Объяснение метаболизма, анаболизма и катаболизма
Определение метаболизма
Термин «метаболизм» происходит от греческого «Metabole», что означает изменение или трансформация. Это связано с различными процессами в организме, которые превращают пищу и другие вещества в энергию и другие побочные продукты метаболизма, используемые организмом. Переход от вещества с особыми свойствами к другому веществу с новыми свойствами, сопровождающийся выделением или поглощением энергии.
Метаболизм - это все процессы химических реакций, которые происходят в живых существах, начиная с очень простых одноклеточных существ, таких как бактерии, простейшие, грибы, растения, животные; людям, существам, чье строение тела очень сложное. В этом процессе живые существа получают, изменяются и используют химические соединения из окружающей среды для поддержания жизни.
Метаболизм также можно интерпретировать как весь химический процесс, происходящий в организме организма, который начинается с исходного субстрата и заканчивается конечным продуктом. Метаболизм направлен на производство энергии, которая полезна для жизнедеятельности как на клеточном уровне. (деление клеток, перенос молекул в клетки и из них), а также индивидуальные уровни (чтение, письмо, ходьба, бег и т. д.). Метаболизм выполняет четыре специфических функции, а именно:
- Для получения химической энергии от разложения богатых энергией пищевых эссенций из окружающей среды или солнечной энергии.
- Преобразование молекул питательных веществ в строительные блоки-предшественники макромолекул клетки.
- Чтобы объединить эти строительные единицы в белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды и другие компоненты клетки.
- Для образования и разложения необходимых биомолекул в клеточно-специфичных грибах.
Метаболизм помогает пищеварительной функции, а также усвоению питательных веществ. Больше всего на него влияет питание, гидратация и физическая активность. Каждый из этих элементов является важным аспектом оптимального метаболического здоровья. Когда его не хватает, скорость метаболизма также снижается. В результате скажется и на здоровье.
Метаболизм включает синтез (анаболизм) и распад (катаболизм) сложных органических молекул. Метаболизм обычно состоит из этапов с участием ферментов, также известных как метаболические пути. Общий обмен веществ - это все биохимические процессы в организме. Клеточный метаболизм включает в себя все химические процессы в клетках. Без метаболизма живые существа не могут выжить. Продукты обмена веществ называются метаболиты. Раздел биологии, изучающий общий состав метаболитов на стадии развития или в определенной части тела, называется метаболомика.
Метаболизм включает в себя процесс синтеза и разложения соединений или компонентов в живых клетках. Процесс синтеза называется анаболизмом, а процесс разложения - катаболизмом. Все метаболические реакции катализируются ферментами, включая простые реакции, такие как разложение угольной кислоты на воду и углекислый газ; процесс проникновения и удаления химических веществ из клеток и внутрь клеток через мембраны; длительный и сложный процесс биосинтеза белка; или процесс расщепления пищевых ингредиентов в пищеварительной системе, начиная с рта, желудка, кишечника и кишечника. всасывание продуктов распада через стенку кишечника, а также их распределение по всем частям тела нужно это.
Еще одна важная вещь о метаболизме - это его роль в процессе детоксикации, а именно в механизме реакции преобразования токсичных веществ в нетоксичные соединения, которые могут быть удалены из организма.
Анаболизм отличается от катаболизма в нескольких отношениях: анаболизм - это процесс синтеза небольших молекул в молекулы. более крупные молекулы, в то время как катаболизм противоположен, а именно процесс расщепления больших молекул на молекулы небольшой; анаболизм - это процесс, требующий энергии, тогда как катаболизм - это процесс высвобождения энергии; анаболизм - это реакция восстановления, а катаболизм - это реакция окисления; Часто конечный продукт анаболизма является исходным соединением для катаболизма. Функция катаболизма заключается в обеспечении сырьем для синтеза других молекул и обеспечении химической энергии.
Определение анаболизма
Анаболизм - это процесс преобразования простых химических соединений в сложные химические соединения или молекулы. Эти события требуют энергии извне, затем эта энергия используется для связывания простых соединений в более сложные соединения. Таким образом, в этом процессе не будет потеряна необходимая энергия. Однако он сохраняется в виде химических связей во вновь образованных соединениях или сложных материалах. Энергия, используемая при анаболизме, может быть световой или химической. Анаболизм световой энергии называется фотосинтезом, а анаболизм химической энергии - хемосинтезом.
