Ang dissimilation ay isang kumplikadong mga reaksiyong kemikal kung saan mayroong unti-unting pagkabulok ng mga kumplikadong organikong sangkap sa mas simple. Ang prosesong ito ay sinamahan ng pagpapalabas ng enerhiya, isang makabuluhang bahagi nito ay ginagamit sa synthesis ng ATP.
Dissimilation sa biology
Ang dissimilation ay ang kabaligtaran na proseso ng asimilasyon. Ang mga nucleic acid, protina, taba at carbohydrates ay nagsisilbing paunang sangkap na mabubulok. At ang mga huling produkto ay tubig, carbon dioxide at ammonia. Sa katawan ng mga hayop, ang mga nabubulok na produkto ay inilalabas habang unti-unti itong naiipon. At sa mga halaman, ang carbon dioxide ay bahagyang inilabas, at ang ammonia ay ginagamit nang buo sa proseso ng asimilasyon, na nagsisilbing panimulang materyal para sa biosynthesis ng mga organikong compound.
Ang relasyon ng dissimilation at assimilation ay nagpapahintulot sa mga tisyu ng katawan na patuloy na ma-update. Halimbawa, sa loob ng 10 araw, ang kalahati ng mga selula ng albumin sa dugo ng tao ay na-renew, at sa 4 na buwan ang lahat ng mga pulang selula ng dugo ay muling nabuo. Ang ratio ng intensity ng dalawang magkasalungat na metabolic na proseso ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan. Ito ang yugto ng pag-unlad ng organismo, at edad, at ang pisyolohikal na estado. Sa kurso ng paglaki at pag-unlad, ang asimilasyon ay nananaig sa katawan, bilang isang resulta, ang mga bagong selula, tisyu at organo ay nabuo, ang kanilang pagkita ng kaibhan ay nangyayari, iyon ay, ang pagtaas ng timbang ng katawan. Sa pagkakaroon ng mga pathology at sa panahon ng gutom, ang proseso ng dissimilation ay nananaig sa asimilasyon, at ang katawan ay bumababa sa timbang.
Mga kaugnay na video
Pag-uuri ng mga organismo ayon sa likas na katangian ng dissimilation
Ang lahat ng mga organismo ay maaaring nahahati sa dalawang grupo, depende sa mga kondisyon kung saan nangyayari ang dissimilation. Ito ay mga aerobes at anaerobes. Ang una ay nangangailangan ng libreng oxygen para sa buhay, ang huli ay hindi nangangailangan nito. Sa anaerobes, ang dissimilation ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng fermentation, na isang walang oxygen na enzymatic na pagkasira ng mga organikong sangkap sa mas simple. Halimbawa, lactic acid o alcoholic fermentation.
Mga yugto ng dissimilation sa mga aerobic na organismo: yugto ng paghahanda
Ang pagkasira ng organikong bagay sa aerobes ay isinasagawa sa tatlong hakbang. Kasabay nito, maraming mga tiyak na reaksyon ng enzymatic ang nangyayari sa bawat isa sa kanila.
Ang unang yugto ay paghahanda. Ang pangunahing papel sa yugtong ito ay kabilang sa mga digestive enzymes na matatagpuan sa gastrointestinal tract sa mga multicellular na organismo. Sa mga unicellular na organismo - mga enzyme ng lysosome. Sa unang yugto, ang mga protina ay bumagsak sa mga amino acid, ang mga taba ay bumubuo ng glycerol at fatty acid, ang mga polysaccharides ay nasira sa monosaccharides, ang mga nucleic acid sa mga nucleotides.
glycolysis
Ang ikalawang yugto ng dissimilation ay glycolysis. Ito ay dumadaloy nang walang oxygen. Ang biological na kakanyahan ng glycolysis ay na ito ay ang simula ng pagkasira at oksihenasyon ng glucose, na nagreresulta sa akumulasyon ng libreng enerhiya sa anyo ng 2 ATP molecule. Nangyayari ito sa kurso ng ilang magkakasunod na reaksyon, ang huling resulta nito ay ang pagbuo ng dalawang pyruvate molecule at ang parehong halaga ng ATP mula sa isang glucose molecule. Ito ay nasa anyo ng adenosine triphosphoric acid na ang bahagi ng enerhiya na inilabas bilang resulta ng glycolysis ay nakaimbak, ang natitira ay napapailalim sa pagwawaldas sa anyo ng init. Reaksyon ng kemikal ng glycolysis: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP.
