Dissimilaatio on kemiallisten reaktioiden kompleksi, jossa monimutkaiset orgaaniset aineet hajoavat asteittain yksinkertaisemmiksi. Tähän prosessiin liittyy energian vapautuminen, josta merkittävä osa käytetään ATP:n synteesissä.
Dissimilaatio biologiassa
Dissimilaatio on päinvastainen assimilaatioprosessi. Nukleiinihapot, proteiinit, rasvat ja hiilihydraatit toimivat alkuaineina, jotka hajoavat. Ja lopputuotteet ovat vesi, hiilidioksidi ja ammoniakki. Eläinten kehossa hajoamistuotteet erittyvät niiden vähitellen kerääntyessä. Ja kasveissa hiilidioksidi vapautuu osittain, ja ammoniakkia käytetään kokonaan assimilaatioprosessissa, joka toimii lähtöaineena orgaanisten yhdisteiden biosynteesille.
Dissimilaation ja assimilaation suhde mahdollistaa kehon kudosten jatkuvan päivittämisen. Esimerkiksi 10 päivässä puolet ihmisen veren albumiinisoluista uusiutuu, ja neljässä kuukaudessa kaikki punasolut uusiutuvat. Kahden vastakkaisen aineenvaihduntaprosessin voimakkuuden suhde riippuu monista tekijöistä. Tämä on organismin kehitysvaihe, ikä ja fysiologinen tila. Kasvun ja kehityksen aikana kehossa vallitsee assimilaatio, jonka seurauksena muodostuu uusia soluja, kudoksia ja elimiä, tapahtuu niiden erilaistumista eli kehon paino kasvaa. Patologioiden läsnä ollessa ja nälänhädän aikana dissimilaatioprosessi voittaa assimilaatiota, ja kehon paino laskee.
Liittyvät videot
Organismien luokitus dissimilaation luonteen mukaan
Kaikki organismit voidaan jakaa kahteen ryhmään riippuen olosuhteista, joissa dissimilaatio tapahtuu. Nämä ovat aerobeja ja anaerobeja. Ensimmäiset tarvitsevat elämää varten vapaata happea, jälkimmäiset eivät sitä. Anaerobeissa dissimilaatio tapahtuu fermentaatiolla, joka on hapetonta orgaanisten aineiden entsymaattista hajoamista yksinkertaisemmiksi. Esimerkiksi maitohappo- tai alkoholikäyminen.
Dissimilaatiovaiheet aerobisissa organismeissa: valmisteluvaihe
Orgaanisen aineen hajottaminen aerobeissa tapahtuu kolmessa vaiheessa. Samaan aikaan jokaisessa niistä tapahtuu useita spesifisiä entsymaattisia reaktioita.
Ensimmäinen vaihe on valmistelu. Päärooli tässä vaiheessa kuuluu ruoansulatusentsyymeille, jotka sijaitsevat ruoansulatuskanavassa monisoluisissa organismeissa. Yksisoluisissa organismeissa - lysosomien entsyymit. Ensimmäisessä vaiheessa proteiinit hajoavat aminohapoiksi, rasvat muodostavat glyserolia ja rasvahappoja, polysakkaridit hajoavat monosakkarideiksi, nukleiinihapot nukleotideiksi.
glykolyysi
Toinen dissimilaation vaihe on glykolyysi. Se virtaa ilman happea. Glykolyysin biologinen olemus on, että se on glukoosin hajoamisen ja hapettumisen alku, mikä johtaa vapaan energian kertymiseen 2 ATP-molekyylin muodossa. Tämä tapahtuu useiden peräkkäisten reaktioiden aikana, joiden lopputuloksena yhdestä glukoosimolekyylistä muodostuu kaksi pyruvaattimolekyyliä ja sama määrä ATP:tä. Adenosiinitrifosforihapon muodossa osa glykolyysin seurauksena vapautuneesta energiasta varastoituu, loput hajoavat lämmön muodossa. Glykolyysin kemiallinen reaktio: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP.
Kasvisolujen ja hiivasolujen hapenpuutteen olosuhteissa pyruviraatti jakautuu kahdeksi aineeksi: etyylialkoholiksi ja hiilidioksidiksi. Tämä on alkoholikäyminen.
