Məlumat

6.1: Enerji və Maddələr mübadiləsi - Biologiya

6.1: Enerji və Maddələr mübadiləsi - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

İnkişaf etmək üçün Bacarıqlar

  • Metabolik yolların nə olduğunu izah edin və metabolik yolların iki əsas növünü təsvir edin
  • Kimyəvi reaksiyaların enerji ötürülməsində necə rol oynadığını müzakirə edin

Alimlər hüceyrələr kimi canlı sistemlər vasitəsilə enerji axını (Şəkil (PageIndex{1})) anlayışını müzakirə etmək üçün bioenergetika terminindən istifadə edirlər. Mürəkkəb molekulların qurulması və parçalanması kimi hüceyrə prosesləri mərhələli kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə baş verir. Bu kimyəvi reaksiyaların bəziləri kortəbii olur və enerji buraxır, digərləri isə davam etmək üçün enerji tələb edir. Canlılar istifadə edilənləri doldurmaq üçün davamlı olaraq qida istehlak etməli olduğu kimi, hüceyrələr də davamlı olaraq baş verən bir çox enerji tələb edən kimyəvi reaksiyaların istifadə etdiyi enerjini doldurmaq üçün davamlı olaraq daha çox enerji istehsal etməlidirlər. Hüceyrələrdə baş verən bütün kimyəvi reaksiyalar, o cümlədən enerjidən istifadə edənlər və enerji buraxanlar hüceyrənin metabolizmidir.

Karbohidratlar mübadiləsi

Şəkər mübadiləsi (sadə bir karbohidrat) enerjidən istifadə edən və istehsal edən bir çox hüceyrə proseslərinin klassik nümunəsidir. Canlılar şəkəri əsas enerji mənbəyi kimi istehlak edirlər, çünki şəkər molekulları öz bağlarında çoxlu enerji saxlayır. Sadə bir şəkər olan qlükozanın parçalanması tənliklə təsvir edilir:

[C_6H_{12}O_6 + 6O_2 ightarrow 6CO_2 + 6H_2O + ext{(enerji)} ag{6.1.1}]

İstehlak olunan karbohidratlar öz mənşəyini bitkilər kimi fotosintez edən orqanizmlərdən alır (Şəkil 6.1.2). Fotosintez zamanı bitkilər günəş işığının enerjisindən karbon qazına (CO2) qlükoza kimi şəkər molekullarına (C6H12O6). Bu proses daha böyük, enerji saxlayan molekulun sintezini nəzərdə tutduğundan, davam etmək üçün enerji girişi tələb olunur. Qlükozanın sintezi bu tənliklə təsvir olunur (diqqət yetirin ki, bu, əvvəlki tənliyin əksidir):

[6CO_2 + 6H_2O + ext{(enerji)} ightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2 ag{6.1.2}]

Fotosintezin kimyəvi reaksiyaları zamanı enerji ATP adlı çox yüksək enerjili molekul və ya bütün hüceyrələrin əsas enerji valyutası olan adenozin trifosfat şəklində təmin edilir. Dollar mal almaq üçün valyuta kimi istifadə edildiyi kimi, hüceyrələr də dərhal işləri yerinə yetirmək üçün ATP molekullarından enerji valyutası kimi istifadə edirlər. Şəkər (qlükoza) nişasta və ya glikogen şəklində saxlanılır. Bu kimi enerji saxlayan polimerlər ATP molekullarını təmin etmək üçün qlükozaya parçalanır.

