Disimilarea este un complex de reacții chimice în care are loc o degradare treptată a substanțelor organice complexe la altele mai simple. Acest proces este însoțit de eliberarea de energie, din care o parte semnificativă este utilizată în sinteza ATP.
Disimilarea în biologie
Disimilarea este procesul opus de asimilare. Acizii nucleici, proteinele, grăsimile și carbohidrații acționează ca substanțe inițiale care trebuie descompuse. Iar produsele finale sunt apa, dioxidul de carbon și amoniacul. În corpul animalelor, produsele de degradare sunt excretate pe măsură ce se acumulează treptat. Iar în plante, dioxidul de carbon este parțial eliberat, iar amoniacul este folosit în întregime în procesul de asimilare, servind drept material de pornire pentru biosinteza compușilor organici.
Relația de disimilare și asimilare permite țesuturilor corpului să fie permanent actualizate. De exemplu, în 10 zile, jumătate din celulele albuminei din sângele uman sunt reînnoite, iar în 4 luni toate globulele roșii sunt regenerate. Raportul dintre intensitatea a două procese metabolice opuse depinde de mulți factori. Acesta este stadiul de dezvoltare a organismului, vârsta și starea fiziologică. În cursul creșterii și dezvoltării, asimilarea predomină în organism, ca urmare, se formează noi celule, țesuturi și organe, are loc diferențierea lor, adică crește greutatea corporală. În prezența patologiilor și în timpul înfometării, procesul de disimilare prevalează asupra asimilării, iar corpul scade în greutate.
Videoclipuri similare
Clasificarea organismelor în funcție de natura disimilației
Toate organismele pot fi împărțite în două grupe, în funcție de condițiile în care are loc disimilarea. Aceștia sunt aerobi și anaerobi. Primii au nevoie de oxigen liber pentru viață, cei din urmă nu au nevoie de el. La anaerobi, disimilarea are loc prin fermentație, care este o descompunere enzimatică fără oxigen a substanțelor organice în altele mai simple. De exemplu, acid lactic sau fermentație alcoolică.
Etape de disimilare la organismele aerobe: etapa pregătitoare
Descompunerea materiei organice în aerobi se realizează în trei etape. În același timp, pe fiecare dintre ele apar mai multe reacții enzimatice specifice.
Prima etapă este pregătitoare. Rolul principal în această etapă revine enzimelor digestive situate în tractul gastrointestinal în organismele pluricelulare. În organismele unicelulare - enzime ale lizozomilor. În prima etapă, proteinele se descompun în aminoacizi, grăsimile formează glicerol și acizi grași, polizaharidele se descompun în monozaharide, acizii nucleici în nucleotide.
glicoliza
A doua etapă de disimilare este glicoliza. Curge fără oxigen. Esența biologică a glicolizei este că este începutul defalcării și oxidării glucozei, rezultând acumularea de energie liberă sub formă de 2 molecule de ATP. Acest lucru are loc în cursul mai multor reacții consecutive, al căror rezultat final este formarea a două molecule de piruvat și aceeași cantitate de ATP dintr-o moleculă de glucoză. O parte din energia eliberată ca urmare a glicolizei este stocată sub formă de acid adenozin trifosforic, restul este supus disipării sub formă de căldură. Reacția chimică de glicoliză: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP.
În condițiile deficienței de oxigen în celulele plantelor și în celulele de drojdie, piruviratul este împărțit în două substanțe: alcool etilic și dioxid de carbon. Aceasta este fermentația alcoolică.
Cantitatea de energie eliberată în timpul glicolizei nu este suficientă pentru acele organisme care respiră oxigen. De aceea, în corpul animalelor și al omului, în timpul efortului fizic intens, acidul lactic este sintetizat în mușchi, care servește ca sursă de rezervă de energie și se acumulează sub formă de lactat. O trăsătură caracteristică a acestui proces este apariția durerii în mușchi.
stadiul de oxigen
Disimilarea este un proces foarte complex, iar a treia etapă a oxigenului constă și în două reacții consecutive. Vorbim despre ciclul Krebs și despre fosforilarea oxidativă.
În timpul respirației cu oxigen, piruviratul este oxidat în produșii finali, care sunt CO2 și H2O. Aceasta eliberează energia stocată sub formă de 36 de molecule de ATP. Apoi aceeași energie asigură sinteza substanțelor organice în volumul plastic. Evolutiv, apariția acestei etape este asociată cu acumularea de oxigen molecular în atmosferă și apariția organismelor aerobe.