Реакции в ячейках можно разделить на две категории. Во-первых, анаболические реакции - это реакции образования, а именно синтез больших молекул из простых / маленьких молекул. Процесс анаболизма требует энергии, и этот процесс называется эндогенной реакцией. Во-вторых, катаболические реакции - это реакции разложения. Катаболизм - это распад больших молекул на более простые, сопровождающийся выделением энергии, называемый экзергоническими реакциями. Общая сумма анаболических и катаболических реакций называется метаболизмом (образование и распад). Примером катаболического процесса является дыхание, а примером анаболического процесса - фотосинтез. и другие, 1988).
Анаболизм отличается от катаболизма несколькими способами, а именно:
- Анаболизм - это процесс синтеза небольших химических молекул в более крупные молекулы, в то время как катаболизм - это процесс расщепления больших молекул на маленькие.
- Анаболизм - это процесс, требующий энергии, в то время как катаболизм - это процесс высвобождения энергии.
- Анаболизм - это реакция восстановления, а катаболизм - это реакция окисления.
- Часто конечный продукт анаболизма является исходным соединением для процесса катаболизма. (Вирадикусумах, 1985).
Некоторые живые существа, такие как растения, водоросли и фотосинтезирующие бактерии, могут получать энергию от солнечного света в процессе фотосинтеза. Фотосинтез - это процесс преобразования лучистой энергии в химическую энергию. Солнечный свет состоит из частиц, называемых фотонами, где каждый фотон содержит определенное количество энергии. Количество энергии в фотоне зависит от длины волны света, причем чем меньше длина волны, тем больше энергии содержится в фотоне. Например, фотоны синего света содержат более высокую энергию, чем фотоны красного света (Fardiaz, 1992).
Фотосинтез - это процесс, при котором окись углерода и вода под воздействием света превращаются в органические соединения, содержащие углерод и богатые энергией. Процесс фотосинтеза направлен на образование углеводов, и применяются следующие реакции: (Harjadi, 1979).
Листья являются одним из органов растения, которые растут из стебля, как правило, зеленого цвета и в основном служат улавливателем энергии солнечного света посредством фотосинтеза. Листья являются наиболее важными органами для жизнедеятельности растений, потому что растения являются облигатными автотрофами. Растения должны обеспечивать свои собственные потребности в энергии за счет преобразования энергии света в химическую энергию (Audesirk & Audesirk, 1989).
Эпидермис - это слой клеток, покрывающий все части тела растения. Эпидермис защищает растение от пересыхания и травм. Эпидермальные клетки выделяют восковое вещество (покинуть), который образует толстый слой, называемый кутикула. Кутикула Он находится в клеточной стенке и помогает уменьшить потерю воды при испарении и блокирует проникновение патогенов (зеленый, и другие, 1988 ).
Эпидермис листьев у разных растений различается количеством слоев, формой, строением, расположением устьиц, внешним видом трихом и их расположением, а также наличием специализированных клеток. Поскольку структура листа обычно плоская, различают эпидермальную ткань, которая находится на обеих поверхностях. Поверхность листа, которая находится ближе к верхнему междоузлию и которая обычно обращена вверх, называется адаксиальной поверхностью, а другая поверхность известна как абаксиальная поверхность (Fahn, 1991).
В верхнем и нижнем эпидермисе есть небольшие поры, называемые устьицами (в единственном числе: стома). У наземных растений количество устьиц на нижнем эпидермисе листа больше, чем на верхнем эпидермисе, что является приспособлением растений для минимизации потери воды листьями. Устьицы играют роль в газообмене (O2 и CO2). Он также играет роль в регулировании удаления воды из растений (Audesirk & Audesirk, 1983).
