Điều kiện tiên quyết cho sự tồn tại của bất kỳ sinh vật sống nào là việc cung cấp liên tục các chất dinh dưỡng và loại bỏ các sản phẩm cuối cùng của sự thối rữa.
Sự trao đổi chất trong sinh học là gì
Trao đổi chất, hay còn gọi là trao đổi chất, là một tập hợp các phản ứng hóa học đặc biệt diễn ra trong bất kỳ cơ thể sống nào để duy trì hoạt động và sự sống của nó. Những phản ứng này cho phép cơ thể phát triển, tăng trưởng và sinh sản trong khi vẫn duy trì cấu trúc và phản ứng với các kích thích từ môi trường.
Trao đổi chất thường được chia thành hai giai đoạn: dị hóa và đồng hóa. Ở giai đoạn đầu, tất cả các chất phức tạp đều bị phá vỡ và trở nên đơn giản hơn. Thứ hai, cùng với chi phí năng lượng, axit nucleic, lipid và protein được tổng hợp.
Vai trò quan trọng nhất trong quá trình trao đổi chất được thực hiện bởi các enzym, là chất xúc tác sinh học tích cực. Chúng có thể làm giảm năng lượng hoạt hóa của một phản ứng vật lý và điều chỉnh các con đường trao đổi chất.
Chuỗi và thành phần trao đổi chất là hoàn toàn giống nhau đối với nhiều loài, đó là bằng chứng về sự thống nhất về nguồn gốc của mọi sinh vật. Sự giống nhau này thể hiện tương đốisự xuất hiện sớm của quá trình tiến hóa trong lịch sử phát triển của các sinh vật.
Phân loại theo kiểu trao đổi chất
Sự trao đổi chất trong sinh học là gì được mô tả chi tiết trong bài viết này. Tất cả các sinh vật sống tồn tại trên hành tinh Trái đất có thể được chia thành tám nhóm, được dẫn dắt bởi nguồn carbon, năng lượng và chất nền dễ oxy hóa.
Các sinh vật sống có thể sử dụng năng lượng của các phản ứng hóa học hoặc ánh sáng làm nguồn thức ăn. Cả chất hữu cơ và chất vô cơ đều có thể được sử dụng như một chất nền dễ oxy hóa. Nguồn carbon là carbon dioxide hoặc chất hữu cơ.
Có những vi sinh vật, ở trong những điều kiện tồn tại khác nhau, sử dụng một kiểu trao đổi chất khác nhau. Nó phụ thuộc vào độ ẩm, ánh sáng và các yếu tố khác.
Các sinh vật đa bào có thể được đặc trưng bởi thực tế là cùng một sinh vật có thể có các tế bào với các loại quá trình trao đổi chất khác nhau.
Dị hóa
Sinh học kiểm tra sự trao đổi chất và năng lượng thông qua một khái niệm như "dị hóa". Thuật ngữ này đề cập đến các quá trình trao đổi chất trong đó các phần tử lớn của chất béo, axit amin và carbohydrate bị phá vỡ. Trong quá trình dị hóa, các phân tử đơn giản xuất hiện tham gia vào các phản ứng sinh tổng hợp. Nhờ những quá trình này mà cơ thể có thể huy động năng lượng, biến nó thành dạng dễ tiếp cận.
Ở các sinh vật sống bằng quang hợp (vi khuẩn lam vàthực vật), phản ứng chuyển điện tử không giải phóng năng lượng mà tích lũy nhờ ánh sáng mặt trời.
Ở động vật, phản ứng dị hóa liên quan đến việc phân hủy các nguyên tố phức tạp thành các nguyên tố đơn giản hơn. Những chất này là nitrat và oxy.
Dị hóa ở động vật được chia thành ba giai đoạn:
- Tách các chất phức tạp thành các chất đơn giản hơn.
- Tách các phân tử đơn giản thành những phân tử đơn giản hơn nữa.
- Giải phóng năng lượng.
Đồng hóa
Trao đổi chất (sinh học lớp 8 coi khái niệm này) còn được đặc trưng bởi quá trình đồng hóa - một tập hợp các quá trình trao đổi chất của quá trình sinh tổng hợp có tiêu hao năng lượng. Các phân tử phức tạp, là cơ sở năng lượng của cấu trúc tế bào, được hình thành tuần tự từ những tiền chất đơn giản nhất.
Đầu tiên, các axit amin, nucleotide và monosaccharide được tổng hợp. Khi đó các nguyên tố trên trở thành dạng hoạt động nhờ năng lượng của ATP. Và ở giai đoạn cuối, tất cả các monome hoạt động được kết hợp thành các cấu trúc phức tạp, chẳng hạn như protein, lipid và polysaccharid.
Điều cần lưu ý là không phải tất cả các sinh vật sống đều tổng hợp các phân tử hoạt động. Sinh học (sự trao đổi chất được mô tả chi tiết trong bài viết này) phân biệt các sinh vật như sinh vật tự dưỡng, sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng. Chúng nhận năng lượng từ các nguồn thay thế.