Sediul fosforilării oxidative (respirația celulară) este membranele interioare ale mitocondriilor, în interiorul cărora există molecule purtătoare care transportă electroni la oxigenul molecular. Energia generată în această etapă este parțial disipată sub formă de căldură, în timp ce restul merge la formarea ATP.
Disimilarea în biologie este un schimb de energie, a cărui reacție arată astfel: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Astfel, disimilarea este un ansamblu de reacții care apar din cauza substanțelor organice care au fost sintetizate anterior de celulă, și a oxigenului liber care a venit din mediul extern în timpul respirației.
Întrebarea 1. Ce este disimilarea? Enumerați pașii acestuia.
Disimilarea sau metabolismul energetic este un set de reacții de scindare a compușilor macromoleculari, care sunt însoțite de eliberarea și stocarea energiei.
Disimilarea în organismele aerobe (respiratoare de oxigen) are loc în trei etape: pregătitoare - scindarea compușilor cu molecul înalt în cei cu molecul scăzut fără a stoca energie;
fără oxigen - descompunerea parțială fără oxigen a compușilor, energia este stocată sub formă de ATP;
oxigen - descompunerea finală a substanțelor organice în dioxid de carbon și apă, energia este, de asemenea, stocată sub formă de ATP.
Disimilarea la organismele anaerobe (fără utilizarea oxigenului) are loc în două etape: pregătitoare și anoxice. În acest caz, substanțele organice nu sunt complet descompuse și este stocată mult mai puțină energie.
Întrebarea 2. Care este rolul ATP-ului în metabolismul celular?
ATP (acid adenozin trifosforic) este o nucleotidă formată dintr-o bază azotată (adenină), o monozaharidă cu cinci atomi de carbon (riboză) și trei resturi de acid fosforic. Acesta este un compus macroergic universal găsit într-o varietate de celule, în care există două legături de mare energie între reziduurile de acid fosforic. Când o astfel de legătură este ruptă, un reziduu de acid fosforic este scindat și o cantitate mare de energie (40 kJ/mol) este eliberată. În acest caz, ATP este convertit în ADP. Dacă există o scindare a celui de-al doilea reziduu de acid fosforic, ADP se va transforma în AMP. Toate procesele din organismele vii care necesită consum de energie sunt însoțite de conversia moleculelor de ATP în ADP (sau chiar AMP).
Întrebarea 3. Ce structuri celulare realizează sinteza ATP?
În celulele eucariote, sinteza majorității ATP din ADP și acid fosforic are loc în mitocondrii și este însoțită de absorbția (depozitarea) energiei. În plastide, ATP se formează ca produs intermediar al etapei luminoase a fotosintezei.
Întrebarea 4. Spuneți-ne despre metabolismul energetic din celulă folosind ca exemplu descompunerea glucozei.
Metabolismul energetic în organismele aerobe are loc în trei etape.
pregătitoare. În tractul gastrointestinal și lizozomii celulelor, sub acțiunea enzimelor digestive, polizaharidele sunt descompuse în monozaharide, în special în glucoză. Energia eliberată în acest caz nu este stocată, ci disipată sub formă de căldură.
Fara oxigen. Ca rezultat al glicolizei, o moleculă de glucoză este împărțită în două molecule de acid piruvic:
C 6 Hi 2 0 6 -> 2C 3 H 4 0 3
În același timp, 60% din energia eliberată este transformată în căldură, iar 40% este stocată sub formă de ATP. Când o moleculă de glucoză se descompune, se formează 2 molecule de ATP. Apoi are loc fermentarea în organismele anaerobe - alcool (C 2 H 5 OH - alcool etilic) sau acid lactic (C 3 H 6 0 3 - acid lactic). În organismele aerobe, începe a treia etapă a metabolismului energetic.
Oxigen. În această etapă, carbonul și hidrogenul conținute în acidul piruvic se combină cu oxigenul pentru a forma dioxid de carbon și apă. Aceasta eliberează o cantitate mare de energie, cea mai mare parte din care este stocată sub formă de ATP. Când două molecule de acid piruvic sunt oxidate, se eliberează energie care permite formarea a 36 de molecule de ATP. Acest proces are loc în mitocondrii și este împărțit în două etape în mai multe etape (ciclul Krebs și fosforilarea oxidativă).
