezy zachodzący w roślinach duży wpływ ma wiele czynników, zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych. Czynniki wewnętrzne, na przykład genetyka, natomiast czynniki zewnętrzne obejmują temperaturę, światło, wodę, dwutlenek węgla i minerały.

Czynniki genetyczne

Czynniki genetyczne lub dziedziczne w dużym stopniu determinują aktywność fotosyntezy. Dzieje się tak, ponieważ różne warunki genetyczne powodują różnice w możliwościach fotosyntezy w każdej roślinie. Są rośliny, które zawierają dużo chlorofilu, więc ich aktywność fotosyntetyczna będzie bardzo dobra. Z drugiej strony są rośliny, które zawierają mało chlorofilu, więc ich aktywność fotosyntetyczna jest również niska.

Temperatura

Wiemy, że do zajścia procesu fotosyntezy potrzebne są enzymy. Enzymy mogą działać optymalnie, jeśli temperatura otoczenia jest optymalna. Jeśli temperatura jest wyższa od optymalnej, tempo fotosyntezy spada, ponieważ aktywność enzymu staje się wolniejsza. Podobnie, jeśli temperatura jest niższa od optymalnej, tempo fotosyntezy spadnie, ponieważ zmniejszona zostanie również aktywność enzymów.

Światło

Aby mogła zachodzić fotosynteza, jako źródło energii potrzebne jest światło. Ważnymi czynnikami świetlnymi są czas ekspozycji, natężenie światła i długość fali światła. Im dłuższe światło, tym większa aktywność fotosyntetyczna. Im wyższe natężenie światła, tym szybsze tempo fotosyntezy rośliny.

Woda

Reakcją zachodzącą podczas fotosyntezy jest synteza glukozy z dwutlenku węgla. Bez wody reakcje fotosyntezy nie zajdą. Ponieważ woda w reakcji świetlnej poprzez proces fotolizy staje się dostawcą elektronów, które odgrywają rolę w fotofosforylacji i tworzeniu ATP NADPH W przypadku braku wody u roślin wystąpią zaburzenia fizjologiczne, które mogą zahamować zachodzące reakcje metaboliczne, w tym procesy fotosynteza.

Dwutlenek węgla

Podobnie jak woda, dwutlenek węgla jest również surowcem do syntezy glukozy w procesie fotosyntezy. Dwutlenek węgla w powietrzu zostanie związany przez rośliny, a następnie zredukowany do glukozy. Jeśli w powietrzu jest mało dwutlenku węgla, proces fotosyntezy również będzie oczywiście przebiegał powoli.

Minerał

Minerały, takie jak magnez i żelazo, odgrywają rolę w tworzeniu cząsteczek chlorofilu. Jeśli brakuje tych minerałów, roślinom zabraknie chlorofilu. W rezultacie roślina będzie miała problemy z przeprowadzeniem fotosyntezy.

---

Chemosynteza

Chemosynteza to reakcja biosyntezy, w której wykorzystuje się energię pochodzącą z reakcji chemicznych. Chemosyntezę prowadzi kilka rodzajów bakterii, np. bakterie azotynowe (Nitrosomonas i Nitrosococcus), bakterie azotanowe (Nitrosobacter), bakterie siarkowe (Thiobacillus, Beggiatoa i Thiothrix) i bakterie żelaza (Cladotrix).

Bakterie azotynowe przekształcają amon w azotan. Konwersja ta składa się z dwóch etapów i jest przeprowadzana przez różne bakterie. Pierwszym etapem jest utlenianie amonu do azotynów prowadzone przez bakterie Nitrosomonas lub Nitrosococcus. Drugi etap to utlenianie azotynów do azotanów, które przeprowadzają bakterie Nitrobacter.

W wyniku tych reakcji chemicznych powstaje energia, która zostanie wykorzystana do syntezy węglowodanów z nieorganicznych źródeł węgla. Źródłami węgla, które można zastosować, może być dwutlenek węgla (C02), węglan (CO^) lub metan (CH4).

Bakterie chemosyntetyzujące, które mogą utleniać siarkę, to Thiobacillus tio-oksydanty. Bakterie te potrafią utleniać siarkę nieorganiczną (siarkę) i wytwarzać energię potrzebną do ich czynności życiowych. Tymczasem bakterie Thiobacillus ferro-oxydans mają zdolność utleniania żelaza.

---

Różnica między anabolizmem a katabolizmem

• Anabolizm to proces syntezy małych cząsteczek chemicznych w większe cząsteczki, podczas gdy katabolizm to proces rozkładania dużych cząsteczek na małe cząsteczki.
• Anabolizm to proces wymagający energii, podczas gdy katabolizm to proces uwalniający energię.
• Anabolizm jest reakcją redukcji, katabolizm jest reakcją utleniania.
  Często końcowy wynik anabolizmu jest związkiem wyjściowym dla procesu katabolizmu. (Wiradikusumah, 1985).

To recenzja z Seputartahu.co.id o Reakcje anaboliczne, Mamy nadzieję, że poszerzy to Twoją wiedzę i wnikliwość. Dziękujemy za odwiedziny i nie zapomnij przeczytać innych artykułów.