الشرط الأساسي لوجود أي كائن حي هو الإمداد المستمر بالعناصر الغذائية وإزالة المنتجات النهائية من التسوس.
ما هو التمثيل الغذائي في علم الأحياء
التمثيل الغذائي ، أو التمثيل الغذائي ، هو مجموعة خاصة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث في أي كائن حي للحفاظ على نشاطه وحياته. تمكن هذه الاستجابات الجسم من التطور والنمو والتكاثر مع الحفاظ على هيكله والاستجابة للمحفزات البيئية.
عادة ما ينقسم التمثيل الغذائي إلى مرحلتين: الهدم والتمثيل الغذائي. في المرحلة الأولى ، يتم تكسير جميع المواد المعقدة وتصبح أكثر بساطة. في الثانية ، إلى جانب تكاليف الطاقة ، يتم تصنيع الأحماض النووية والدهون والبروتينات.
أهم دور في عملية التمثيل الغذائي تلعبه الإنزيمات ، وهي محفزات بيولوجية نشطة. إنهم قادرون على تقليل طاقة التنشيط للتفاعل الجسدي وتنظيم مسارات التمثيل الغذائي.
سلاسل ومكونات التمثيل الغذائي متطابقة تمامًا للعديد من الأنواع ، وهو دليل على وحدة أصل جميع الكائنات الحية. يظهر هذا التشابه نسبيًاالظهور المبكر للتطور في تاريخ تطور الكائنات الحية.
التصنيف حسب نوع التمثيل الغذائي
ما هو التمثيل الغذائي في علم الأحياء موصوف بالتفصيل في هذه المقالة. يمكن تقسيم جميع الكائنات الحية الموجودة على كوكب الأرض إلى ثماني مجموعات ، مسترشدة بمصدر الكربون والطاقة والركيزة القابلة للأكسدة.
يمكن للكائنات الحية استخدام طاقة التفاعلات الكيميائية أو الضوء كمصدر للغذاء. يمكن استخدام كل من المواد العضوية وغير العضوية كركيزة قابلة للأكسدة. مصدر الكربون هو ثاني أكسيد الكربون أو مادة عضوية.
هناك الكائنات الحية الدقيقة التي ، في ظروف مختلفة من الوجود ، تستخدم نوعًا مختلفًا من التمثيل الغذائي. يعتمد على الرطوبة والإضاءة وعوامل أخرى.
يمكن وصف الكائنات متعددة الخلايا بحقيقة أن نفس الكائن يمكن أن يكون لديه خلايا ذات أنواع مختلفة من عمليات التمثيل الغذائي.
الهدم
علم الأحياء يفحص التمثيل الغذائي والطاقة من خلال مفهوم مثل "الهدم". يشير هذا المصطلح إلى عمليات التمثيل الغذائي التي يتم خلالها تكسير الجزيئات الكبيرة من الدهون والأحماض الأمينية والكربوهيدرات. أثناء التقويض ، تظهر جزيئات بسيطة تشارك في تفاعلات التخليق الحيوي. بفضل هذه العمليات ، يستطيع الجسم تعبئة الطاقة ، وتحويلها إلى شكل يسهل الوصول إليه.
في الكائنات الحية التي تعيش عن طريق التمثيل الضوئي (البكتيريا الزرقاء والنباتات) ، لا يطلق تفاعل نقل الإلكترون طاقة ، ولكنه يتراكم بفضل ضوء الشمس.
في الحيوانات ، ترتبط تفاعلات التقويض بانهيار العناصر المعقدة إلى عناصر أبسط. هذه المواد هي النترات والأكسجين.
الهدم في الحيوانات ينقسم إلى ثلاث مراحل:
- تقسيم المواد المعقدة إلى مواد أبسط
- تقسيم الجزيئات البسيطة إلى جزيئات أبسط.
- إطلاق الطاقة.
الابتنائية
الأيض (يعتبر علم الأحياء من الدرجة 8 هذا المفهوم) يتميز أيضًا بالبناء - مجموعة من عمليات التمثيل الغذائي للتخليق الحيوي مع استهلاك الطاقة. الجزيئات المعقدة ، التي هي أساس الطاقة في الهياكل الخلوية ، تتشكل بالتسلسل من أبسط السلائف.
أولاً ، يتم تصنيع الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات والسكريات الأحادية. ثم تصبح العناصر المذكورة أعلاه أشكالًا نشطة بسبب طاقة ATP. وفي المرحلة الأخيرة ، يتم دمج جميع المونومرات النشطة في هياكل معقدة ، مثل البروتينات والدهون والسكريات.
