تنفس و متابولیسم گیاه. تامین انرژی سلول ها منابع انرژی انرژی مورد نیاز برای فرآیندهای زندگی

مشخص است که همه گیاهان گلدار دارای ساختار سلولی هستند و ساختار سلول ها به عملکردی که انجام می دهند بستگی دارد. در یک ارگانیسم گیاهی، همه سلول‌ها، از نظر ساختار و عملکرد مشابه، بافت‌ها را تشکیل می‌دهند، اندام‌های گیاهی از بافت‌ها و یک ارگانیسم منفرد از اندام‌ها تشکیل شده است. او چگونه زندگی می کند؟

متابولیسم

یکی از مظاهر اصلی زندگی متابولیسم یا متابولیسم است (از یونانی "متابول" - تغییر، دگرگونی). در موجودات گیاهی، متابولیسم خارجی رخ می دهد - جذب و آزاد شدن مواد، و متابولیسم داخلی - تبدیل مواد در سلول. تبادل خارجی می تواند با یا بدون مصرف انرژی رخ دهد. متابولیسم داخلی از دو فرآیند مرتبط تشکیل شده است: جذب و غیر همسان سازی. جذب (از لاتین "Assimilation" - استفاده) فرآیند تشکیل از مواد ساده از مواد پیچیده تر است که بدن گیاه از آن ساخته شده است. این نیاز به انرژی دارد. دیسیمیلاسیون فرآیند تجزیه مواد پیچیده است که از آن بدن به مواد ساده تر ساخته می شود. این باعث آزاد شدن انرژی می شود.

تبادل گاز در برگ بر اساس قانون انتشار (نفوذ متقابل مواد) صورت می گیرد. در طول روز، زمانی که فتوسنتز اتفاق می افتد، غلظت دی اکسید کربن در داخل برگ نسبت به هوای بیرون کاهش می یابد، زیرا برای تشکیل کربوهیدرات ها صرف می شود. بنابراین دی اکسید کربن از طریق روزنه ها به فضاهای بین سلولی بافت اسفنجی و از آنجا به سلول ها نفوذ می کند. در همان زمان، اکسیژن از برگ ها آزاد می شود که در طول فتوسنتز آزاد می شود. در شب، روند معکوس رخ می دهد، یعنی: مقدار دی اکسید کربن در برگ ها افزایش می یابد و در هوا آزاد می شود و فرآیند تنفس به شدت انجام می شود. تنفس در تمام سلول های زنده شبانه روز اتفاق می افتد. یک گیاه مانند یک فرد، اکسیژن تنفس می کند و دی اکسید کربن را بازدم می کند. با این حال، در نور، زمانی که فتوسنتز اتفاق می افتد، گیاهان دی اکسید کربن بیشتری نسبت به آزاد شدن آنها در طول تنفس جذب می کنند.

گیاه سبز. عکس: بن هاسکینگ

تبخیر آب یا تعرق فرآیند تبخیر آب توسط برگها است که در زندگی گیاهان بسیار مهم است. عمدتاً از طریق روزنه انجام می شود. به لطف تبخیر، یک میکروکلیم خاصی در اطراف گیاه ایجاد می شود که برای زندگی عادی ضروری است.
تبخیر در هوای گرم به خنک شدن برگ ها و حرکت آب و مواد محلول در آن کمک می کند. بین تبخیر آب از طریق کوتیکول (پوشش مومی روی پوست) و از طریق روزنه تمایز قائل می شود. میزان تعرق به دلایل زیادی بستگی دارد: خصوصیات بیولوژیکی خود گیاهان، شرایط محیطی.
بنابراین، جذب و غیر همسان سازی فرآیندهای به هم پیوسته متابولیسم و ​​انرژی هستند. مهمترین فرآیند جذب در گیاهان، فتوسنتز و فرآیند غیر همسان سازی، تنفس است.
فتوسنتز در سلول های بافت جذب، که حاوی پلاستیدهای سبز - کلروپلاست هستند، رخ می دهد. به بافت جذبی، بافت پایه نیز گفته می شود. از دو نوع سلول تشکیل شده است. در زیر پوست فوقانی دو یا سه لایه متراکم از سلول‌های بافت ستونی وجود دارد و در زیر آنها سلول‌های بافت اسفنجی با فضاهای بین سلولی قرار دارند - فضاهایی پر از هوا. در پوست، عمدتاً در قسمت زیرین برگ، تشکیلات متعددی وجود دارد - روزنه ها، که تبادل گاز و تبخیر آب توسط گیاه را تضمین می کند.

تغذیه معدنی

برای زندگی عادی، گیاهان نه تنها به کربوهیدرات های تشکیل شده در طول فتوسنتز، بلکه به پروتئین ها، چربی ها و سایر مواد نیز نیاز دارند. برای تشکیل آنها، گیاه علاوه بر اکسیژن و هیدروژن (که کربوهیدرات ها را تشکیل می دهند)، به عناصر شیمیایی دیگری نیز نیاز دارد.
این گیاه آنها را به صورت مواد معدنی از خاک دریافت می کند، بنابراین خاک نه تنها یک زیستگاه، بلکه منبع تغذیه معدنی گیاهان است. از خاک، گیاه عناصری مانند پتاسیم، فسفر، نیتروژن و غیره و همچنین عناصر ریز را دریافت می کند: بور، کلسیم، منیزیم، گوگرد، کبالت، منگنز، مس، روی و غیره.
در صورت کمبود نمک های معدنی در خاک، آنها را به صورت کود معدنی مصرف می کنند. کودها معدنی هستند: نیتروژن (نیترات، اوره، سولفات آمونیوم)، فسفر (سوپر فسفات) و پتاسیم (کلرید پتاسیم). خاکستر نیز یک کود پتاسیم محسوب می شود. کودهای آلی نیز به خاک اضافه می شود. اینها موادی با منشاء آلی هستند - کود، فضولات پرندگان، هوموس، ذغال سنگ نارس. کودهای گرانول نیز وجود دارد. آنها به صورت گرانول (گلوله) تهیه می شوند. کودها در بهار یا پاییز و همچنین در طول رشد گیاه - کود دهی به خاک اعمال می شود.