Glykolyysin aikana vapautuva energia ei riitä happea hengittäville organismeille. Siksi eläinten ja ihmisten kehossa raskaan fyysisen rasituksen aikana lihaksissa syntetisoituu maitohappoa, joka toimii varaenergian lähteenä ja kerääntyy laktaatin muodossa. Tämän prosessin tyypillinen piirre on kivun esiintyminen lihaksissa.
happivaihe
Dissimilaatio on hyvin monimutkainen prosessi, ja kolmas happivaihe koostuu myös kahdesta peräkkäisestä reaktiosta. Puhumme Krebsin syklistä ja oksidatiivisesta fosforylaatiosta.
Happihengityksen aikana pyruviraatti hapettuu lopputuotteiksi, jotka ovat CO2 ja H2O. Tämä vapauttaa 36 ATP-molekyylin muodossa varastoitunutta energiaa. Sitten sama energia tuottaa orgaanisten aineiden synteesin muovitilavuudessa. Evoluutioteoriassa tämän vaiheen syntyminen liittyy molekyylisen hapen kertymiseen ilmakehään ja aerobisten organismien ilmestymiseen.
Oksidatiivisen fosforylaation (soluhengityksen) paikka on mitokondrioiden sisäkalvot, joiden sisällä on kantajamolekyylejä, jotka kuljettavat elektroneja molekyylihapelle. Tässä vaiheessa tuotettu energia hajoaa osittain lämmön muodossa, kun taas loppu menee ATP:n muodostukseen.
Dissimilaatio biologiassa on energianvaihtoa, jonka reaktio näyttää tältä: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Siten dissimilaatio on joukko reaktioita, jotka johtuvat solun aiemmin syntetisoimista orgaanisista aineista ja vapaasta hapesta, joka tuli ulkoisesta ympäristöstä hengityksen aikana.
Kysymys 1. Mitä dissimilaatio on? Listaa sen vaiheet.
Dissimilaatio tai energia-aineenvaihdunta on joukko makromolekyyliyhdisteiden pilkkoutumisreaktioita, joihin liittyy energian vapautuminen ja varastointi.
Dissimilaatio aerobisissa (happea hengittävissä) organismeissa tapahtuu kolmessa vaiheessa: valmisteleva - suurimolekyylisten yhdisteiden pilkkominen pienimolekyylisiksi yhdisteiksi varastoimatta energiaa;
hapeton - yhdisteiden osittainen hapeton hajoaminen, energia varastoituu ATP:n muodossa;
happi - orgaanisten aineiden lopullinen hajoaminen hiilidioksidiksi ja vedeksi, energia varastoituu myös ATP:n muodossa.
Dissimilaatio anaerobisissa (happea käyttämättömissä) organismeissa tapahtuu kahdessa vaiheessa: valmistelevassa ja hapettomassa vaiheessa. Tässä tapauksessa orgaaniset aineet eivät hajoa täysin ja energiaa varastoituu paljon vähemmän.
Kysymys 2. Mikä on ATP:n rooli solujen aineenvaihdunnassa?
ATP (adenosiinitrifosforihappo) on nukleotidi, joka koostuu typpipitoisesta emäksestä (adeniini), viiden hiilen monosakkaridista (riboosi) ja kolmesta fosforihappojäännöksestä. Tämä on universaali makroerginen yhdiste, jota löytyy erilaisista soluista ja joissa fosforihappotähteiden välillä on kaksi korkeaenergistä sidosta. Kun tällainen sidos katkeaa, irtoaa fosforihappojäännös ja vapautuu suuri määrä energiaa (40 kJ/mol). Tässä tapauksessa ATP muunnetaan ADP:ksi. Jos fosforihapon toinen jäännös irtoaa, ADP muuttuu AMP:ksi. Kaikkiin prosesseihin elävissä organismeissa, jotka vaativat energiankulutusta, liittyy ATP-molekyylien muuntaminen ADP:ksi (tai jopa AMP:ksi).
Kysymys 3. Mitkä solurakenteet suorittavat ATP:n synteesin?
