Disimilasi adalah reaksi kimia kompleks di mana terjadi peluruhan bertahap zat organik kompleks menjadi yang lebih sederhana. Proses ini disertai dengan pelepasan energi, yang sebagian besar digunakan dalam sintesis ATP.
Disimilasi dalam biologi
Dissimilasi adalah kebalikan dari proses asimilasi. Asam nukleat, protein, lemak dan karbohidrat berperan sebagai zat awal yang akan diurai. Dan produk akhirnya adalah air, karbon dioksida, dan amonia. Di dalam tubuh hewan, produk pembusukan diekskresikan saat mereka menumpuk secara bertahap. Dan pada tumbuhan, karbon dioksida dilepaskan sebagian, dan amonia digunakan sepenuhnya dalam proses asimilasi, berfungsi sebagai bahan awal untuk biosintesis senyawa organik.
Hubungan disimilasi dan asimilasi memungkinkan jaringan tubuh terus diperbarui. Misalnya, dalam 10 hari, setengah dari sel albumin dalam darah manusia diperbarui, dan dalam 4 bulan semua sel darah merah diregenerasi. Rasio intensitas dua proses metabolisme yang berlawanan tergantung pada banyak faktor. Ini adalah tahap perkembangan organisme, dan usia, dan keadaan fisiologis. Dalam perjalanan pertumbuhan dan perkembangan, asimilasi mendominasi dalam tubuh, sebagai akibatnya, sel-sel baru, jaringan dan organ terbentuk, diferensiasi mereka terjadi, yaitu, berat badan meningkat. Di hadapan patologi dan selama kelaparan, proses disimilasi menang atas asimilasi, dan berat badan berkurang.
Video Terkait
Klasifikasi organisme menurut sifat disimilasi
Semua organisme dapat dibagi menjadi dua kelompok, tergantung pada kondisi di mana disimilasi terjadi. Ini adalah aerob dan anaerob. Yang pertama membutuhkan oksigen bebas untuk hidup, yang terakhir tidak membutuhkannya. Dalam anaerob, disimilasi berlangsung dengan fermentasi, yang merupakan penguraian enzimatik bebas oksigen dari zat organik menjadi yang lebih sederhana. Misalnya asam laktat atau fermentasi alkohol.
Tahapan disimilasi pada organisme aerobik: tahap persiapan
Pemecahan bahan organik dalam aerob dilakukan dalam tiga langkah. Pada saat yang sama, beberapa reaksi enzimatik spesifik terjadi pada masing-masing reaksi tersebut.
Tahap pertama adalah persiapan. Peran utama pada tahap ini milik enzim pencernaan yang terletak di saluran pencernaan pada organisme multiseluler. Dalam organisme uniseluler - enzim lisosom. Selama tahap pertama, protein terurai menjadi asam amino, lemak membentuk gliserol dan asam lemak, polisakarida terurai menjadi monosakarida, asam nukleat menjadi nukleotida.
glikolisis
Tahap kedua dari disimilasi adalah glikolisis. Ia mengalir tanpa oksigen. Esensi biologis dari glikolisis adalah bahwa itu adalah awal dari pemecahan dan oksidasi glukosa, menghasilkan akumulasi energi bebas dalam bentuk 2 molekul ATP. Ini terjadi dalam beberapa reaksi berturut-turut, hasil akhirnya adalah pembentukan dua molekul piruvat dan jumlah ATP yang sama dari satu molekul glukosa. Dalam bentuk asam adenosin trifosfatlah bagian dari energi yang dilepaskan sebagai hasil glikolisis disimpan, sisanya tunduk pada disipasi dalam bentuk panas. Reaksi kimia glikolisis: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP.
Dalam kondisi kekurangan oksigen dalam sel tumbuhan dan sel ragi, piruvirat dibagi menjadi dua zat: etil alkohol dan karbon dioksida. Ini adalah fermentasi alkohol.
Jumlah energi yang dilepaskan selama glikolisis tidak cukup untuk organisme yang menghirup oksigen. Itulah sebabnya dalam tubuh hewan dan manusia, selama aktivitas fisik yang berat, asam laktat disintesis di otot, yang berfungsi sebagai sumber energi cadangan dan terakumulasi dalam bentuk laktat. Ciri khas dari proses ini adalah munculnya rasa sakit pada otot.
tahap oksigen
Disimilasi adalah proses yang sangat kompleks, dan tahap oksigen ketiga juga terdiri dari dua reaksi berurutan. Kita berbicara tentang siklus Krebs dan fosforilasi oksidatif.
Selama respirasi oksigen, piruvirat dioksidasi menjadi produk akhir, yaitu CO2 dan H2O. Ini melepaskan energi yang tersimpan dalam bentuk 36 molekul ATP. Kemudian energi yang sama menyediakan sintesis zat organik dalam volume plastik. Secara evolusi, munculnya tahap ini dikaitkan dengan akumulasi molekul oksigen di atmosfer dan munculnya organisme aerobik.