گیاهان را می توان بدون خاک و با استفاده از مخلوط مواد مغذی آبی کشت کرد، در صورتی که دارای تمام عناصر لازم برای تغذیه گیاه باشند. این روش پرورش گیاهان هیدروپونیک نامیده می شود.
ایروپونیک نیز وجود دارد، زمانی که گیاهان بدون خاک رشد می کنند و ریشه های موجود در هوا به طور دوره ای با قطرات کوچک محلول غذایی اسپری می شوند.
انتقال مواد در یک گیاه - این فرآیند در یک گیاه به صورت جریان های صعودی و نزولی رخ می دهد. فلش چین نشان دهنده جریان رو به بالا و پیکان پیوسته جریان رو به پایین را نشان می دهد.

آب با مواد حل شده در آن از طریق کرک های ریشه وارد گیاه می شود، سپس در امتداد ریشه تا ساقه و در امتداد ساقه به سمت برگ ها و سایر اندام ها بالا می رود (جریان رو به بالا). بافت رسانایی که آب و نمک های معدنی از طریق آن حرکت می کنند آوند چوبی نامیده می شود و در چوب ساقه قرار دارد.
به بافتی که مواد تشکیل شده در برگ از طریق آن حرکت می کنند (جریان رو به پایین) آبکش می گویند. آبکش در قشر مغز قرار دارد. سلول های رسانای آبکش زنده هستند و به آنها لوله های غربالی می گویند. سلول های رسانای آوند چوبی مرده هستند و به آنها عروق می گویند.
حرکت مواد تحت نیروی فشار ریشه و تعرق صورت می گیرد. تحت تأثیر فشار ریشه، محلولی از آب و نمک های معدنی از طریق موهای ریشه وارد پوست و سپس به آوندهای آوند چوبی می شود. محلول از طریق آوندهای ریشه به سمت ساقه بالا می رود و از طریق آوندهای ساقه تحت تأثیر نیروی تعرق به سمت برگ ها حرکت می کند.
گیاه با دریافت مواد لازم برای زندگی رشد، نمو و تولید مثل می کند.

رشد و توسعه

گیاه در حال رشد است، به این معنی که ارگانیسم در حال حرکت است، زیرا در طی این فرآیند تقسیم سلولی رخ می دهد (در سلول های زنده، سیتوپلاسم دائما در حرکت است). همانطور که سیستم ریشه رشد می کند، سطح تغذیه معدنی را افزایش می دهد و رشد قسمت بالای زمین باعث افزایش سطح تغذیه هوا می شود. رابطه بین قسمت های زیرزمینی و بالای زمینی حیات گیاه را به عنوان یک موجود زنده تضمین می کند.

رشد و نمو گیاهان ارتباط نزدیکی با هم دارند، اما جایگزین یکدیگر نمی شوند. تنظیم این فرآیندها در سطح سلولی انجام می شود. فرآیندهای رشد به صورت ریتمیک رخ می دهند.
نمو گیاه آن دسته از تغییرات کیفی است که در یک گیاه در طول زندگی آن رخ می دهد و با تقسیم زیگوت شروع می شود. از آن یک جنین با اندام های ابتدایی تشکیل می شود که در دانه قرار دارد. پس از جوانه زدن بذر، گیاهی از رویان رشد می کند که روی آن گل ها تشکیل می شود، گلدهی، گرده افشانی و لقاح، رشد میوه و بذر، بلوغ و پراکندگی آنها اتفاق می افتد. رشد یک ارگانیسم فردی از دانه به دانه، یعنی از تولد تا مرگ، فردی یا ontogenesis نامیده می شود (از یونانی "ontos" - وجود و "genio" - تولد). رشد موجودات در فرآیند تکامل، یعنی در فرآیند تکامل تاریخی، فیلوژنز نامیده می شود.

تولید مثل

تولید مثل عملکرد اصلی بیولوژیکی هر موجود زنده است. در برخی موارد، در گیاهان، تولید مثل به دوره زندگی پایان می‌دهد، مثلاً در گیاهان یکساله و آن دسته از گیاهان چند ساله که یک بار در طول عمر میوه می‌دهند (بامبو، برخی درختان خرما و غیره). در موارد دیگر، تولید مثل چندین بار اتفاق می افتد (گیاهان چند ساله، درختان و درختچه ها).
هر گیاه در زمان خاصی از زندگی خود شروع به تولید مثل می کند. و صرف نظر از اینکه تولید مثل به روش بذر یا رویشی انجام می شود، گیاهان هم نوع خود را تولید مثل می کنند. روش های تولید مثل در گیاهان متنوع است، اما می توان آنها را به طور عمده به سه کاهش داد: غیرجنسی، رویشی و جنسی.
در تولیدمثل غیرجنسی، تولیدمثل نوع خود بدون مشارکت سلول‌های زاینده و بدون لقاح اتفاق می‌افتد. تولیدمثل غیرجنسی با کمک هاگ ها و قسمت های رویشی (در حال رشد) بدن مشخصه همه گیاهان است.