Eukaryoottisoluissa suurin osa ATP:stä synteesi ADP:stä ja fosforihaposta tapahtuu mitokondrioissa, ja siihen liittyy energian imeytyminen (varastointi). Plastideissa ATP muodostuu fotosynteesin valovaiheen välituotteena.
Kysymys 4. Kerro meille solun energia-aineenvaihdunnasta esimerkkinä glukoosin hajoamisesta.
Energia-aineenvaihdunta aerobisissa organismeissa tapahtuu kolmessa vaiheessa.
Valmisteleva. Ruoansulatuskanavassa ja solujen lysosomeissa polysakkaridit hajoavat ruuansulatusentsyymien vaikutuksesta monosakkarideiksi, erityisesti glukoosiksi. Tässä tapauksessa vapautuvaa energiaa ei varastoida, vaan se hajoaa lämmön muodossa.
Happiton. Glykolyysin seurauksena yksi glukoosimolekyyli jakautuu kahdeksi palorypälehappomolekyyliksi:
C 6 Hi 2 0 6 -> 2C 3 H 4 0 3
Samalla 60 % vapautuneesta energiasta muuttuu lämmöksi ja 40 % varastoituu ATP:n muodossa. Kun yksi glukoosimolekyyli hajoaa, muodostuu 2 ATP-molekyyliä. Sitten anaerobisissa organismeissa käyminen tapahtuu - alkoholi (C 2 H 5 OH - etyylialkoholi) tai maitohappo (C 3 H 6 0 3 - maitohappo). Aerobisissa organismeissa energia-aineenvaihdunnan kolmas vaihe alkaa.
Happi. Tässä vaiheessa palorypälehapon sisältämä hiili ja vety yhdistyvät hapen kanssa muodostaen hiilidioksidia ja vettä. Tämä vapauttaa suuren määrän energiaa, josta suurin osa varastoituu ATP:n muodossa. Kun kaksi palorypälehappomolekyyliä hapetetaan, vapautuu energiaa, joka mahdollistaa 36 ATP-molekyylin muodostumisen. Tämä prosessi tapahtuu mitokondrioissa ja on jaettu kahteen monivaiheiseen vaiheeseen (Krebsin sykli ja oksidatiivinen fosforylaatio).
Hapen dissimilaatioreitin lopullinen yhtälö:
C 6 H 12 0 6 + 6O 2 + 38ADP + 38F ->
Dissimilaatio tai energianvaihto. Tässä prosessissa suurimolekyyliset orgaaniset aineet muunnetaan yksinkertaisiksi orgaanisiksi ja epäorgaanisiksi aineiksi. Tämä prosessi on monivaiheinen ja monimutkainen. Kaavamaisesti se voidaan pelkistää kolmeen seuraavaan vaiheeseen:
Ensimmäinen vaihe on valmistelu. Suurimolekyyliset orgaaniset aineet muunnetaan entsymaattisesti yksinkertaisemmiksi: oravia- aminohapoiksi, tärkkelys - glukoosiksi, rasvat - glyseroliksi ja rasvahapoiksi. Tässä tapauksessa vapautuu vähän energiaa ja kaikki se menee lämpöenergian muotoon.
Toinen vaihe on hapeton. Ensimmäisessä vaiheessa muodostuneet aineet hajoavat edelleen entsyymien vaikutuksesta. Esimerkki on glykolyysi, glukoosimolekyylin entsymaattinen anoksinen hajoaminen kahdeksi maitohappomolekyyliksi eläinorganismien soluissa. Tämä prosessi on monivaiheinen (sen suorittaa peräkkäin 13 entsyymiä) ja vain yleisimmässä muodossa se voidaan kuvata seuraavasti:
C 6 H 12 O 6 → 2C 3 H 6 O 3 + vapaa energia.
Glykolyysireaktion edetessä vapaata energiaa vapautuu jokaisessa vaiheessa. Sen kokonaismäärä jakautuu seuraavasti: yksi osa (≈60 %) haihtuu lämmön muodossa ja toinen (≈40 %) varastoidaan kennoon ja käytetään sitten. Vapautetun energian säilyminen tapahtuu yllä puretun ATP⇔ADP-järjestelmän kautta. Tässä tapauksessa yhden glukoosimolekyylin hapettoman hajoamisen aikana vapautuvan energian vuoksi kaksi ADP-molekyyliä muuttuu kahdeksi ATP-molekyyliksi. Myöhemmin ATP-molekyyleissä säilynyt energia käytetään (kun ne muunnetaan takaisin ADP:ksi) assimilaatioprosesseihin, virityksen siirtoon jne.
