Būtina bet kurio gyvo organizmo egzistavimo sąlyga yra nuolatinis aprūpinimas maistinėmis medžiagomis ir galutinių skilimo produktų pašalinimas.
Kas yra metabolizmas biologijoje
Metabolizmas, arba medžiagų apykaita – tai ypatinga cheminių reakcijų visuma, vykstanti bet kuriame gyvame organizme, siekiant palaikyti jo veiklą ir gyvybę. Šios reakcijos leidžia kūnui vystytis, augti ir daugintis išlaikant savo struktūrą ir reaguojant į aplinkos dirgiklius.
Metabolizmas paprastai skirstomas į du etapus: katabolizmą ir anabolizmą. Pirmajame etape visos sudėtingos medžiagos suskaidomos ir tampa paprastesnės. Antrajame, kartu su energijos sąnaudomis, sintetinamos nukleorūgštys, lipidai ir b altymai.
Svarbiausią vaidmenį medžiagų apykaitos procese atlieka fermentai, kurie yra aktyvūs biologiniai katalizatoriai. Jie gali sumažinti fizinės reakcijos aktyvinimo energiją ir reguliuoti medžiagų apykaitos kelius.
Metabolinės grandinės ir komponentai yra visiškai identiški daugeliui rūšių, o tai įrodo visų gyvų būtybių kilmės vienovę. Šis panašumas rodo santykinaiankstyvas evoliucijos pasirodymas organizmų vystymosi istorijoje.
Klasifikacija pagal medžiagų apykaitos tipą
Kas yra metabolizmas biologijoje, išsamiai aprašyta šiame straipsnyje. Visus gyvus organizmus, egzistuojančius Žemės planetoje, galima suskirstyti į aštuonias grupes, atsižvelgiant į anglies š altinį, energiją ir oksiduojamą substratą.
Gyvieji organizmai gali naudoti cheminių reakcijų energiją arba šviesą kaip maisto š altinį. Kaip oksiduojantis substratas gali būti naudojamos tiek organinės, tiek neorganinės medžiagos. Anglies š altinis yra anglies dioksidas arba organinės medžiagos.
Yra mikroorganizmų, kurie, būdami skirtingomis egzistavimo sąlygomis, naudoja skirtingą medžiagų apykaitą. Tai priklauso nuo drėgmės, apšvietimo ir kitų veiksnių.
Daugialąsčius organizmus galima apibūdinti tuo, kad tame pačiame organizme gali būti ląstelių, kuriose vyksta skirtingi medžiagų apykaitos procesai.
Katabolizmas
Biologija tiria medžiagų apykaitą ir energiją pasitelkdama tokią sąvoką kaip „katabolizmas“. Šis terminas reiškia medžiagų apykaitos procesus, kurių metu suskaidomos didelės riebalų, aminorūgščių ir angliavandenių dalelės. Katabolizmo metu atsiranda paprastos molekulės, dalyvaujančios biosintetinėse reakcijose. Būtent šių procesų dėka organizmas sugeba mobilizuoti energiją, paversdamas ją prieinama forma.
Organizmuose, kurie gyvena fotosintezės būdu (cianobakterijos iraugalai), elektronų perdavimo reakcija neišskiria energijos, o kaupiasi saulės šviesos dėka.
Gyvūnams katabolizmo reakcijos yra susijusios su sudėtingų elementų skaidymu į paprastesnius. Šios medžiagos yra nitratai ir deguonis.
Gyvūnų katabolizmas skirstomas į tris etapus:
- Sudėtingų medžiagų skaidymas į paprastesnes.
- Paprastų molekulių skaidymas į dar paprastesnes.
- Išlaisvina energiją.
Anabolizmas
Metabolizmas (šią sąvoką laiko 8 klasės biologija) taip pat būdingas anabolizmas – biosintezės medžiagų apykaitos procesų visuma su energijos sąnaudomis. Sudėtingos molekulės, kurios yra ląstelių struktūrų energetinis pagrindas, nuosekliai susidaro iš paprasčiausių pirmtakų.
Pirma, sintezuojamos aminorūgštys, nukleotidai ir monosacharidai. Tada minėti elementai dėl ATP energijos tampa aktyviomis formomis. Ir paskutiniame etape visi aktyvūs monomerai sujungiami į sudėtingas struktūras, tokias kaip b altymai, lipidai ir polisacharidai.