همانطور که قبلا ذکر شد، چرخه زندگی گیاهان با تناوب دو نسل مشخص می شود - جنسی (هاپلوئید، یعنی با یک مجموعه کروموزوم) و غیرجنسی (دیپلوئید، با یک مجموعه کروموزوم دوگانه).

در طول تولیدمثل جنسی در گیاهان، معمولاً تغییر نسل رخ می دهد: روی یکی، اندام ها و سلول های تولید مثل غیرجنسی تشکیل می شوند - این یک اسپوروفیت است و از طرف دیگر اندام های تولید مثل و سلول های زاینده تشکیل می شود - این یک گامتوفیت است.
گیاهان زمینی با سازگاری با زندگی در زمین، در مسیر بهبود اسپوروفیت (نسل غیرجنسی) و کاهش (تغییر) گامتوفیت (نسل های جنسی) توسعه یافتند. گامتوفیت که به کمبود رطوبت بسیار حساس است، به تدریج از نظر اندازه کاهش می یابد که باعث می شود سریعتر رشد کند و در نتیجه کمتر به آب وابسته شود.

نفس

یک سلول زنده یک سیستم انرژی باز است که به دلیل جریان ثابت انرژی زندگی می کند و فردیت خود را حفظ می کند. به محض توقف این هجوم، به هم ریختگی و مرگ بدن رخ می دهد. انرژی نور خورشید ذخیره شده در مواد آلی در طول فتوسنتز دوباره آزاد می شود و برای انواع فرآیندهای زندگی استفاده می شود.
انرژی کوانتوم های نوری انباشته شده در کربوهیدرات ها مجدداً در طی فرآیند فروپاشی آنها (تجزیه) آزاد می شود. در کلی‌ترین شکل، می‌توان اشاره کرد که تمام سلول‌های زنده از طریق واکنش‌های آنزیمی انرژی دریافت می‌کنند که طی آن الکترون‌ها از سطح انرژی بالاتر به سطح پایین‌تر حرکت می‌کنند. در طبیعت، دو فرآیند اصلی وجود دارد که طی آن انرژی نور خورشید ذخیره شده در مواد آلی آزاد می شود: تنفس و تخمیر. تنفس عبارت است از تجزیه هوازی اکسیداتیو ترکیبات آلی به ترکیبات غیرآلی ساده و همراه با آزاد شدن انرژی. تخمیر یک فرآیند بی هوازی از تجزیه ترکیبات آلی به ترکیبات ساده تر است که با آزاد شدن انرژی همراه است. در طی تخمیر، حالت اکسیداسیون ترکیبات تغییر نمی کند. در مورد تنفس، گیرنده الکترون اکسیژن است، در مورد تخمیر، ترکیبات آلی. فرآیندهای گنجانده شده در چرخه انرژی به قدری مهم هستند که علم بیوانرژتیک اکنون ظهور کرده است و پایه مولکولی و زیر مولکولی تبدیل انرژی را مطالعه می کند.

تنفس یکی از فرآیندهای متابولیکی مرکزی موجودات گیاهی است. انرژی آزاد شده در طول تنفس هم برای فرآیندهای رشد و هم برای حفظ وضعیت فعال اندام های گیاهی که قبلاً رشد را تکمیل کرده اند صرف می شود. با این حال، اهمیت تنفس به این واقعیت محدود نمی شود که این فرآیندی است که انرژی را تامین می کند. تنفس، مانند فتوسنتز، یک فرآیند ردوکس پیچیده است که طی یک سری مراحل انجام می شود. در مراحل میانی آن، ترکیبات آلی تشکیل می شود که سپس در واکنش های متابولیکی مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. ترکیبات میانی شامل اسیدهای آلی و پنتوزهایی هستند که از طریق مسیرهای مختلف تجزیه تنفسی تشکیل می شوند. بنابراین، فرآیند تنفس منبع بسیاری از متابولیت ها است. علیرغم اینکه فرآیند کلی تنفس برخلاف فتوسنتز است، در برخی موارد می توانند مکمل یکدیگر باشند.



همه موجودات زنده به جز ویروس ها از سلول ساخته شده اند. آنها تمام فرآیندهای لازم برای زندگی یک گیاه یا حیوان را فراهم می کنند. یک سلول خود می تواند یک ارگانیسم جداگانه باشد. و چگونه چنین ساختار پیچیده ای می تواند بدون انرژی زندگی کند؟ البته که نه. بنابراین سلول ها چگونه انرژی می گیرند؟ این بر اساس فرآیندهایی است که در زیر بررسی خواهیم کرد.

تامین انرژی سلول ها: چگونه این اتفاق می افتد؟

تعداد کمی از سلول ها انرژی را از بیرون دریافت می کنند. "ایستگاه" منحصر به فرد دارند. و منبع انرژی در سلول، میتوکندری است، اندامکی که آن را تولید می کند. فرآیند تنفس سلولی در آن اتفاق می افتد. با توجه به آن، سلول ها با انرژی تامین می شوند. با این حال، آنها فقط در گیاهان، حیوانات و قارچ ها وجود دارند. سلول های باکتریایی میتوکندری ندارند. بنابراین، انرژی سلول های آنها عمدتاً از طریق فرآیندهای تخمیر به جای تنفس تأمین می شود.