Устьицы расположены в ткани эпидермиса. Каждое отверстие устьиц окружено 2 замыкающими клетками. Эти замыкающие клетки регулируют открытие и закрытие устьиц в зависимости от изменений концентрации глюкозы в результате фотосинтетической активности. Сторожевые ячейки гибкие. По мере увеличения осмотического давления концентрация воды уменьшается, и вода перемещается к замыкающим клеткам посредством осмоса. Это вызывает набухание замыкающих клеток и открытие устьиц. На изменение размера устьиц может влиять свет, концентрация углекислого газа и воды. Большая часть транспирации и испарения растений происходит через устьица. Если устьица открываются шире, теряется больше воды (Audesirk & Audesirk, 1983).
Открытие и закрытие устьиц должно быть сбалансировано между потреблением углекислого газа и потерей воды. Обычно устьица открываются днем и закрываются ночью. Кроме того, устьица закрываются при обезвоживании растения. и другие, 1992).
Второй процесс фотосинтеза - реакция темноты. Это называется темной реакцией, потому что реакция происходит в отсутствие света. В хлоропластах происходят темные реакции фотосинтеза. Во время темновой реакции сложные молекулы сахара, состоящие из углерода, водорода и кислорода, состоят из простых молекул углеводов и водорода НАДФН.2. Оба были произведены в результате световых реакций. PGA восстанавливается до фосфоглицеральдегида, 3-углеродного соединения, которое живые клетки могут использовать в качестве предшественника для синтеза всех бесчисленных веществ жизни. После формирования PGAL доступно несколько альтернатив. Некоторые из 3 углеродных атомов PGAL могут быть восстановлены до 6 углеродных сахаров, таких как фруктоза и глюкоза, это может быть дополнительно превращаться в обычный запасной продукт или, возможно, с помощью ферментов, преобразованных в жиры или аминокислоты (Ritchie & Кэрол, 1983).
Вещи - вещи, которые необходимы для запуска процесса фотосинтеза, а именно, среди прочего:
- Свет
- Хлорофилл, фотосинтетический пигмент
- пластидная организация
- углекислый газ
- Воды
Определение катаболизма
Катаболизм - это распад сложных (органических) соединений на простые (неорганические) соединения, которые производят энергию. Для использования клетками произведенная энергия должна быть преобразована в АТФ (аденозинтрифосфат). АТФ представляет собой адениновую группу, связанную с тремя фосфатными группами. Высвобождение фосфатных групп производит энергию, которая напрямую используется клетками, которая используется для проведения химических реакций, роста, транспортировки, движения, размножения и других.
Примером катаболизма является клеточное дыхание, процесс расщепления пищи с образованием энергии. Сырьем для дыхания являются углеводы, жирные кислоты и аминокислоты, и, как следствие, СО2 (углекислый газ, вода и энергия). Дыхание осуществляется всеми живыми клетками, клетками животных и клеток растений.
Это процесс расщепления или разложения сложных соединений на более простые соединения путем производства энергии, которая может использоваться организмами в их деятельности. Органические соединения хранят энергию в серии атомов. С помощью ферментов клетки регулярно разрушают более простые молекулы с меньшей энергией. У организмов есть два способа производства энергии, включая следующие:
- Клеточное дыхание использует кислород в качестве органического топлива, весь процесс клеточного дыхания выглядит следующим образом: Органические соединения + кислород = углекислый газ + вода + энергия
- Ферментация или анаэробное дыхание - это процесс расщепления молекул, который происходит без использования кислорода.
Примеры катаболических реакций
Превращение глюкозы в CO2 и H2O при аэробном дыхании, происходящем в клетках. Для расщепления глюкозы требуется кислород и высвобождение определенного количества энергии. Затем энергия используется для различных видов деятельности.
Заключение Анаболизм и катаболизм
Из результатов приведенного выше описания можно сделать вывод, что анаболические реакции происходят в накоплении энергии, поэтому анаболизм - это эндергоническая реакция. Эндергоническая реакция - это реакция, требующая энергии. Если реакция требует энергии в виде тепла, реакция называется эндотермической реакцией.
В отличие от катаболизма, катаболизм - это реакция с высвобождением энергии. Так что реакция экзоргенная. Если при реакции выделяется энергия в виде тепла, это называется экзотермической реакцией.