Fotosintez reaksiyaları zamanı qlükoza molekulunu sintez etmək üçün günəş enerjisi tələb olunur. Fotosintezdə günəşdən gələn işıq enerjisi əvvəlcə ATP və NADPH (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat) enerji daşıyıcı molekullarında müvəqqəti olaraq saxlanılan kimyəvi enerjiyə çevrilir. ATP və NADPH-də saxlanılan enerji daha sonra altı CO molekulundan bir qlükoza molekulu yaratmaq üçün fotosintezdə istifadə olunur.2. Bu proses, vücudunuz üçün gün ərzində istifadə edilə bilən enerji əldə etmək üçün səhər səhər yeməyi yeməyə bənzəyir. İdeal şəraitdə fotosintez reaksiyaları zamanı bir molekul qlükoza sintez etmək üçün 18 ATP molekulundan enerji tələb olunur. Qlükoza molekulları digər şəkər növləri ilə də birləşdirilə və çevrilə bilər. Şəkər istehlak edildikdə, qlükoza molekulları nəticədə orqanizmin hər canlı hüceyrəsinə daxil olur. Hüceyrənin içərisində hər bir şəkər molekulu bir sıra mürəkkəb kimyəvi reaksiyalar nəticəsində parçalanır. Bu reaksiyaların məqsədi şəkər molekullarında yığılan enerjini toplamaqdır. Yığılan enerji yüksək enerjili ATP molekullarını hazırlamaq üçün istifadə olunur ki, bu da hüceyrədəki bir çox kimyəvi reaksiyaları gücləndirmək üçün istifadə edilə bilər. Altı karbon dioksid molekulundan bir molekul qlükoza yaratmaq üçün lazım olan enerji miqdarı 18 ATP molekulu və 12 NADPH molekuludur (hər biri enerji baxımından üç ATP molekuluna bərabərdir) və ya cəmi 54 molekul ekvivalenti tələb olunur. bir qlükoza molekulunun sintezi üçün. Bu proses hüceyrələrin ehtiyac duyduqları molekulyar enerjini yaratmaq üçün əsas və səmərəli bir yoldur.

Metabolik yollar

Şəkər molekullarının yaradılması və parçalanması prosesləri iki növ metabolik yolu göstərir. Metabolik yol, substrat molekulunu və ya molekullarını bir sıra metabolik ara məhsullar vasitəsilə addım-addım çevirən, nəticədə son məhsul və ya məhsul verən bir sıra qarşılıqlı əlaqəli biokimyəvi reaksiyalardır. Şəkər mübadiləsi vəziyyətində, ilk metabolik yol şəkəri daha kiçik molekullardan sintez edir, digər yol isə şəkəri daha kiçik molekullara parçalayır. Bu iki əks proses - birincisi enerji tələb edən və ikincisi enerji istehsal edən - müvafiq olaraq anabolik (tikinti) və katabolik (parçalanma) yollar kimi istinad edilir. Nəticə etibarilə, maddələr mübadiləsi tikinti (anabolizm) və deqradasiyadan (katabolizm) ibarətdir.

Təkamül Əlaqəsi

Metabolik yolların təkamülü: Maddələr mübadiləsinin mürəkkəbliyi təkcə metabolik yolları anlamaqdan daha çox şeydir. Metabolik mürəkkəblik orqanizmdən orqanizmə dəyişir. Fotosintez, bitkilər kimi fotosintetik orqanizmlərin (qlobal sintezin əksəriyyəti plankton yosunları tərəfindən həyata keçirilir) günəş enerjisini toplayıb karbohidratlara çevirdiyi əsas yoldur. Fotosintezin əlavə məhsulu hüceyrə tənəffüsünü həyata keçirmək üçün bəzi hüceyrələr tərəfindən tələb olunan oksigendir. Hüceyrə tənəffüsü zamanı oksigen karbohidratlar kimi karbon birləşmələrinin katabolik parçalanmasına kömək edir. Bu katabolizmin məhsulları arasında CO2 və ATP var. Bundan əlavə, bəzi eukaryotlar oksigen (fermentasiya) olmadan katabolik prosesləri həyata keçirir; yəni anaerob maddələr mübadiləsini həyata keçirirlər və ya istifadə edirlər.