ساختار میتوکندری

این یک اندامک دو غشایی است که در طی فرآیند تکامل در یک سلول یوکاریوتی در نتیجه جذب یک سلول کوچکتر ظاهر شد. پروتئین های لازم برای اندامک ها

غشای داخلی دارای برجستگی هایی به نام cristae یا برجستگی است. فرآیند تنفس سلولی روی کریستا اتفاق می افتد.

آنچه در داخل دو غشا قرار دارد ماتریس نامیده می شود. حاوی پروتئین ها، آنزیم های لازم برای تسریع واکنش های شیمیایی و همچنین RNA، DNA و ریبوزوم است.

تنفس سلولی اساس زندگی است

در سه مرحله صورت می گیرد. بیایید به هر یک از آنها با جزئیات بیشتری نگاه کنیم.

مرحله اول مقدماتی است

در این مرحله، ترکیبات آلی پیچیده به ترکیبات ساده‌تر تجزیه می‌شوند. بنابراین، پروتئین ها به اسیدهای آمینه، چربی ها به اسیدهای کربوکسیلیک و گلیسرول، اسیدهای نوکلئیک به نوکلئوتیدها و کربوهیدرات ها به گلوکز تجزیه می شوند.

گلیکولیز

این مرحله بدون اکسیژن است. در این واقعیت نهفته است که مواد به دست آمده در مرحله اول بیشتر تجزیه می شوند. منابع اصلی انرژی که سلول در این مرحله استفاده می کند، مولکول های گلوکز هستند. هر یک از آنها در طی گلیکولیز به دو مولکول پیروات تجزیه می شود. این در طی ده واکنش شیمیایی متوالی رخ می دهد. در نتیجه پنج مورد اول، گلوکز فسفریله می شود و سپس به دو فسفوتریوز تقسیم می شود. پنج واکنش بعدی دو مولکول و دو مولکول PVA (پیروویک اسید) تولید می کنند. انرژی سلول به شکل ATP ذخیره می شود.

کل فرآیند گلیکولیز را می توان به شرح زیر ساده کرد:

2NAD + 2ADP + 2H 3 PO 4 + C 6 H 12 O 6 → 2H 2 O + 2NAD. H 2 + 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP

بدین ترتیب سلول با استفاده از یک مولکول گلوکز، دو مولکول ADP و دو مولکول اسید فسفریک، دو مولکول ATP (انرژی) و دو مولکول اسید پیروویک دریافت می کند که در مرحله بعد از آنها استفاده خواهد کرد.

مرحله سوم اکسیداسیون است

این مرحله فقط در حضور اکسیژن رخ می دهد. واکنش های شیمیایی این مرحله در میتوکندری رخ می دهد. این قسمت اصلی است که در طی آن بیشترین انرژی آزاد می شود. در این مرحله، در واکنش با اکسیژن، به آب و دی اکسید کربن تجزیه می شود. علاوه بر این، 36 مولکول ATP تشکیل می شود. بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت که منابع اصلی انرژی در سلول، گلوکز و اسید پیروویک هستند.

با خلاصه کردن تمام واکنش های شیمیایی و حذف جزئیات، می توانیم کل فرآیند تنفس سلولی را با یک معادله ساده بیان کنیم:

6O 2 + C 6 H 12 O 6 + 38ADP + 38H 3 PO 4 → 6CO 2 + 6H2O + 38ATP.

بنابراین، در طول تنفس، سلول از یک مولکول گلوکز، شش مولکول اکسیژن، سی و هشت مولکول ADP و به همان میزان اسید فسفریک، 38 مولکول ATP دریافت می کند که در قالب آن انرژی ذخیره می شود.

تنوع آنزیم های میتوکندری

سلول انرژی را برای فعالیت حیاتی از طریق تنفس - اکسیداسیون گلوکز و سپس اسید پیروویک - دریافت می کند. تمام این واکنش های شیمیایی بدون آنزیم ها - کاتالیزورهای بیولوژیکی - امکان پذیر نیست. بیایید به آنهایی که در میتوکندری، اندامک‌هایی که مسئول تنفس سلولی هستند، نگاه کنیم. همه آنها اکسیدوردوکتاز نامیده می شوند زیرا برای اطمینان از وقوع واکنش های ردوکس مورد نیاز هستند.

تمام اکسیدوردوکتازها را می توان به دو گروه تقسیم کرد:

• اکسیدازها؛
• دهیدروژناز؛

دهیدروژنازها به نوبه خود به هوازی و بی هوازی تقسیم می شوند. انواع هوازی حاوی کوآنزیم ریبوفلاوین است که بدن از ویتامین B2 دریافت می کند. دهیدروژنازهای هوازی حاوی مولکول های NAD و NADP به عنوان کوآنزیم هستند.

اکسیدازها تنوع بیشتری دارند. اول از همه، آنها به دو گروه تقسیم می شوند:

• آنهایی که حاوی مس هستند؛
• آنهایی که آهن دارند

اولی شامل پلی فنول اکسیدازها و آسکوربات اکسیداز، دومی شامل کاتالاز، پراکسیداز و سیتوکروم است. دومی به نوبه خود به چهار گروه تقسیم می شود:

• سیتوکروم a;
• سیتوکروم b;
• سیتوکروم c;
• سیتوکروم ها د.