Ecuația finală a căii de disimilare a oxigenului:
C 6 H 12 0 6 + 6O 2 + 38ADP + 38F ->
Disimilarea sau schimbul de energie. În acest proces, substanțele organice cu molecul mare sunt transformate în organice și anorganice simple. Acest proces este complex și în mai multe etape. Schematic, acesta poate fi redus la următorii trei pași:
Prima etapă este pregătitoare. Substanțele organice cu molecul mare sunt transformate enzimatic în altele mai simple: veverite- în aminoacizi, amidon - în glucoză, grăsimi - în glicerol și acizi grași. În acest caz, puțină energie este eliberată și toată ea merge sub formă de energie termică.
A doua etapă este anoxică. Substanțele formate în prima etapă suferă o descompunere ulterioară sub acțiunea enzimelor. Un exemplu este glicoliza, descompunerea anoxică enzimatică a unei molecule de glucoză în două molecule de acid lactic în celulele organismelor animale. Acest proces este în mai multe etape (se desfășoară secvenţial de 13 enzime) și numai în forma cea mai generalizată poate fi descris după cum urmează:
C 6 H 12 O 6 → 2C 3 H 6 O 3 + energie liberă.
Pe măsură ce reacția de glicoliză continuă, energia liberă este eliberată la fiecare pas. Cantitatea sa totală este distribuită după cum urmează: o parte (≈60%) este disipată sub formă de căldură, iar cealaltă (≈40%) este stocată în celulă și apoi utilizată. Conservarea energiei eliberate are loc prin sistemul ATP⇔ADP dezasamblat mai sus. În acest caz, datorită energiei eliberate în timpul descompunerii fără oxigen a unei molecule de glucoză, două molecule de ADP sunt transformate în două molecule de ATP. Mai târziu, energia, parcă, păstrată în moleculele de ATP, va fi folosită (când acestea sunt convertite înapoi în ADP) pentru procesele de asimilare, transfer de excitație etc.
Un alt exemplu de etapă fără oxigen în metabolismul energetic este fermentația alcoolică, în care o moleculă de glucoză produce în cele din urmă două molecule de alcool etilic, două molecule de CO 2 și ceva energie liberă:
C 6 H 12 O 6 → 2CO 2 + 2C 2 H 5 OH + energie liberă.
A treia etapă este oxigenul. Aceasta este etapa defalcării finale a substanțelor organice prin oxidarea oxigenului din aer la cele anorganice simple: CO 2 și H 2 O. În acest caz, se eliberează cantitatea maximă de energie liberă, din care o parte semnificativă este rezervată și în celulă prin formarea moleculelor de ATP. Deci, două molecule de acid lactic, oxidate în CO 2 și H 2 O, își transferă o parte din energia la 36 de molecule de ATP. Este ușor de observat că a treia etapă a metabolismului energetic oferă celulei energie liberă în cea mai mare măsură, care este stocată prin sinteza ATP.
Toate procesele de sinteză a ATP sunt efectuate în mitocondriile celulelor și sunt universale pentru toate ființele vii.
Astfel, procesele de disimilare în celulă au loc datorită substanțelor organice sintetizate anterior de celulă, iar oxigenului liber provenit din mediul extern datorită respirației. În același timp, moleculele de ATP bogate în energie se acumulează în celulă, iar dioxidul de carbon și excesul de apă sunt eliberate în mediul extern. La organismele anaerobe care trăiesc într-un mediu anoxic, ultima etapă de disimilare se realizează într-un mod chimic ușor diferit, dar și cu acumularea de molecule de ATP.
Disimilarea este un complex de reacții chimice în care are loc o degradare treptată a substanțelor organice complexe la altele mai simple. Acest proces este însoțit de eliberarea de energie, din care o parte semnificativă este utilizată în sinteza ATP.
Disimilarea în biologie
Disimilarea este procesul opus de asimilare. Acizii nucleici, proteinele, grăsimile și carbohidrații acționează ca substanțe inițiale care trebuie descompuse. Iar produsele finale sunt apa, dioxidul de carbon și amoniacul. În corpul animalelor, produsele de degradare sunt excretate pe măsură ce se acumulează treptat. Iar în plante, dioxidul de carbon este parțial eliberat, iar amoniacul este folosit în întregime în procesul de asimilare, servind drept material de pornire pentru biosinteza compușilor organici.