Orqanizmlər, yəqin ki, yaşamaq üçün anaerob maddələr mübadiləsini təkamül yolu ilə inkişaf etdirmişlər (canlı orqanizmlər təqribən 3,8 milyard il əvvəl, atmosferdə oksigen olmadıqda yaranmışdır). Orqanizmlər arasındakı fərqlərə və maddələr mübadiləsinin mürəkkəbliyinə baxmayaraq, tədqiqatçılar həyatın bütün qollarının eyni metabolik yollardan bəzilərini paylaşdığını aşkar edərək, bütün orqanizmlərin eyni qədim ortaq əcdaddan təkamül etdiyini irəli sürdülər (Şəkil (PageIndex{3})) . Sübutlar göstərir ki, zaman keçdikcə yollar ayrıldı və orqanizmlərin ətraf mühitə daha yaxşı uyğunlaşmasına imkan verən xüsusi fermentlər əlavə edildi və bununla da onların sağ qalma şansları artırdı. Bununla belə, əsas prinsip odur ki, bütün orqanizmlər hüceyrə funksiyalarını yerinə yetirmək üçün ətraf mühitdən enerji toplamalı və onu ATP-yə çevirməlidirlər.

Anabolik və katabolik yollar

Anabolik yollar daha sadə olanlardan mürəkkəb molekulları sintez etmək üçün enerji girişini tələb edir. CO-dan şəkərin sintezi2 bir misaldır. Digər nümunələr, amin turşularının tikinti bloklarından böyük zülalların sintezi və nuklein turşusu tikinti bloklarından yeni DNT zəncirlərinin sintezidir. Bu biosintetik proseslər hüceyrənin həyatı üçün vacibdir, daim baş verir və ATP və NADH (nikotinamid adenin dinukleotid) və NADPH (Şəkil (PageIndex{4})) kimi digər yüksək enerjili molekullar tərəfindən təmin edilən enerji tələb edir.

ATP, hüceyrələrin hər zaman kifayət qədər ehtiyata sahib olması üçün vacib bir molekuldur. Şəkərlərin parçalanması tək bir qlükoza molekulunun böyük miqdarda ATP, 36-38 molekul yaratmaq üçün kifayət qədər enerji saxlaya biləcəyini göstərir. Bu katabolik bir yoldur. Katabolik yollar mürəkkəb molekulların daha sadə olanlara parçalanmasını (və ya parçalanmasını) əhatə edir. Mürəkkəb molekulların bağlarında saxlanılan molekulyar enerji katabolik yollarda sərbəst buraxılır və ATP istehsal etmək üçün istifadə oluna biləcək şəkildə yığılır. Yağlar kimi digər enerji saxlayan molekullar da enerjini buraxmaq və ATP yaratmaq üçün oxşar katabolik reaksiyalar vasitəsilə parçalanır (Şəkil (PageIndex{4})).

Metabolik yolların kimyəvi reaksiyalarının kortəbii şəkildə baş vermədiyini bilmək vacibdir. Hər bir reaksiya mərhələsi ferment adlanan zülal tərəfindən asanlaşdırılır və ya katalizlənir. Fermentlər bütün növ bioloji reaksiyaları kataliz etmək üçün vacibdir - enerji tələb edənlər və enerji buraxanlar.

Xülasə

Hüceyrələr müxtəlif kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə həyat funksiyalarını yerinə yetirirlər. Hüceyrənin metabolizmi onun daxilində baş verən kimyəvi reaksiyalara aiddir. Mürəkkəb kimyəvi maddələrin daha sadə olanlara, məsələn, böyük makromolekulların parçalanmasına səbəb olan metabolik reaksiyalar var. Bu proses katabolizm adlanır və bu cür reaksiyalar enerjinin sərbəst buraxılması ilə əlaqələndirilir. Spektrin digər ucunda anabolizm makromolekulların sintezi kimi daha sadə molekullardan mürəkkəb molekullar quran metabolik proseslərə aiddir. Anabolik proseslər enerji tələb edir. Qlükoza sintezi və qlükoza parçalanması müvafiq olaraq anabolik və katabolik yollara misaldır.

Çoxlu seçim

Enerji uzun müddətli _____ bağlarında saxlanılır və a(n) _____ molekulundan işi yerinə yetirmək üçün qısamüddətli istifadə olunur.

  1. ATP: qlükoza
  2. anabolik molekul: katabolik molekul
  3. qlükoza: ATP
  4. katabolik molekul: anabolik molekul

C

DNT replikasiyası ana DNT-nin iki zəncirinin açılmasını, tamamlayıcı zəncirləri sintez etmək üçün hər bir zəncirinin surətinin çıxarılmasını və ana və qız DNT-nin sərbəst buraxılmasını əhatə edir. Aşağıdakılardan hansı bu prosesi dəqiq təsvir edir?