سیتوکروم a حاوی آهن فرمیل پورفیرین، سیتوکروم b - پروتوپورفیرین آهن، c - مزوپورفیرین آهن جایگزین، d - دی هیدروپورفیرین آهن است.

آیا راه های دیگری برای به دست آوردن انرژی وجود دارد؟

اگرچه بیشتر سلول‌ها آن را از طریق تنفس سلولی به دست می‌آورند، اما باکتری‌های بی‌هوازی نیز وجود دارند که برای وجود به اکسیژن نیازی ندارند. آنها انرژی لازم را از طریق تخمیر تولید می کنند. این فرآیندی است که طی آن با کمک آنزیم ها کربوهیدرات ها بدون مشارکت اکسیژن تجزیه می شوند و در نتیجه سلول انرژی دریافت می کند. بسته به محصول نهایی واکنش های شیمیایی، انواع مختلفی از تخمیر وجود دارد. این می تواند اسید لاکتیک، الکلی، اسید بوتیریک، استون-بوتان، اسید سیتریک باشد.

برای مثال، در نظر بگیرید که می توان آن را با معادله زیر بیان کرد:

C 6 H 12 O 6 → C 2 H 5 OH + 2CO 2

یعنی باکتری یک مولکول گلوکز را به یک مولکول اتیل الکل و دو مولکول اکسید کربن (IV) تجزیه می کند.

متابولیسم (متابولیسم)- این مجموع تمام واکنش های شیمیایی است که در بدن رخ می دهد. همه این واکنش ها به 2 گروه تقسیم می شوند

1. تعویض پلاستیک( جذب، آنابولیسم، بیوسنتز) - این زمانی است که از مواد ساده با مصرف انرژی تشکیل می شوند (سنتز می شوند)پیچیده تر. مثال:

• در طول فتوسنتز، گلوکز از دی اکسید کربن و آب سنتز می شود.

2. متابولیسم انرژی(تجزیه، کاتابولیسم، تنفس) - این زمانی است که مواد پیچیده است متلاشی شدن (اکسید شدن)به ساده تر و در عین حال انرژی آزاد می شود، برای زندگی لازم است. مثال:

• در میتوکندری، گلوکز، اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب توسط اکسیژن به دی اکسید کربن و آب اکسید می شوند که انرژی تولید می کند. (تنفس سلولی)

رابطه بین متابولیسم پلاستیک و انرژی

• متابولیسم پلاستیک مواد آلی پیچیده (پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک)، از جمله پروتئین های آنزیمی برای متابولیسم انرژی را در اختیار سلول قرار می دهد.
• متابولیسم انرژی به سلول انرژی می دهد. هنگام انجام کار (ذهنی، عضلانی و غیره) متابولیسم انرژی افزایش می یابد.

ATP- ماده انرژی جهانی سلول (انباشته کننده انرژی جهانی). در فرآیند متابولیسم انرژی (اکسیداسیون مواد آلی) تشکیل می شود.

• در طول متابولیسم انرژی، تمام مواد تجزیه می شوند و ATP سنتز می شود. در این حالت، انرژی پیوندهای شیمیایی مواد پیچیده متلاشی شده به انرژی ATP تبدیل می شود. انرژی در ATP ذخیره می شود.
• در طی متابولیسم پلاستیک، تمام مواد سنتز می شوند و ATP تجزیه می شود. که در آن انرژی ATP مصرف می شود(انرژی ATP به انرژی پیوندهای شیمیایی مواد پیچیده تبدیل شده و در این مواد ذخیره می شود).

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. در طی فرآیند تبادل پلاستیک
1) کربوهیدرات های پیچیده تر از کربوهیدرات های پیچیده تر ساخته می شوند
2) چربی ها به گلیسرول و اسیدهای چرب تبدیل می شوند
3) پروتئین ها برای تشکیل دی اکسید کربن، آب و مواد حاوی نیتروژن اکسید می شوند.
4) انرژی آزاد می شود و ATP سنتز می شود

پاسخ

سه گزینه را انتخاب کنید. متابولیسم پلاستیک چه تفاوتی با متابولیسم انرژی دارد؟
1) انرژی در مولکول های ATP ذخیره می شود
2) انرژی ذخیره شده در مولکول های ATP مصرف می شود
3) مواد آلی سنتز می شوند
4) مواد آلی تجزیه می شوند
5) محصولات نهایی متابولیسم - دی اکسید کربن و آب
6) در نتیجه واکنش های تبادلی، پروتئین ها تشکیل می شوند

پاسخ

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. در فرآیند متابولیسم پلاستیک، مولکول ها در سلول ها سنتز می شوند
1) پروتئین ها
2) آب
3) ATP
4) مواد معدنی

پاسخ

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. رابطه بین متابولیسم پلاستیک و انرژی چیست؟
1) متابولیسم پلاستیک مواد آلی را برای انرژی تامین می کند
2) متابولیسم انرژی اکسیژن را برای پلاستیک تامین می کند
3) متابولیسم پلاستیک مواد معدنی را برای انرژی تامین می کند
4) متابولیسم پلاستیک مولکول های ATP را برای انرژی تامین می کند