Situs fosforilasi oksidatif (respirasi seluler) adalah membran bagian dalam mitokondria, di dalamnya terdapat molekul pembawa yang mengangkut elektron ke molekul oksigen. Energi yang dihasilkan pada tahap ini sebagian dihamburkan dalam bentuk panas, sedangkan sisanya digunakan untuk pembentukan ATP.
Disimilasi dalam biologi adalah pertukaran energi, reaksi yang terlihat seperti ini: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Jadi, disimilasi adalah serangkaian reaksi yang terjadi karena zat organik yang sebelumnya disintesis oleh sel, dan oksigen bebas yang berasal dari lingkungan luar selama respirasi.
Pertanyaan 1. Apa itu disimilasi? Daftar langkah-langkahnya.
Disimilasi, atau metabolisme energi, adalah serangkaian reaksi pembelahan senyawa makromolekul, yang disertai dengan pelepasan dan penyimpanan energi.
Disimilasi pada organisme aerobik (pernapasan oksigen) terjadi dalam tiga tahap: persiapan - pemisahan senyawa bermolekul tinggi menjadi senyawa bermolekul rendah tanpa menyimpan energi;
bebas oksigen - pemecahan senyawa bebas oksigen parsial, energi disimpan dalam bentuk ATP;
oksigen - pemecahan akhir zat organik menjadi karbon dioksida dan air, energi juga disimpan dalam bentuk ATP.
Disimilasi dalam organisme anaerobik (tidak menggunakan oksigen) terjadi dalam dua tahap: persiapan dan anoksik. Dalam hal ini, zat organik tidak sepenuhnya terurai dan lebih sedikit energi yang disimpan.
Pertanyaan 2. Apa peran ATP dalam metabolisme sel?
ATP (adenosine triphosphoric acid) adalah nukleotida yang terdiri dari basa nitrogen (adenin), monosakarida lima karbon (ribosa) dan tiga residu asam fosfat. Ini adalah senyawa makroergik universal yang ditemukan di berbagai sel, di mana ada dua ikatan energi tinggi antara residu asam fosfat. Ketika ikatan tersebut diputus, residu asam fosfat terputus dan sejumlah besar energi (40 kJ/mol) dilepaskan. Dalam hal ini, ATP diubah menjadi ADP. Jika terjadi pemisahan residu kedua asam fosfat, ADP akan berubah menjadi AMP. Semua proses dalam organisme hidup yang membutuhkan pengeluaran energi disertai dengan konversi molekul ATP menjadi ADP (atau bahkan AMP).
Pertanyaan 3. Struktur sel apa yang melakukan sintesis ATP?
Pada sel eukariotik, sintesis sebagian besar ATP dari ADP dan asam fosfat terjadi di mitokondria dan disertai dengan penyerapan (penyimpanan) energi. Dalam plastida, ATP dibentuk sebagai produk antara dari tahap cahaya fotosintesis.
Pertanyaan 4. Ceritakan tentang metabolisme energi dalam sel dengan menggunakan pemecahan glukosa sebagai contoh.
Metabolisme energi pada organisme aerobik terjadi dalam tiga tahap.
Persiapan. Di saluran pencernaan dan lisosom sel, di bawah aksi enzim pencernaan, polisakarida dipecah menjadi monosakarida, khususnya menjadi glukosa. Energi yang dilepaskan dalam hal ini tidak disimpan, tetapi dihamburkan dalam bentuk panas.
bebas oksigen. Sebagai hasil dari glikolisis, satu molekul glukosa dipecah menjadi dua molekul asam piruvat:
C 6 Hai 2 0 6 -> 2C 3 H 4 0 3
Pada saat yang sama, 60% dari energi yang dilepaskan diubah menjadi panas, dan 40% disimpan dalam bentuk ATP. Ketika satu molekul glukosa rusak, 2 molekul ATP terbentuk. Kemudian, pada organisme anaerob, fermentasi terjadi - alkohol (C 2 H 5 OH - etil alkohol) atau asam laktat (C 3 H 6 0 3 - asam laktat). Pada organisme aerobik, tahap ketiga metabolisme energi dimulai.
Oksigen. Pada tahap ini, karbon dan hidrogen yang terkandung dalam asam piruvat bergabung dengan oksigen membentuk karbon dioksida dan air. Ini melepaskan sejumlah besar energi, yang sebagian besar disimpan dalam bentuk ATP. Ketika dua molekul asam piruvat dioksidasi, energi dilepaskan yang memungkinkan pembentukan 36 molekul ATP. Proses ini terjadi di mitokondria dan dibagi menjadi dua tahap multitahap (siklus Krebs dan fosforilasi oksidatif).