  1. Bu anabolik bir prosesdir
  2. Bu katabolik bir prosesdir
  3. Bu həm anabolik, həm də katabolikdir
  4. Bu metabolik bir prosesdir, lakin nə anabolik, nə də katabolikdir

A

Pulsuz Cavab

Fiziki məşq anabolik və/yaxud katabolik prosesləri əhatə edirmi? Cavabınıza dəlil gətirin.

Fiziki məşq həm anabolik, həm də katabolik prosesləri əhatə edir. Bədən hüceyrələri əzələ daralması kimi məşq üçün lazım olan işi yerinə yetirmək üçün ATP təmin etmək üçün şəkərləri parçalayır. Bu katabolizmdir. Əzələ hüceyrələri də yeni əzələ quraraq məşq nəticəsində zədələnmiş əzələ toxumasını bərpa etməlidir. Bu anabolizmdir.

İnsanın enerji tələb edən funksiyalarına paralel enerji tələb edən iki fərqli hüceyrə funksiyasını adlandırın.

Hüceyrələrin hərəkəti, kirpiklərin və ya flagellaların döyülməsi, eləcə də əzələlərin daralması nəticəsində yaranan insan hərəkəti üçün enerji tələb olunur. Hüceyrələr də həzmi yerinə yetirmək üçün enerjiyə ehtiyac duyur, çünki insanlar qidanı həzm etmək üçün enerji tələb edir.

Lüğət

anabolik
(həmçinin, anabolizm) daha sadə olanlardan mürəkkəb molekulları sintez etmək üçün enerji girişi tələb edən yollar
bioenergetika
canlı sistemlər vasitəsilə axan enerjinin öyrənilməsi
katabolik
(həmçinin katabolizm) mürəkkəb molekulların daha sadələrə parçalandığı yollar
maddələr mübadiləsi
hüceyrə daxilində baş verən bütün kimyəvi reaksiyalar, o cümlədən anabolizm və katabolizm

6.1 Enerji və Maddələr mübadiləsi

Alimlər hüceyrələr kimi canlı sistemlər vasitəsilə enerji axını (Şəkil) anlayışını müzakirə etmək üçün bioenergetika terminindən istifadə edirlər. Mürəkkəb molekulların qurulması və parçalanması kimi hüceyrə prosesləri mərhələli kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə baş verir. Bu kimyəvi reaksiyaların bəziləri kortəbii olur və enerji buraxır, digərləri isə davam etmək üçün enerji tələb edir. Canlılar istifadə edilənləri doldurmaq üçün davamlı olaraq qida istehlak etməli olduğu kimi, hüceyrələr də davamlı olaraq baş verən bir çox enerji tələb edən kimyəvi reaksiyaların istifadə etdiyi enerjini doldurmaq üçün davamlı olaraq daha çox enerji istehsal etməlidirlər. Hüceyrələrdə baş verən bütün kimyəvi reaksiyalar, o cümlədən enerjidən istifadə edənlər və enerji buraxanlar hüceyrənin metabolizmidir.

Yerdəki canlıların əksəriyyəti enerjini günəşdən alır. Bitkilər günəş işığını tutmaq üçün fotosintezdən istifadə edir və otyeyənlər enerji əldə etmək üçün bu bitkiləri yeyirlər. Ətyeyənlər ot yeyənləri, parçalayıcılar isə bitki və heyvan maddələrini həzm edirlər.


