Kaiken elävän organismin olemassaolon edellytys on jatkuva ravintoaineiden saanti ja hajoamisen lopputuotteiden poistaminen.
Mitä on aineenvaihdunta biologiassa
Aineenvaihdunta eli aineenvaihdunta on erityinen joukko kemiallisia reaktioita, jotka tapahtuvat missä tahansa elävässä organismissa sen toiminnan ja elämän ylläpitämiseksi. Näiden reaktioiden avulla keho voi kehittyä, kasvaa ja lisääntyä samalla kun se säilyttää rakenteensa ja vastaa ympäristön ärsykkeisiin.
Aineenvaihdunta jaetaan yleensä kahteen vaiheeseen: kataboliaan ja anaboliaan. Ensimmäisessä vaiheessa kaikki monimutkaiset aineet hajoavat ja yksinkertaistuvat. Toisessa syntetisoidaan energiakustannusten ohella nukleiinihappoja, lipidejä ja proteiineja.
Aineenvaihduntaprosessissa tärkein rooli on entsyymeillä, jotka ovat aktiivisia biologisia katalyyttejä. Ne pystyvät vähentämään fyysisen reaktion aktivointienergiaa ja säätelemään aineenvaihduntareittejä.
Aineenvaihduntaketjut ja komponentit ovat ehdottoman identtisiä monille lajeille, mikä on todiste kaikkien elävien olentojen alkuperän yhtenäisyydestä. Tämä samank altaisuus näkyy suhteellisenevoluution varhainen esiintyminen organismien kehityshistoriassa.
Luokittelu aineenvaihdunnan tyypin mukaan
Mitä on aineenvaihdunta biologiassa, kuvataan yksityiskohtaisesti tässä artikkelissa. Kaikki maapallolla elävät organismit voidaan jakaa kahdeksaan ryhmään hiilen lähteen, energian ja hapettuvan substraatin ohjaamana.
Elävät organismit voivat käyttää kemiallisten reaktioiden energiaa tai valoa ravinnon lähteenä. Sekä orgaanisia että epäorgaanisia aineita voidaan käyttää hapettuvana substraattina. Hiilen lähde on hiilidioksidi tai orgaaninen aine.
On mikro-organismeja, jotka eri olemassaolon olosuhteissa käyttävät erilaista aineenvaihduntaa. Se riippuu kosteudesta, valaistuksesta ja muista tekijöistä.
Monisoluisille organismeille voidaan luonnehtia se, että samassa organismissa voi olla soluja, joissa on erilaisia aineenvaihduntaprosesseja.
Katabolismi
Biologia tutkii aineenvaihduntaa ja energiaa sellaisen käsitteen kautta kuin "katabolismi". Tämä termi viittaa aineenvaihduntaprosesseihin, joiden aikana suuret rasva-, aminohappo- ja hiilihydraattihiukkaset hajoavat. Katabolismin aikana ilmaantuu yksinkertaisia molekyylejä, jotka osallistuvat biosynteettisiin reaktioihin. Näiden prosessien ansiosta keho pystyy mobilisoimaan energiaa ja muuttamaan sen helposti saatavilla olevaan muotoon.
Organismissa, jotka elävät fotosynteesin kautta (syanobakteerit jakasvit), elektroninsiirtoreaktio ei vapauta energiaa, vaan kerääntyy auringonvalon ansiosta.
Eläimillä kataboliareaktiot liittyvät monimutkaisten alkuaineiden hajoamiseen yksinkertaisempiksi. Nämä aineet ovat nitraatteja ja happea.
Eläinten katabolia on jaettu kolmeen vaiheeseen:
- Monimutkaisten aineiden jakaminen yksinkertaisempiin aineisiin.
- Yksinkertaisten molekyylien jakaminen vielä yksinkertaisempiin.
- Vapauttaa energiaa.
Anabolismi
Aineenvaihdunta (8. luokan biologia harkitsee tätä käsitettä) on myös ominaista anabolialle - biosynteesin aineenvaihduntaprosessien joukkoon energiankulutuksella. Monimutkaiset molekyylit, jotka ovat solurakenteiden energiaperusta, muodostuvat peräkkäin yksinkertaisimmista esiasteista.
Ensin syntetisoidaan aminohapot, nukleotidit ja monosakkaridit. Sitten edellä mainitut alkuaineet muuttuvat aktiivisiksi muodoiksi ATP:n energian ansiosta. Ja viimeisessä vaiheessa kaikki aktiiviset monomeerit yhdistetään monimutkaisiin rakenteisiin, kuten proteiineihin, lipideihin ja polysakkarideihin.