پاسخ

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. در فرآیند متابولیسم انرژی، بر خلاف پلاستیک، وجود دارد
1) مصرف انرژی موجود در مولکول های ATP
2) ذخیره انرژی در پیوندهای پرانرژی مولکول های ATP
3) تامین پروتئین و لیپید برای سلول ها
4) تامین کربوهیدرات ها و اسیدهای نوکلئیک برای سلول ها

پاسخ

1. بین ویژگی های مبادله و نوع آن مطابقت برقرار کنید: 1) پلاستیک، 2) پرانرژی. اعداد 1 و 2 را به ترتیب صحیح بنویسید.
الف) اکسیداسیون مواد آلی
ب) تشکیل پلیمرها از مونومرها
ب) تجزیه ATP
د) ذخیره انرژی در سلول
د) همانندسازی DNA
ه) فسفوریلاسیون اکسیداتیو

پاسخ

2. بین ویژگی های متابولیسم در یک سلول و نوع آن مطابقت برقرار کنید: 1) انرژی، 2) پلاستیک. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) تجزیه بدون اکسیژن گلوکز رخ ​​می دهد
ب) روی ریبوزوم ها، در کلروپلاست ها رخ می دهد
ب) محصولات نهایی متابولیسم - دی اکسید کربن و آب
د) مواد آلی سنتز می شوند
د) از انرژی موجود در مولکول های ATP استفاده می شود
ه) انرژی آزاد شده و در مولکول های ATP ذخیره می شود

پاسخ

3. بین علائم متابولیسم انسان و انواع آن مطابقت برقرار کنید: 1) متابولیسم پلاستیک، 2) متابولیسم انرژی. اعداد 1 و 2 را به ترتیب صحیح بنویسید.
الف) مواد اکسید می شوند
ب) مواد سنتز می شوند
ب) انرژی در مولکول های ATP ذخیره می شود
د) انرژی مصرف می شود
د) ریبوزوم ها در این فرآیند نقش دارند
ه) میتوکندری ها در این فرآیند دخالت دارند

پاسخ

4. بین ویژگی های متابولیسم و ​​نوع آن مطابقت برقرار کنید: 1) انرژی، 2) پلاستیک. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) همانندسازی DNA
ب) بیوسنتز پروتئین
ب) اکسیداسیون مواد آلی
د) رونویسی
د) سنتز ATP
ه) کموسنتز

پاسخ

5. یک تناظر بین خصوصیات و انواع مبادله برقرار کنید: 1) پلاستیک، 2) انرژی. اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) انرژی در مولکول های ATP ذخیره می شود
ب) بیوپلیمرها سنتز می شوند
ب) دی اکسید کربن و آب تشکیل می شود
د) فسفوریلاسیون اکسیداتیو رخ می دهد
د) همانندسازی DNA رخ می دهد

پاسخ

سه فرآیند مرتبط با متابولیسم انرژی را انتخاب کنید.
1) آزاد شدن اکسیژن در جو
2) تشکیل دی اکسید کربن، آب، اوره
3) فسفوریلاسیون اکسیداتیو
4) سنتز گلوکز
5) گلیکولیز
6) فتولیز آب

پاسخ

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. انرژی مورد نیاز برای انقباض عضلانی زمانی آزاد می شود که
1) تجزیه مواد آلی در اندام های گوارشی
2) تحریک عضله توسط تکانه های عصبی
3) اکسیداسیون مواد آلی در عضلات
4) سنتز ATP

پاسخ

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. در نتیجه چه فرآیندی لیپیدها در سلول سنتز می شوند؟
1) تجزیه
2) اکسیداسیون بیولوژیکی
3) تعویض پلاستیک
4) گلیکولیز

پاسخ

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. منظور از متابولیسم پلاستیک تامین بدن است
1) نمک های معدنی
2) اکسیژن
3) پلیمرهای زیستی
4) انرژی

پاسخ

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. اکسیداسیون مواد آلی در بدن انسان اتفاق می افتد
1) حباب های ریوی در طول تنفس
2) سلول های بدن در فرآیند متابولیسم پلاستیک
3) فرآیند هضم غذا در دستگاه گوارش
4) سلول های بدن در فرآیند متابولیسم انرژی

پاسخ

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. چه واکنش های متابولیکی در یک سلول با مصرف انرژی همراه است؟
1) مرحله آماده سازی متابولیسم انرژی
2) تخمیر لاکتیکی
3) اکسیداسیون مواد آلی
4) تعویض پلاستیک

پاسخ

1. یک تناظر بین فرآیندها و اجزای متابولیسم ایجاد کنید: 1) آنابولیسم (همسان سازی)، 2) کاتابولیسم (تجزیه). اعداد 1 و 2 را به ترتیب صحیح بنویسید.
الف) تخمیر
ب) گلیکولیز
ب) تنفس
د) سنتز پروتئین
د) فتوسنتز
ه) کموسنتز

پاسخ

2. بین ویژگی ها و فرآیندهای متابولیک مطابقت برقرار کنید: 1) جذب (آنابولیسم)، 2) تجزیه (کاتابولیسم). اعداد 1 و 2 را به ترتیب حروف بنویسید.
الف) سنتز مواد آلی در بدن
ب) شامل مرحله آماده سازی، گلیکولیز و فسفوریلاسیون اکسیداتیو است
ج) انرژی آزاد شده در ATP ذخیره می شود
د) آب و دی اکسید کربن تشکیل می شود
د) نیاز به مصرف انرژی دارد
ه) در کلروپلاست ها و روی ریبوزوم ها رخ می دهد