Persamaan akhir dari jalur disimilasi oksigen:
C 6 H 12 0 6 + 6O 2 + 38ADP + 38F ->
Disimilasi, atau pertukaran energi. Dalam proses ini, zat organik bermolekul tinggi diubah menjadi organik sederhana dan anorganik. Proses ini multi-tahap dan kompleks. Secara skematis, ini dapat direduksi menjadi tiga langkah berikut:
Tahap pertama adalah persiapan. Zat organik bermolekul tinggi diubah secara enzimatik menjadi yang lebih sederhana: tupai- menjadi asam amino, pati - menjadi glukosa, lemak - menjadi gliserol dan asam lemak. Dalam hal ini, sedikit energi yang dilepaskan dan semuanya masuk ke dalam bentuk energi panas.
Tahap kedua adalah anoksik. Zat yang terbentuk pada tahap pertama mengalami dekomposisi lebih lanjut di bawah aksi enzim. Contohnya adalah glikolisis, pemecahan anoksik enzimatik dari molekul glukosa menjadi dua molekul asam laktat dalam sel organisme hewan. Proses ini multi-tahap (dilakukan secara berurutan oleh 13 enzim) dan hanya dalam bentuk yang paling umum yang dapat digambarkan sebagai berikut:
C 6 H 12 O 6 → 2C 3 H 6 O 3 + energi bebas.
Saat reaksi glikolisis berlangsung, energi bebas dilepaskan pada setiap langkah. Jumlah totalnya didistribusikan sebagai berikut: satu bagian (≈60%) dikeluarkan dalam bentuk panas, sedangkan bagian lainnya (≈40%) disimpan di dalam sel dan kemudian digunakan. Kekekalan energi yang dilepaskan terjadi melalui sistem ATP⇔ADP yang diuraikan di atas. Dalam hal ini, karena energi yang dilepaskan selama pemecahan bebas oksigen dari satu molekul glukosa, dua molekul ADP diubah menjadi dua molekul ATP. Nantinya, energi yang tersimpan dalam molekul ATP akan digunakan (ketika diubah kembali menjadi ADP) untuk proses asimilasi, transfer eksitasi, dll.
Contoh lain dari langkah bebas oksigen dalam metabolisme energi adalah fermentasi alkohol, di mana satu molekul glukosa akhirnya menghasilkan dua molekul etil alkohol, dua molekul CO2 dan beberapa energi bebas:
C 6 H 12 O 6 → 2CO 2 + 2C 2 H 5 OH + energi bebas.
Tahap ketiga adalah oksigen. Ini adalah tahap penguraian akhir zat organik dengan mengoksidasi oksigen udara menjadi anorganik sederhana: CO 2 dan H 2 O. Dalam hal ini, jumlah maksimum energi bebas dilepaskan, sebagian besar juga disimpan dalam sel melalui pembentukan molekul ATP. Jadi, dua molekul asam laktat, dioksidasi menjadi CO 2 dan H 2 O, mentransfer sebagian energinya ke 36 molekul ATP. Sangat mudah untuk melihat bahwa tahap ketiga dari metabolisme energi menyediakan sel dengan energi bebas paling banyak, yang disimpan melalui sintesis ATP.
Semua proses sintesis ATP dilakukan di mitokondria sel dan bersifat universal untuk semua makhluk hidup.
Dengan demikian, proses disimilasi dalam sel terjadi karena zat organik yang disintesis sebelumnya oleh sel, dan oksigen bebas yang berasal dari lingkungan luar karena respirasi. Pada saat yang sama, molekul ATP yang kaya energi menumpuk di dalam sel, dan karbon dioksida serta kelebihan air dilepaskan ke lingkungan eksternal. Dalam organisme anaerob yang hidup di lingkungan anoksik, tahap terakhir disimilasi dilakukan dengan cara kimia yang sedikit berbeda, tetapi juga dengan akumulasi molekul ATP.
Disimilasi adalah reaksi kimia kompleks di mana terjadi peluruhan bertahap zat organik kompleks menjadi yang lebih sederhana. Proses ini disertai dengan pelepasan energi, yang sebagian besar digunakan dalam sintesis ATP.
Disimilasi dalam biologi
Dissimilasi adalah kebalikan dari proses asimilasi. Asam nukleat, protein, lemak dan karbohidrat berperan sebagai zat awal yang akan diurai. Dan produk akhirnya adalah air, karbon dioksida, dan amonia. Di dalam tubuh hewan, produk pembusukan diekskresikan saat mereka menumpuk secara bertahap. Dan pada tumbuhan, karbon dioksida dilepaskan sebagian, dan amonia digunakan sepenuhnya dalam proses asimilasi, berfungsi sebagai bahan awal untuk biosintesis senyawa organik.