Toinen esimerkki hapettomasta vaiheesta energia-aineenvaihdunnassa on alkoholikäyminen, jossa yksi glukoosimolekyyli tuottaa lopulta kaksi molekyyliä etyylialkoholia, kaksi molekyyliä CO 2 -molekyyliä ja jonkin verran vapaata energiaa:
C 6 H 12 O 6 → 2CO 2 + 2C 2 H 5 OH + vapaa energia.
Kolmas vaihe on happi. Tämä on vaihe orgaanisten aineiden lopullisessa hajoamisessa hapettamalla ilman happea yksinkertaisiksi epäorgaanisiksi: CO 2 ja H 2 O. Tällöin vapautuu maksimimäärä vapaata energiaa, josta merkittävä osa varautuu myös solu ATP-molekyylien muodostumisen kautta. Joten kaksi maitohappomolekyyliä, jotka on hapetettu CO 2:ksi ja H 2 O:ksi, siirtävät osan energiastaan 36 ATP-molekyyliin. On helppo nähdä, että energia-aineenvaihdunnan kolmas vaihe tuottaa solulle suurimmassa määrin vapaata energiaa, joka varastoituu ATP-synteesin kautta.
Kaikki ATP-synteesiprosessit suoritetaan solujen mitokondrioissa ja ovat universaaleja kaikille eläville olennoille.
Siten dissimilaatioprosessit solussa johtuvat solun aiemmin syntetisoimista orgaanisista aineista ja hengityksen seurauksena ulkoisesta ympäristöstä tulevasta vapaasta hapesta. Samalla soluun kerääntyy runsaasti energiaa sisältäviä ATP-molekyylejä ja hiilidioksidia ja ylimääräistä vettä vapautuu ulkoiseen ympäristöön. Anaerobisissa organismeissa, jotka elävät hapettomassa ympäristössä, dissimilaation viimeinen vaihe tapahtuu hieman erilaisella kemiallisella tavalla, mutta myös ATP-molekyylien kertymällä.
Dissimilaatio on kemiallisten reaktioiden kompleksi, jossa monimutkaiset orgaaniset aineet hajoavat asteittain yksinkertaisemmiksi. Tähän prosessiin liittyy energian vapautuminen, josta merkittävä osa käytetään ATP:n synteesissä.
Dissimilaatio biologiassa
Dissimilaatio on päinvastainen assimilaatioprosessi. Nukleiinihapot, proteiinit, rasvat ja hiilihydraatit toimivat alkuaineina, jotka hajoavat. Ja lopputuotteet ovat vesi, hiilidioksidi ja ammoniakki. Eläinten kehossa hajoamistuotteet erittyvät niiden vähitellen kerääntyessä. Ja kasveissa hiilidioksidi vapautuu osittain, ja ammoniakkia käytetään kokonaan assimilaatioprosessissa, joka toimii lähtöaineena orgaanisten yhdisteiden biosynteesille.
Dissimilaation ja assimilaation suhde mahdollistaa kehon kudosten jatkuvan päivittämisen. Esimerkiksi 10 päivässä puolet ihmisen veren albumiinisoluista uusiutuu, ja neljässä kuukaudessa kaikki punasolut uusiutuvat. Kahden vastakkaisen aineenvaihduntaprosessin voimakkuuden suhde riippuu monista tekijöistä. Tämä on organismin kehitysvaihe, ikä ja fysiologinen tila. Kasvun ja kehityksen aikana kehossa vallitsee assimilaatio, jonka seurauksena muodostuu uusia soluja, kudoksia ja elimiä, tapahtuu niiden erilaistumista eli kehon paino kasvaa. Patologioiden läsnä ollessa ja nälänhädän aikana dissimilaatioprosessi voittaa assimilaatiota, ja kehon paino laskee.