پاسخ

از بین پنج پاسخ، دو پاسخ صحیح را انتخاب کنید و اعدادی را که در زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید. متابولیسم یکی از ویژگی های اصلی سیستم های زنده است
1) پاسخ انتخابی به تأثیرات محیطی خارجی
2) تغییر در شدت فرآیندها و عملکردهای فیزیولوژیکی با دوره های مختلف نوسان.
3) انتقال علائم و خواص از نسلی به نسل دیگر
4) جذب مواد لازم و رهاسازی مواد زائد
5) حفظ ترکیب فیزیکی و شیمیایی نسبتاً ثابت محیط داخلی

پاسخ

1. همه به جز دو مورد از اصطلاحات زیر برای توصیف تبادل پلاستیک استفاده می شود. دو عبارتی را که از فهرست کلی خارج می شوند را مشخص کنید و اعدادی را که در زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید.
1) همانند سازی
2) تکرار
3) پخش
4) جابجایی
5) رونویسی

پاسخ

2. تمام مفاهیم ذکر شده در زیر، به جز دو مورد، برای توصیف متابولیسم پلاستیک در یک سلول استفاده می شود. دو مفهومی را که از فهرست کلی «خارج می‌شوند» شناسایی کنید و اعدادی را که در زیر آنها نشان داده شده‌اند بنویسید.
1) جذب
2) تشدید
3) گلیکولیز
4) رونویسی
5) پخش

پاسخ

3. اصطلاحات ذکر شده در زیر، به جز دو مورد، برای توصیف تبادل پلاستیک استفاده می شود. دو عبارتی که در فهرست کلی وجود ندارد را مشخص کنید و اعدادی را که زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید.
1) شکافتن
2) اکسیداسیون
3) همانند سازی
4) رونویسی
5) شیمی سنتز

پاسخ

یکی، صحیح ترین گزینه را انتخاب کنید. باز نیتروژنی آدنین، ریبوز و سه باقی مانده اسید فسفریک در ترکیب گنجانده شده است.
1) DNA
2) RNA
3) ATP
4) سنجاب

پاسخ

تمام علائم زیر، به جز دو مورد، می توانند برای مشخص کردن متابولیسم انرژی در یک سلول استفاده شوند. دو مشخصه را که از لیست کلی حذف شده اند شناسایی کنید و اعدادی را که در پاسخ شما در زیر آنها نشان داده شده اند بنویسید.
1) با جذب انرژی همراه است
2) به میتوکندری ختم می شود
3) به ریبوزوم ختم می شود
4) همراه با سنتز مولکول های ATP
5) با تشکیل دی اکسید کربن به پایان می رسد

پاسخ

سه خطا در متن داده شده پیدا کنید. تعداد پیشنهادهایی که در آنها ارائه شده است را مشخص کنید.(1) متابولیسم یا متابولیسم مجموعه ای از واکنش های سنتز و تجزیه مواد سلولی و بدن است که با آزاد شدن یا جذب انرژی همراه است. (2) مجموعه ای از واکنش ها برای سنتز ترکیبات آلی با وزن مولکولی بالا از ترکیبات با وزن مولکولی کم به عنوان تبادل پلاستیک نامیده می شود. (3) مولکول های ATP در واکنش های تبادل پلاستیکی سنتز می شوند. (4) فتوسنتز به عنوان متابولیسم انرژی طبقه بندی می شود. (5) در نتیجه شیمی سنتز، مواد آلی با استفاده از انرژی خورشید از مواد معدنی سنتز می شوند.

پاسخ

© D.V Pozdnyakov، 2009-2019

همه موجودات زنده که روی زمین زندگی می کنند، از نقطه نظر ترمودینامیک، سیستم های باز هستند که قادر به سازماندهی فعال تامین انرژی و مواد از خارج هستند. انرژی برای همه فرآیندهای زندگی ضروری است، اما، اول از همه، برای سنتز شیمیایی موادی که برای ساختن و بازسازی ساختارهای سلول و بدن استفاده می شود. موجودات زنده از کجا انرژی می گیرند؟ موجودات زنده قادر به استفاده از دو نوع انرژی هستند - سبک(انرژی تابش خورشیدی) و شیمیایی(انرژی پیوندهای ترکیبات شیمیایی) - و بر این اساس آنها را به دو تقسیم می کنند گروه ها: فوتوتروف هاو شیمی تروف ها

برای سنتز اجزای بدن، مصرف عناصر شیمیایی از خارج ضروری است که به عنوان بلوک های ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرند. عنصر ساختاری اصلی مولکول های آلی کربن است. بسته به منابع کربن

کی دوست داره - فوتوتروف ها(گیاهان) از انرژی تابش خورشیدی استفاده می کنند، هتروتروف ها(قارچ ها، حیوانات) - انرژی پیوندهای شیمیایی مواد تامین شده با غذا. انرژی حاصل بیشتر برای سنتز مولکول های آلی استفاده می شود که عنصر ساختاری اصلی آن کربن است. موجودات زنده بسته به منابع کربن خود به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند: اتوتروف هاو هتروتروف ها. اتوتروف ها در منابع کربن غیر آلی (هوا) تخصص دارند و هتروتروف ها باید چیزی بخورند. بیشتر موجودات زنده متعلق به فوتو اتوتروف هایا شیمی‌هتروتروف‌ها. با این حال، برخی از موجودات زنده (اوگلنا سبز، کلامیدوموناس)، بسته به شرایط زندگی، به صورت خودکار یا هتروتروف رفتار می کنند و گروه خاصی را تشکیل می دهند. میکسوتروفیکموجودات (خود هتروتروف)

فرآیند مصرف انرژی و ماده نامیده می شود غذا. دو نوع قدرت شناخته شده است: هولوزوییک - با به دام انداختن ذرات غذا در داخل بدن، g الوفیتیک– بدون جذب، از طریق جذب املاح از طریق ساختارهای سطحی بدن.مواد مغذی که به روشی وارد بدن می شوند بیشتر در متابولیسم نقش دارند.