Relația de disimilare și asimilare permite țesuturilor corpului să fie permanent actualizate. De exemplu, în 10 zile, jumătate din celulele albuminei din sângele uman sunt reînnoite, iar în 4 luni toate globulele roșii sunt regenerate. Raportul dintre intensitatea a două procese metabolice opuse depinde de mulți factori. Acesta este stadiul de dezvoltare a organismului, vârsta și starea fiziologică. În cursul creșterii și dezvoltării, asimilarea predomină în organism, ca urmare, se formează noi celule, țesuturi și organe, are loc diferențierea lor, adică crește greutatea corporală. În prezența patologiilor și în timpul înfometării, procesul de disimilare prevalează asupra asimilării, iar corpul scade în greutate.
Clasificarea organismelor în funcție de natura disimilației
Toate organismele pot fi împărțite în două grupe, în funcție de condițiile în care are loc disimilarea. Aceștia sunt aerobi și anaerobi. Primii au nevoie de oxigen liber pentru viață, cei din urmă nu au nevoie de el. La anaerobi, disimilarea are loc prin fermentație, care este o descompunere enzimatică fără oxigen a substanțelor organice în altele mai simple. De exemplu, acid lactic sau fermentație alcoolică.
Etape de disimilare la organismele aerobe: etapa pregătitoare
Descompunerea materiei organice în aerobi se realizează în trei etape. În același timp, pe fiecare dintre ele apar mai multe reacții enzimatice specifice.
Prima etapă este pregătitoare. Rolul principal în această etapă revine enzimelor digestive situate în tractul gastrointestinal în organismele pluricelulare. În organismele unicelulare - enzime ale lizozomilor. În prima etapă, proteinele se descompun în aminoacizi, grăsimile formează glicerol și acizi grași, polizaharidele se descompun în monozaharide, acizii nucleici în nucleotide.
glicoliza
A doua etapă de disimilare este glicoliza. Curge fără oxigen. Esența biologică a glicolizei este că este începutul defalcării și oxidării glucozei, rezultând acumularea de energie liberă sub formă de 2 molecule de ATP. Acest lucru are loc în cursul mai multor reacții consecutive, al căror rezultat final este formarea a două molecule de piruvat și aceeași cantitate de ATP dintr-o moleculă de glucoză. O parte din energia eliberată ca urmare a glicolizei este stocată sub formă de acid adenozin trifosforic, restul este supus disipării sub formă de căldură. Reacția chimică de glicoliză: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP.
În condițiile deficienței de oxigen în celulele plantelor și în celulele de drojdie, piruviratul este împărțit în două substanțe: alcool etilic și dioxid de carbon. Aceasta este fermentația alcoolică.
Cantitatea de energie eliberată în timpul glicolizei nu este suficientă pentru acele organisme care respiră oxigen. De aceea, în corpul animalelor și al omului, în timpul efortului fizic intens, mușchii sunt sintetizați, care servește ca sursă de rezervă de energie și se acumulează sub formă de lactat. O trăsătură caracteristică a acestui proces este apariția durerii în mușchi.
stadiul de oxigen
Disimilarea este un proces foarte complex, iar a treia etapă a oxigenului constă și în două reacții consecutive. Vorbim despre ciclul Krebs și despre fosforilarea oxidativă.
În timpul respirației cu oxigen, piruviratul este oxidat în produșii finali, care sunt CO2 și H2O. Aceasta eliberează energia stocată sub formă de 36 de molecule de ATP. Apoi aceeași energie asigură sinteza substanțelor organice în volumul plastic. Evolutiv, apariția acestei etape este asociată cu acumularea de oxigen molecular în atmosferă și apariția organismelor aerobe.
Locul de implementare (respirația celulară) este membranele interioare ale mitocondriilor, în interiorul cărora se află molecule purtătoare care transportă electroni la oxigenul molecular. Energia generată în această etapă este parțial disipată sub formă de căldură, în timp ce restul merge la formarea ATP.
Disimilarea în biologie este a cărei reacție arată astfel: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Astfel, disimilarea este un ansamblu de reacții care apar din cauza substanțelor organice care au fost sintetizate anterior de celulă, și a oxigenului liber care a venit din mediul extern în timpul respirației.