Organismien luokitus dissimilaation luonteen mukaan
Kaikki organismit voidaan jakaa kahteen ryhmään riippuen olosuhteista, joissa dissimilaatio tapahtuu. Nämä ovat aerobeja ja anaerobeja. Ensimmäiset tarvitsevat elämää varten vapaata happea, jälkimmäiset eivät sitä. Anaerobeissa dissimilaatio tapahtuu fermentaatiolla, joka on hapetonta orgaanisten aineiden entsymaattista hajoamista yksinkertaisemmiksi. Esimerkiksi maitohappo- tai alkoholikäyminen.
Dissimilaatiovaiheet aerobisissa organismeissa: valmisteluvaihe
Orgaanisen aineen hajottaminen aerobeissa tapahtuu kolmessa vaiheessa. Samaan aikaan jokaisessa niistä tapahtuu useita spesifisiä entsymaattisia reaktioita.
Ensimmäinen vaihe on valmistelu. Päärooli tässä vaiheessa kuuluu ruoansulatusentsyymeille, jotka sijaitsevat ruoansulatuskanavassa monisoluisissa organismeissa. Yksisoluisissa organismeissa - lysosomien entsyymit. Ensimmäisessä vaiheessa proteiinit hajoavat aminohapoiksi, rasvat muodostavat glyserolia ja rasvahappoja, polysakkaridit hajoavat monosakkarideiksi, nukleiinihapot nukleotideiksi.
glykolyysi
Toinen dissimilaation vaihe on glykolyysi. Se virtaa ilman happea. Glykolyysin biologinen olemus on, että se on glukoosin hajoamisen ja hapettumisen alku, mikä johtaa vapaan energian kertymiseen 2 ATP-molekyylin muodossa. Tämä tapahtuu useiden peräkkäisten reaktioiden aikana, joiden lopputuloksena yhdestä glukoosimolekyylistä muodostuu kaksi pyruvaattimolekyyliä ja sama määrä ATP:tä. Adenosiinitrifosforihapon muodossa osa glykolyysin seurauksena vapautuneesta energiasta varastoituu, loput hajoavat lämmön muodossa. Glykolyysin kemiallinen reaktio: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP.
Kasvisolujen ja hiivasolujen hapenpuutteen olosuhteissa pyruviraatti jakautuu kahdeksi aineeksi: etyylialkoholiksi ja hiilidioksidiksi. Tämä on alkoholikäyminen.
Glykolyysin aikana vapautuva energia ei riitä happea hengittäville organismeille. Siksi eläinten ja ihmisten kehossa raskaan fyysisen rasituksen aikana lihaksissa syntetisoituu laktaattia, joka toimii varaenergian lähteenä ja kerääntyy laktaatin muodossa. Tämän prosessin tyypillinen piirre on kivun esiintyminen lihaksissa.
happivaihe
Dissimilaatio on hyvin monimutkainen prosessi, ja kolmas happivaihe koostuu myös kahdesta peräkkäisestä reaktiosta. Puhumme Krebsin syklistä ja oksidatiivisesta fosforylaatiosta.
Happihengityksen aikana pyruviraatti hapettuu lopputuotteiksi, jotka ovat CO2 ja H2O. Tämä vapauttaa 36 ATP-molekyylin muodossa varastoitunutta energiaa. Sitten sama energia tuottaa orgaanisten aineiden synteesin muovitilavuudessa. Evoluutioteoriassa tämän vaiheen syntyminen liittyy molekyylisen hapen kertymiseen ilmakehään ja aerobisten organismien ilmestymiseen.
Toteutuspaikka (soluhengitys) on mitokondrioiden sisäkalvot, joiden sisällä on kantajamolekyylejä, jotka kuljettavat elektroneja molekyylihapelle. Tässä vaiheessa tuotettu energia hajoaa osittain lämmön muodossa, kun taas loppu menee ATP:n muodostukseen.
Biologiassa dissimilaatio on reaktio, jonka reaktio näyttää tältä: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Siten dissimilaatio on joukko reaktioita, jotka johtuvat solun aiemmin syntetisoimista orgaanisista aineista ja vapaasta hapesta, joka tuli ulkoisesta ympäristöstä hengityksen aikana.