متابولیسم، یا متابولیسم نشان می دهد مجموعه ای از فرآیندهای به هم پیوسته و متعادل، از جمله دگرگونی های شیمیایی مختلف مواد در بدن.شرط واجب آن ارتباط موجودات زنده با محیط خارجی است. موجودات زنده مواد مغذی را از محیط خارجی دریافت می کنند - آب، اکسیژن و غیره. آنها محصولات فعالیت حیاتی خود را در محیط بیرونی آزاد می کنند. چنین تبادلی زندگی موجودات را تعیین می کند: آنها رشد می کنند، رشد می کنند، ساختار و خواص آنها تغییر می کند، اما کیفیت اصلی تغییر نمی کند - آنها زنده می مانند!

اجسام با طبیعت غیر آلی نیز در معرض تأثیرات محیط خارجی قرار می گیرند و در عین حال ویژگی های مشخصه خود را از دست می دهند، موارد جدیدی را به دست می آورند و دگرگونی ها را تجربه می کنند: آهن به زنگ تبدیل می شود، سنگ به سنگ خرد شده، شن و ماسه، گرد و غبار. اکسیدها به اسید و غیره تبدیل می شوند.

به همین مناسبت، فیلسوف F. Engels نوشت: «سنگ‌هایی که هوازده شده است، دیگر سنگ نیست. اما آن چیزی که عامل تخریب در اجسام بی جان است می شود شرط اساسی وجود».

جذب مواد مغذی و دفع مواد زائد؛

سنتز، استفاده و تجزیه ماکرومولکول ها.

تمام فرآیندهای شیمیایی مختلف که متابولیسم را تشکیل می دهند به دو گروه تقسیم می شوند - فرآیندهای جذب و فرآیندهای تجزیه.

مبانی آنابولیسم (ادغام، یا تعویض پلاستیک)واکنش های سنتزی را تشکیل می دهد که با مصرف انرژی رخ می دهد - مصرف و تبدیل موادی که وارد بدن می شوند به بدن خود (اجزای سلولی و رسوب ذخایر که به دلیل آن انباشت انرژی رخ می دهد). متابولیسم در ارگانیسم های خود و هتروتروف با ویژگی های مربوط به روش های ساخت اجزای ساختاری مولکول های آلی مشخص می شود.

ارگانیسم های اتوتروف قادر به سنتز کاملا مستقل مواد آلی از مولکول های معدنی مصرف شده از محیط خارجی هستند:

مواد معدنی (CO 2، H 2 O) فتوسنتز سنتزهای بیولوژیکی

موجودات هتروتروف مواد آلی خود را از اجزای غذای ارگانیک می سازند:

مواد غذایی ارگانیک (پروتئین، چربی، کربوهیدرات) هضممولکول های آلی ساده (اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب، مونوساکاریدها) سنتزهای بیولوژیکیماکرومولکول های بدن (پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها).

مبانی کاتابولیسم (تجزیه، یا متابولیسم انرژی)واکنش‌های تقسیم شده همراه با آزاد شدن انرژی - فرآیند ردوکس تخریب مواد آلی و تبدیل آنها به ترکیبات ساده‌تر، که به دلیل آن انرژی که قبلاً در طول جذب انباشته شده است آزاد می‌شود که برای فعالیت‌های زندگی ضروری است (بخشی از انرژی در بدن تلف می‌شود. شکل گرما، و بخش دیگر در پیوندهای ماکرو ارژیک ATP انباشته می شود. در همان زمان، منابع بدن (آنزیم ها و غیره) برای فرآیند جذب آزاد می شود.

فرآیندهای آنابولیسم و ​​کاتابولیسم به طور جدایی ناپذیری به هم مرتبط هستند. تمام فرآیندهای مصنوعی نیاز به انرژی دارند که از واکنش های غیر همسان سازی تامین می شود. خود واکنش های برش تنها با مشارکت آنزیم هایی که در طی فرآیند جذب سنتز می شوند رخ می دهد. با این حال، هر دو جنبه متابولیسم و ​​انرژی همیشه در تعادل نیستند: فرآیندهای جذب در یک ارگانیسم در حال رشد غالب است، و فرآیندهای تجزیه در طول فعالیت بدنی شدید و در سنین پیری غالب است. بنابراین، متابولیسم را می توان به عنوان مصرف متوالی، تبدیل، استفاده، تجمع و از دست دادن مواد و انرژی در موجودات زنده در طول زندگی تعریف کرد که خود نوسازی، خود تولید مثل و خود تنظیمی، رشد و تکامل را در یک محیط دائما در حال تغییر تعیین می کند. و اجازه انطباق در آن را بدهد. متابولیسم توسط مکانیسم های درون سلولی و هورمونی که توسط سیستم عصبی هماهنگ می شود، تنظیم می شود.