تجدر الإشارة إلى أنه ليس كل الكائنات الحية تصنع الجزيئات النشطة. يميز علم الأحياء (التمثيل الغذائي بالتفصيل في هذه المقالة) الكائنات الحية مثل autotrophs و chemotrophs و heterotrophs. يتلقون الطاقة من مصادر بديلة.
الطاقة من ضوء الشمس
ما هو التمثيل الغذائي في علم الأحياء؟ العملية التي توجد بها كل الكائنات الحيةعلى الأرض ، ويميز الكائنات الحية عن الجماد
تتغذى طاقة ضوء الشمس على بعض الأوليات والنباتات والبكتيريا الزرقاء. في هؤلاء الممثلين ، يحدث التمثيل الغذائي بسبب التمثيل الضوئي - عملية امتصاص الأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون.
الهضم
يتم تكسير الجزيئات مثل النشا والبروتينات والسليلوز قبل أن تستخدمها الخلايا. يتضمن الهضم إنزيمات خاصة تكسر البروتينات إلى أحماض أمينية وعديدات السكاريد إلى سكريات أحادية.
يمكن للحيوانات فقط إفراز هذه الإنزيمات من خلايا خاصة. لكن الكائنات الحية الدقيقة تطلق مثل هذه المواد في الفضاء المحيط. تدخل جميع المواد التي تنتجها الإنزيمات خارج الخلية إلى الجسم باستخدام "النقل النشط".
التحكم والتنظيم
ما هو التمثيل الغذائي في علم الأحياء ، يمكنك أن تقرأ في هذا المقال. يتميز كل كائن حي بالتوازن - ثبات البيئة الداخلية للجسم. إن وجود مثل هذه الحالة مهم جدًا لأي كائن حي. نظرًا لأنها محاطة جميعًا ببيئة تتغير باستمرار ، من أجل الحفاظ على الظروف المثلى داخل الخلايا ، يجب تنظيم جميع التفاعلات الأيضية بشكل صحيح ودقيق. الأيض الجيد يمكّن الكائنات الحية من الاتصال المستمر بالبيئة والاستجابة لتغيراتها.
معلومات تاريخية
ما هو التمثيل الغذائي في علم الأحياء؟ التعريف في بداية المقال. مفهوم "التمثيل الغذائي" لأول مرةاستخدمه تيودور شوان في أربعينيات القرن التاسع عشر.
يدرس العلماء عملية التمثيل الغذائي لعدة قرون ، وقد بدأ كل شيء بمحاولات لدراسة الكائنات الحية الحيوانية. لكن مصطلح "التمثيل الغذائي" كان أول من استخدمه ابن النفيسة ، الذي اعتقد أن الجسم كله في حالة تغذوية متدهورة باستمرار ، لذلك يتميز بالتغيرات المستمرة.
سيكشف درس علم الأحياء "الأيض" الجوهر الكامل لهذا المفهوم ويصف الأمثلة التي ستساعد على زيادة عمق المعرفة.
تم إجراء أول تجربة مضبوطة على دراسة التمثيل الغذائي بواسطة سانتوريو سانتوريو في عام 1614. ووصف حالته قبل وبعد الأكل والعمل وشرب الماء والنوم. كان أول من لاحظ أن معظم المواد الغذائية المستهلكة ضاعت أثناء عملية "التبخر الصامت".
في الدراسات الأولية ، لم يتم العثور على تفاعلات التمثيل الغذائي ، واعتقد العلماء أن الأنسجة الحية يتم التحكم فيها بواسطة قوة حية.
في القرن العشرين ، قدم إدوارد بوخنر مفهوم الإنزيمات. منذ ذلك الحين ، بدأت دراسة التمثيل الغذائي بدراسة الخلايا. خلال هذه الفترة ، أصبحت الكيمياء الحيوية علما.
ما هو التمثيل الغذائي في علم الأحياء؟ يمكن تقديم التعريف على النحو التالي - هذه مجموعة خاصة من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تدعم وجود كائن حي.
معادن
تلعب المواد غير العضوية دورًا مهمًا جدًا في عملية التمثيل الغذائي. تتكون جميع المركبات العضوية من كميات كبيرة من الفوسفور والأكسجين والكربون والنيتروجين.
تسمح لك معظم المركبات غير العضوية بالتحكم في مستوى الضغط داخل الخلايا. أيضا تركيزهميؤثر إيجابيا على عمل العضلات والخلايا العصبية.
المعادن الانتقالية (الحديد والزنك) تنظم نشاط نقل البروتينات والإنزيمات. يتم امتصاص جميع العناصر النزرة غير العضوية من خلال بروتينات النقل ولا تبقى أبدًا في حالة حرة.