Karbohidrat mübadiləsi

Şəkər (kimyəvi reaksiyalar) mübadiləsi (sadə bir karbohidrat) enerjidən istifadə edən və istehsal edən bir çox hüceyrə proseslərinin klassik nümunəsidir. Canlılar şəkəri əsas enerji mənbəyi kimi istehlak edirlər, çünki şəkər molekulları öz bağlarında xeyli enerji saxlayırlar. Aşağıdakı tənlik qlükoza, sadə şəkərin parçalanmasını təsvir edir:

İstehlak olunan karbohidratların mənşəyi bitkilər kimi fotosintez edən orqanizmlərdə olur ((Şəkil)). Fotosintez zamanı bitkilər günəş işığının enerjisindən karbon qazına (CO2) qlükoza kimi şəkər molekullarına (C6H12O6). Bu proses daha böyük, enerji saxlayan molekulun sintezini nəzərdə tutduğundan, davam etmək üçün enerji girişi tələb olunur. Aşağıdakı tənlik (əvvəlki tənliyin əksi olduğuna diqqət yetirin) qlükoza sintezini təsvir edir:

Fotosintez kimyəvi reaksiyaları zamanı enerji alimlərin ATP və ya adenozin trifosfat adlandırdıqları çox yüksək enerjili bir molekul şəklində olur. Bu, bütün hüceyrələrin əsas enerji valyutasıdır. Dolların mal almaq üçün istifadə etdiyimiz valyuta olduğu kimi, hüceyrələr də dərhal işləri yerinə yetirmək üçün ATP molekullarını enerji valyutası kimi istifadə edirlər. Şəkər (qlükoza) nişasta və ya glikogen şəklində saxlanılır. Bu kimi enerji saxlayan polimerlər ATP molekullarını təmin etmək üçün qlükozaya parçalanır.

Fotosintez reaksiyaları zamanı qlükoza molekulunu sintez etmək üçün günəş enerjisi tələb olunur. Fotosintezdə günəşdən gələn işıq enerjisi əvvəlcə ATP və NADPH (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat) enerji daşıyıcı molekullarında müvəqqəti olaraq özünü saxlayan kimyəvi enerjiyə çevrilir. Fotosintez daha sonra altı CO molekulundan bir qlükoza molekulu yaratmaq üçün ATP və NADPH-də saxlanılan enerjidən istifadə edir.2. Bu proses, vücudunuza gün ərzində istifadə edə biləcəyiniz enerji əldə etmək üçün səhər səhər yeməyi yeməyə bənzəyir. İdeal şəraitdə fotosintez reaksiyaları zamanı bir qlükoza molekulunu sintez etmək üçün 18 ATP molekulundan enerji tələb olunur. Qlükoza molekulları digər şəkər növləri ilə də birləşə və çevrilə bilər. Bir orqanizm şəkər istehlak etdikdə, qlükoza molekulları nəticədə hər bir orqanizmin canlı hüceyrəsinə daxil olur. Hüceyrənin içərisində hər bir şəkər molekulu bir sıra mürəkkəb kimyəvi reaksiyalar nəticəsində parçalanır. Bu reaksiyaların məqsədi şəkər molekullarında yığılan enerjini toplamaqdır. Yığılan enerji hüceyrədə bir çox kimyəvi reaksiyaları gücləndirən yüksək enerjili ATP molekullarını əmələ gətirir. Altı karbon dioksid molekulundan bir qlükoza molekulu yaratmaq üçün lazım olan enerji miqdarı 18 ATP molekulu və 12 NADPH molekuludur (hər biri enerji baxımından üç ATP molekuluna bərabərdir) və ya bir molekulun sintezi üçün tələb olunan cəmi 54 molekul ekvivalentidir. . Bu proses hüceyrələrin ehtiyac duyduqları molekulyar enerjini yaratmaq üçün əsas və səmərəli bir yoldur.


Videoya baxın: Tapsam ürəkdən sevəcəm bığlı qız axtarıramAparıcı fenomen oldu! (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Abdul-Mu'izz

    Təsadüfən siz ekspert deyilsiniz?

  2. Fauramar

    Heyf ki, indi danışa bilmirəm - görüşə gecikirəm. Mən qayıdacağam - bu məsələ ilə bağlı fikrimi mütləq bildirəcəyəm.

  3. JoJolar

    Təmizlənir

  4. Arasar

    Mən buna şübhə etmirəm.

  5. Carlton

    Siz səhv edirsiniz. Gəlin müzakirə edək.

  6. Loran

    Interesting topic, Thank you!



Mesaj yazmaq