Năng lượng từ ánh sáng mặt trời
Sự trao đổi chất trong sinh học là gì? Quá trình mà tất cả các sinh vật tồn tạitrên Trái đất, và phân biệt sinh vật sống với vật chất vô tri.
Năng lượng ánh sáng mặt trời ăn một số động vật nguyên sinh, thực vật và vi khuẩn lam. Ở những đại diện này, quá trình trao đổi chất xảy ra do quang hợp - quá trình hấp thụ oxy và giải phóng carbon dioxide.
Tiêu hóa
Các phân tử như tinh bột, protein và cellulose bị phá vỡ trước khi chúng được tế bào sử dụng. Quá trình tiêu hóa liên quan đến các enzym đặc biệt giúp phân hủy protein thành các axit amin và polysaccharid thành monosaccharid.
Động vật chỉ có thể tiết ra các enzym này từ các tế bào đặc biệt. Nhưng vi sinh vật giải phóng các chất đó ra không gian xung quanh. Tất cả các chất được tạo ra bởi các enzym ngoại bào đi vào cơ thể bằng cách sử dụng "vận chuyển tích cực".
Kiểm soát và quy định
Sự trao đổi chất trong sinh học là gì, bạn có thể đọc trong bài viết này. Mỗi sinh vật được đặc trưng bởi cân bằng nội môi - sự ổn định của môi trường bên trong cơ thể. Sự hiện diện của một điều kiện như vậy là rất quan trọng đối với bất kỳ sinh vật nào. Vì tất cả chúng được bao quanh bởi một môi trường luôn thay đổi, để duy trì điều kiện tối ưu bên trong tế bào, tất cả các phản ứng trao đổi chất phải được điều chỉnh một cách chính xác và chính xác. Sự trao đổi chất tốt giúp các sinh vật sống liên tục tiếp xúc với môi trường và phản ứng với những thay đổi của nó.
Thông tin lịch sử
Sự trao đổi chất trong sinh học là gì? Định nghĩa ở đầu bài viết. Lần đầu tiên khái niệm về "sự trao đổi chất"được sử dụng bởi Theodor Schwann vào những năm bốn mươi của thế kỷ 19.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu sự trao đổi chất trong vài thế kỷ, và tất cả đều bắt đầu từ những nỗ lực nghiên cứu các sinh vật động vật. Nhưng thuật ngữ "sự trao đổi chất" lần đầu tiên được sử dụng bởi Ibn al-Nafisa, người tin rằng toàn bộ cơ thể thường xuyên ở trạng thái dinh dưỡng và phân hủy, vì vậy nó có đặc điểm là thay đổi liên tục.
Bài học sinh học "Trao đổi chất" sẽ tiết lộ toàn bộ bản chất của khái niệm này và mô tả các ví dụ giúp nâng cao kiến thức sâu hơn.
Thí nghiệm có kiểm soát đầu tiên về nghiên cứu sự trao đổi chất được thực hiện bởi Santorio Santorio vào năm 1614. Ông mô tả tình trạng của mình trước và sau khi ăn, làm việc, uống nước và ngủ. Anh ấy là người đầu tiên nhận thấy rằng hầu hết thực phẩm tiêu thụ đã bị mất đi trong quá trình "bay hơi im lặng".
Trong các nghiên cứu ban đầu, phản ứng trao đổi chất không được tìm thấy và các nhà khoa học tin rằng mô sống được điều khiển bởi một lực sống.
Vào thế kỷ 20, Eduard Buchner đưa ra khái niệm về enzym. Kể từ đó, việc nghiên cứu sự trao đổi chất bắt đầu bằng việc nghiên cứu các tế bào. Trong thời kỳ này, hóa sinh đã trở thành một ngành khoa học.
Sự trao đổi chất trong sinh học là gì? Định nghĩa có thể được đưa ra như sau - đây là một tập hợp đặc biệt của các phản ứng sinh hóa hỗ trợ sự tồn tại của một sinh vật.
Khoáng
Chất vôcơ có vai trò rất quan trọng trong quá trình trao đổi chất. Tất cả các hợp chất hữu cơ đều được tạo thành từ một lượng lớn phốt pho, oxy, carbon và nitơ.
Hầu hết các hợp chất vô cơ cho phép bạn kiểm soát mức độ áp suất bên trong các tế bào. Ngoài ra sự tập trung của họảnh hưởng tích cực đến hoạt động của các tế bào cơ và thần kinh.
Kim loại chuyển tiếp (sắt và kẽm) điều chỉnh hoạt động của các protein và enzym vận chuyển. Tất cả các nguyên tố vi lượng vô cơ được hấp thụ thông qua các protein vận chuyển và không bao giờ ở trạng thái tự do.