On syytä huomata, että kaikki elävät organismit eivät syntetisoi aktiivisia molekyylejä. Biologia (aineenvaihdunta on kuvattu yksityiskohtaisesti tässä artikkelissa) erottaa organismit, kuten autotrofit, kemotrofit ja heterotrofit. He saavat energiaa vaihtoehtoisista lähteistä.
Energia auringonvalosta
Mitä on aineenvaihdunta biologiassa? Prosessi, jossa kaikki elävät asiat ovat olemassaMaan päällä ja erottaa elävät organismit elottomasta aineesta.
Auringonvaloenergia ruokkii joitain alkueläimiä, kasveja ja sinileviä. Näillä edustajilla aineenvaihdunta tapahtuu fotosynteesin – hapen imeytymisprosessin ja hiilidioksidin vapautumisen – ansiosta.
Ruoansulatus
Molekyylit, kuten tärkkelys, proteiinit ja selluloosa, hajoavat ennen kuin solut käyttävät niitä. Ruoansulatuksessa käytetään erityisiä entsyymejä, jotka hajottavat proteiinit aminohapoiksi ja polysakkaridit monosakkarideiksi.
Eläimet voivat erittää näitä entsyymejä vain erityisistä soluista. Mutta mikro-organismit vapauttavat tällaisia aineita ympäröivään tilaan. Kaikki solunulkoisten entsyymien tuottamat aineet tulevat kehoon "aktiivisen kuljetuksen" avulla.
Ohjaus ja säätö
Mitä on aineenvaihdunta biologiassa, voit lukea tästä artikkelista. Jokaiselle organismille on ominaista homeostaasi - kehon sisäisen ympäristön pysyvyys. Tällaisen tilan esiintyminen on erittäin tärkeää mille tahansa organismille. Koska niitä kaikkia ympäröi jatkuvasti muuttuva ympäristö, optimaalisten olosuhteiden ylläpitämiseksi solujen sisällä, kaikki aineenvaihduntareaktiot on säädeltävä oikein ja tarkasti. Hyvä aineenvaihdunta antaa eläville organismeille mahdollisuuden olla jatkuvasti yhteydessä ympäristöön ja reagoida sen muutoksiin.
Historiatietoa
Mitä on aineenvaihdunta biologiassa? Määritelmä on artikkelin alussa. Käsite "aineenvaihdunta" ensimmäistä kertaaTheodor Schwann käytti 1800-luvun 40-luvulla.
Tutkijat ovat tutkineet aineenvaihduntaa useiden vuosisatojen ajan, ja kaikki alkoi yrityksistä tutkia eläinorganismeja. Mutta termiä "aineenvaihdunta" käytti ensin Ibn al-Nafisa, joka uskoi, että koko keho on jatkuvasti ravinnon ja rappeutumisen tilassa, joten sille on ominaista jatkuvat muutokset.
Biologian oppitunti "Metabolia" paljastaa tämän käsitteen koko olemuksen ja kuvaa esimerkkejä, jotka auttavat lisäämään tiedon syvyyttä.
Ensimmäisen kontrolloidun kokeen aineenvaihduntatutkimuksesta teki Santorio Santorio vuonna 1614. Hän kuvaili tilaansa ennen ja jälkeen syömisen, työskentelyn, veden juomisen ja nukkumisen. Hän huomasi ensimmäisenä, että suurin osa kulutetusta ruoasta katosi "hiljaisen haihtumisen" aikana.
Alkututkimuksissa aineenvaihduntareaktioita ei löydetty, ja tutkijat uskoivat, että elävää kudosta kontrolloi elävä voima.
1900-luvulla Eduard Buchner esitteli entsyymien käsitteen. Siitä lähtien aineenvaihdunnan tutkimus alkoi solujen tutkimuksella. Tänä aikana biokemiasta tuli tiede.
Mitä on aineenvaihdunta biologiassa? Määritelmä voidaan antaa seuraavasti - tämä on erityinen joukko biokemiallisia reaktioita, jotka tukevat organismin olemassaoloa.
Mineraalit
Epäorgaanisilla aineilla on erittäin tärkeä rooli aineenvaihdunnassa. Kaikki orgaaniset yhdisteet koostuvat suurista määristä fosforia, happea, hiiltä ja typpeä.
Useimmat epäorgaaniset yhdisteet mahdollistavat solujen sisäisen paineen säätelyn. Myös heidän keskittymiskykynsävaikuttaa positiivisesti lihas- ja hermosolujen toimintaan.
Siirtymämetallit (rauta ja sinkki) säätelevät kuljetusproteiinien ja entsyymien toimintaa. Kaikki epäorgaaniset hivenaineet imeytyvät kuljetusproteiinien kautta eivätkä koskaan jää vapaaksi.