Hubungan disimilasi dan asimilasi memungkinkan jaringan tubuh terus diperbarui. Misalnya, dalam 10 hari, setengah dari sel albumin dalam darah manusia diperbarui, dan dalam 4 bulan semua sel darah merah diregenerasi. Rasio intensitas dua proses metabolisme yang berlawanan tergantung pada banyak faktor. Ini adalah tahap perkembangan organisme, dan usia, dan keadaan fisiologis. Dalam perjalanan pertumbuhan dan perkembangan, asimilasi mendominasi dalam tubuh, sebagai akibatnya, sel-sel baru, jaringan dan organ terbentuk, diferensiasi mereka terjadi, yaitu, berat badan meningkat. Di hadapan patologi dan selama kelaparan, proses disimilasi menang atas asimilasi, dan berat badan berkurang.
Klasifikasi organisme menurut sifat disimilasi
Semua organisme dapat dibagi menjadi dua kelompok, tergantung pada kondisi di mana disimilasi terjadi. Ini adalah aerob dan anaerob. Yang pertama membutuhkan oksigen bebas untuk hidup, yang terakhir tidak membutuhkannya. Dalam anaerob, disimilasi berlangsung dengan fermentasi, yang merupakan penguraian enzimatik bebas oksigen dari zat organik menjadi yang lebih sederhana. Misalnya asam laktat atau fermentasi alkohol.
Tahapan disimilasi pada organisme aerobik: tahap persiapan
Pemecahan bahan organik dalam aerob dilakukan dalam tiga langkah. Pada saat yang sama, beberapa reaksi enzimatik spesifik terjadi pada masing-masing reaksi tersebut.
Tahap pertama adalah persiapan. Peran utama pada tahap ini milik enzim pencernaan yang terletak di saluran pencernaan pada organisme multiseluler. Dalam organisme uniseluler - enzim lisosom. Selama tahap pertama, protein terurai menjadi asam amino, lemak membentuk gliserol dan asam lemak, polisakarida terurai menjadi monosakarida, asam nukleat menjadi nukleotida.
glikolisis
Tahap kedua dari disimilasi adalah glikolisis. Ia mengalir tanpa oksigen. Esensi biologis dari glikolisis adalah bahwa itu adalah awal dari pemecahan dan oksidasi glukosa, menghasilkan akumulasi energi bebas dalam bentuk 2 molekul ATP. Ini terjadi dalam beberapa reaksi berturut-turut, hasil akhirnya adalah pembentukan dua molekul piruvat dan jumlah ATP yang sama dari satu molekul glukosa. Dalam bentuk asam adenosin trifosfatlah bagian dari energi yang dilepaskan sebagai hasil glikolisis disimpan, sisanya tunduk pada disipasi dalam bentuk panas. Reaksi kimia glikolisis: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP.
Dalam kondisi kekurangan oksigen dalam sel tumbuhan dan sel ragi, piruvirat dibagi menjadi dua zat: etil alkohol dan karbon dioksida. Ini adalah fermentasi alkohol.
Jumlah energi yang dilepaskan selama glikolisis tidak cukup untuk organisme yang menghirup oksigen. Itulah sebabnya di dalam tubuh hewan dan manusia, selama aktivitas fisik yang berat, otot-otot disintesis, yang berfungsi sebagai sumber energi cadangan dan terakumulasi dalam bentuk laktat. Ciri khas dari proses ini adalah munculnya rasa sakit pada otot.
tahap oksigen
Disimilasi adalah proses yang sangat kompleks, dan tahap oksigen ketiga juga terdiri dari dua reaksi berurutan. Kita berbicara tentang siklus Krebs dan fosforilasi oksidatif.
Selama respirasi oksigen, piruvirat dioksidasi menjadi produk akhir, yaitu CO2 dan H2O. Ini melepaskan energi yang tersimpan dalam bentuk 36 molekul ATP. Kemudian energi yang sama menyediakan sintesis zat organik dalam volume plastik. Secara evolusi, munculnya tahap ini dikaitkan dengan akumulasi molekul oksigen di atmosfer dan munculnya organisme aerobik.
Tempat pelaksanaan (respirasi sel) adalah membran bagian dalam mitokondria, di dalamnya terdapat molekul pembawa yang mengangkut elektron ke molekul oksigen. Energi yang dihasilkan pada tahap ini sebagian dihamburkan dalam bentuk panas, sedangkan sisanya digunakan untuk pembentukan ATP.
Disimilasi dalam biologi adalah reaksi yang terlihat seperti ini: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Jadi, disimilasi adalah serangkaian reaksi yang terjadi karena zat organik yang sebelumnya disintesis oleh sel, dan oksigen bebas yang berasal dari lingkungan luar selama respirasi.
