Що таке обмін речовин в біології: визначення
Обов`язковою умовою існування будь-якого живого організму є постійне надходження поживних речовин
Содержание
Що таке обмін речовин в біології
Обмін речовин, або метаболізм, - це особливий набір хімічних реакцій, які протікають в будь-якому живому організмі для підтримки його діяльності і життя. Такі реакції дають організму можливість розвиватися, рости і розмножуватися, при цьому зберігаючи свою структуру і відповідаючи на подразники навколишнього середовища.
Обмін речовин прийнято розділяти на два етапи: катаболізм і анаболізм. На першій стадії всі складні речовини розщеплюються і стають простішими. На другому ж разом з витратами енергії синтезуються нуклеїнові кислоти, ліпіди і білки.
Найважливішу роль в процесі метаболізму грають ферменти, які є активними біологічними каталізаторами. Вони здатні знизити енергію активації фізичної реакції і регулювати обмінні шляху.
Метаболічні ланцюги і компоненти абсолютно ідентичні для багатьох видів, що є доказом єдності походження всіх живих істот. Така схожість показує порівняно рання поява еволюції в історії розвитку організмів.
Класифікація за типом обміну речовин
Що таке обмін речовин в біології, докладно описано в даній статті. Всі живі організми, що існують на планеті Земля, можна розділити на вісім груп, керуючись при цьому джерелом вуглецю, енергії і окисляемого субстрату.
Живі організми в якості джерела живлення можуть використовувати енергію хімічних реакцій або світла. Як окисляемого субстрату можуть бути як органічні, так і неорганічні речовини. Джерелом вуглецю є вуглекислий газ або органіка.
Існують такі мікроорганізми, які, перебуваючи в різних умови існування, використовують метаболізм різного типу. Це залежить від вологості, освітлення та інших факторів.
багатоклітинні організми можуть характеризуватися тим, що один і той же організм може мати клітини з різним типом метаболічних процесів.
катаболізм
Біологія обмін речовин і енергії розглядає через таке поняття, як "катаболізм". Даним терміном називають метаболічні процеси, під час яких великі частки жирів, амінокислот і вуглеводів розщеплюються. Під час катаболізму з`являються прості молекули, які беруть участь в реакціях біосинтезу. Саме завдяки даним процесам організм здатний мобілізувати енергію, перетворюючи її в доступну форму.
У організмів, які живуть завдяки фотосинтезу (ціанобактерії і рослини), реакція переносу електрона не звільняє енергію, а накопичує, завдяки сонячному світлу.
У тварин реакції катаболізму пов`язані з розщепленням складних елементів до більш простих. Такими речовинами є нітрати і кисень.
Катаболізм у тварин ділиться на три етапи:
- Розщеплення складних речовин до більш простих.
- Розщеплення простих молекул до ще більш простих.
- Вивільнення енергії.
анаболизм
Обмін речовин (біологія 8 класу розглядає дане поняття) характеризується і анаболизмом - сукупністю метаболічних процесів біосинтезу з витратою енергії. Складні молекули, які є енергетичною основою клітинних структур, послідовно утворюються з найпростіших попередників.
Спочатку синтезуються амінокислоти, нуклеотиди і моносахариди. Потім вищеперелічені елементи стають активними формами завдяки енергії АТР. І на останньому етапі все активні мономери об`єднуються в складні структури, такі як білки, ліпіди і полісахариди.
Варто звернути увагу, що не всі живі організми синтезують активні молекули. Біологія (обмін речовин докладно описаний в даній статті) виділяє такі організми, як автотрофи, хемотрофи і гетеротрофи. Вони отримують енергію з альтернативних джерел.
Енергія, що отримується з сонячного світла
Що таке обмін речовин в біології? Процес, завдяки якому існує все живе на Землі, і який відрізняє живі організми від неживої матерії.
Енергією сонячного світла харчуються деякі найпростіші, рослини та ціанобактерії. У даних представників обмін речовин відбувається завдяки фотосинтезу - процесу поглинання кисню і виділення вуглекислого газу.
травлення
Такі молекули, як крохмаль, білки і целюлоза, розщеплюються ще до того, як вони використовуються клітинами. В процесі травлення беруть участь особливі ферменти, які розщеплюють білки до амінокислот, і полісахариди - до моносахаридів.
Тварини можуть виділяти такі ферменти тільки зі спеціальних клітин. А ось мікроорганізми такі речовини виділяють в навколишній простір. Всі речовини, які виробляються завдяки позаклітинним ферментам, надходять в організм з допомогою «активного транспорту».
Контроль і регуляція
Що таке обмін речовин в біології, ви можете прочитати в даній статті. Кожен організм характеризується гомеостазом - сталістю внутрішнього середовища організму. Наявність такого умови дуже важливо для будь-якого організму. Так як всі їх оточує середовище, яке постійно змінюється, для підтримки оптимальних умов всередині клітин все реакції метаболізму повинні правильно і точно регулюватися. Хороший обмін речовин дає можливість живим організмам постійно контактувати з навколишнім середовищем і відповідати на її зміни.
історичні відомості
Що таке обмін речовин в біології? Визначення знаходиться на початку статті. Поняття «метаболізм» вперше вжив Теодор Шванн в сорокових роках дев`ятнадцятого століття.
Вивченням метаболізму вчені займаються вже кілька століть, і починалося все з спроб вивчити організми тварин. А ось термін «обмін речовин» запустив у вжиток Ібн-аль-Нафиса, який вважав, що все тіло постійно знаходиться в стані харчування і розпаду, тому для нього характерні постійні зміни.
Урок біології «Обмін речовин» відкриє всю суть даного поняття і опише приклади, які допоможуть збільшити глибину знань.
Перший контрольований досвід по вивченню обміну речовин було отримано Санторіо Санторіо в 1614 році. Він описував свій стан до і після прийому їжі, роботи, пиття води і сну. Він був першим, хто помітив, що велика частина спожитої їжі втрачалися під час процесу «непомітного випаровування».
У початкових дослідженнях обмінні реакції були виявлені, і вчені вважали, що живою тканиною управляє жива сила.
У двадцятому столітті Едуард Бюхнер ввів поняття ферментів. З цих пір вивчення обміну речовин починалося з вивчення клітин. У цей період біохімія стала наукою.
Що таке обмін речовин в біології? Визначення можна дати наступне - це особливий набір біохімічних реакцій, що підтримують існування організму.
мінерали
В метаболізмі дуже велику роль грають неорганічні речовини. Всі органічні сполуки складаються з великої кількості фосфору, кисню, вуглецю та азоту.
Більшість неорганічних з`єднань дозволяють контролювати рівень тиску всередині клітин. Також їх концентрація позитивно впливає на функціонування м`язових і нервових клітин.
Перехідні метали (залізо і цинк) регулюють активність транспортних білків і ферментів. Всі неорганічні мікроелементи засвоюються завдяки транспортним білкам і ніколи не перебувають у вільному стані.