Verta pažymėti, kad ne visi gyvi organizmai sintetina aktyvias molekules. Biologija (metabolizmas išsamiai aprašytas šiame straipsnyje) išskiria tokius organizmus kaip autotrofai, chemotrofai ir heterotrofai. Jie gauna energiją iš alternatyvių š altinių.
Saulės šviesos energija
Kas yra metabolizmas biologijoje? Procesas, kurio metu egzistuoja visi gyvi dalykaiŽemėje ir skiria gyvus organizmus nuo negyvos medžiagos.
Saulės šviesos energija maitina kai kuriuos pirmuonius, augalus ir melsvadumbles. Šių atstovų medžiagų apykaita vyksta dėl fotosintezės – deguonies įsisavinimo ir anglies dioksido išsiskyrimo proceso.
Virškinimas
Molekulės, tokios kaip krakmolas, b altymai ir celiuliozė, suskaidomos prieš jas panaudojant ląstelėse. Virškinimas apima specialius fermentus, kurie skaido b altymus į aminorūgštis, o polisacharidus - į monosacharidus.
Gyvūnai šiuos fermentus gali išskirti tik iš specialių ląstelių. Tačiau mikroorganizmai tokias medžiagas išskiria į supančią erdvę. Visos medžiagos, kurias gamina tarpląsteliniai fermentai, patenka į organizmą „aktyviuoju transportu“.
Valdymas ir reguliavimas
Kas yra metabolizmas biologijoje, galite perskaityti šiame straipsnyje. Kiekvienam organizmui būdinga homeostazė – organizmo vidinės aplinkos pastovumas. Tokios būklės buvimas yra labai svarbus bet kuriam organizmui. Kadangi juos visus supa nuolat kintanti aplinka, norint palaikyti optimalias sąlygas ląstelių viduje, visos medžiagų apykaitos reakcijos turi būti teisingai ir tiksliai reguliuojamos. Gera medžiagų apykaita leidžia gyviems organizmams nuolat susisiekti su aplinka ir reaguoti į jos pokyčius.
Istorinė informacija
Kas yra metabolizmas biologijoje? Apibrėžimas yra straipsnio pradžioje. „Metabolizmo“sąvoka pirmą kartądevynioliktojo amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje naudojo Theodoras Schwannas.
Mokslininkai medžiagų apykaitą tiria kelis šimtmečius ir viskas prasidėjo nuo bandymų tirti gyvūnų organizmus. Tačiau terminą „medžiagų apykaita“pirmasis pavartojo Ibn al-Nafisa, kuris tikėjo, kad visas kūnas nuolat yra mitybos ir irimo būsenoje, todėl jam būdingi nuolatiniai pokyčiai.
Biologijos pamokoje „Metabolizmas“bus atskleista visa šios sąvokos esmė ir aprašyti pavyzdžiai, padėsiantys pagilinti žinias.
Pirmąjį kontroliuojamą metabolizmo tyrimo eksperimentą atliko Santorio Santorio 1614 m. Jis apibūdino savo būklę prieš ir po valgio, darbo, vandens gėrimo ir miego. Jis pirmasis pastebėjo, kad didžioji dalis suvartoto maisto buvo prarasta „tylaus garavimo“metu.
Pradiniuose tyrimuose nebuvo rasta medžiagų apykaitos reakcijų, o mokslininkai manė, kad gyvas audinys buvo valdomas gyvos jėgos.
Dvidešimtajame amžiuje Eduardas Buchneris pristatė fermentų sąvoką. Nuo tada medžiagų apykaitos tyrimai prasidėjo nuo ląstelių tyrimo. Šiuo laikotarpiu biochemija tapo mokslu.
Kas yra metabolizmas biologijoje? Apibrėžimas gali būti pateiktas taip – tai ypatingas biocheminių reakcijų rinkinys, palaikantis organizmo egzistavimą.
Mineralai
Neorganinės medžiagos vaidina labai svarbų vaidmenį metabolizme. Visi organiniai junginiai sudaryti iš daug fosforo, deguonies, anglies ir azoto.
Dauguma neorganinių junginių leidžia kontroliuoti slėgio lygį ląstelėse. Taip pat jų koncentracijateigiamai veikia raumenų ir nervų ląstelių funkcionavimą.
Pereinamieji metalai (geležis ir cinkas) reguliuoja transportuojančių b altymų ir fermentų veiklą. Visi neorganiniai mikroelementai yra absorbuojami per transportavimo b altymus ir niekada nelieka laisvos būsenos.