Sa ilalim ng mga kondisyon ng kakulangan ng oxygen sa mga selula ng halaman at sa mga selula ng lebadura, ang pyruvirate ay nahahati sa dalawang sangkap: ethyl alcohol at carbon dioxide. Ito ay alcoholic fermentation.
Ang dami ng enerhiya na inilabas sa panahon ng glycolysis ay hindi sapat para sa mga organismo na humihinga ng oxygen. Iyon ang dahilan kung bakit sa katawan ng mga hayop at tao, sa panahon ng mabigat na pisikal na pagsusumikap, ang lactic acid ay na-synthesize sa mga kalamnan, na nagsisilbing isang reserbang mapagkukunan ng enerhiya at naipon sa anyo ng lactate. Ang isang tampok na katangian ng prosesong ito ay ang hitsura ng sakit sa mga kalamnan.
yugto ng oxygen
Ang dissimilation ay isang napakakomplikadong proseso, at ang ikatlong yugto ng oxygen ay binubuo din ng dalawang magkasunod na reaksyon. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa Krebs cycle at oxidative phosphorylation.
Sa panahon ng paghinga ng oxygen, ang pyruvirate ay na-oxidized sa mga huling produkto, na CO2 at H2O. Naglalabas ito ng enerhiya na nakaimbak sa anyo ng 36 na molekulang ATP. Pagkatapos ang parehong enerhiya ay nagbibigay ng synthesis ng mga organikong sangkap sa dami ng plastik. Sa ebolusyon, ang paglitaw ng yugtong ito ay nauugnay sa akumulasyon ng molekular na oxygen sa atmospera at ang hitsura ng mga aerobic na organismo.
Ang lugar ng oxidative phosphorylation (cellular respiration) ay ang panloob na lamad ng mitochondria, kung saan may mga carrier molecule na nagdadala ng mga electron sa molekular na oxygen. Ang enerhiya na nabuo sa yugtong ito ay bahagyang nawala sa anyo ng init, habang ang natitira ay napupunta sa pagbuo ng ATP.
Ang dissimilation sa biology ay isang palitan ng enerhiya, ang reaksyon nito ay ganito: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Kaya, ang dissimilation ay isang hanay ng mga reaksyon na nagaganap dahil sa mga organikong sangkap na dating na-synthesize ng cell, at libreng oxygen na nagmula sa panlabas na kapaligiran sa panahon ng paghinga.
Tanong 1. Ano ang dissimilation? Ilista ang mga hakbang nito.
Ang dissimilation, o metabolismo ng enerhiya, ay isang hanay ng mga reaksyon ng cleavage ng mga macromolecular compound, na sinamahan ng paglabas at pag-iimbak ng enerhiya.
Ang dissimilation sa aerobic (oxygen-breathing) na mga organismo ay nangyayari sa tatlong yugto: paghahanda - ang paghahati ng mga high-molecular compound sa mga low-molecular na walang iniimbak na enerhiya;
walang oxygen - bahagyang pagkasira ng mga compound na walang oxygen, ang enerhiya ay nakaimbak sa anyo ng ATP;
oxygen - ang huling pagkasira ng mga organikong sangkap sa carbon dioxide at tubig, ang enerhiya ay nakaimbak din sa anyo ng ATP.
Ang dissimilation sa anaerobic (hindi gumagamit ng oxygen) na mga organismo ay nangyayari sa dalawang yugto: paghahanda at anoxic. Sa kasong ito, ang mga organikong sangkap ay hindi ganap na nabubulok at mas kaunting enerhiya ang nakaimbak.
Tanong 2. Ano ang papel ng ATP sa metabolismo ng cell?
Ang ATP (adenosine triphosphoric acid) ay isang nucleotide na binubuo ng nitrogenous base (adenine), limang-carbon monosaccharide (ribose) at tatlong residue ng phosphoric acid. Ito ay isang unibersal na high-energy compound na matatagpuan sa iba't ibang mga cell, kung saan mayroong dalawang high-energy bond sa pagitan ng phosphoric acid residues. Kapag nasira ang naturang bono, ang isang residue ng phosphoric acid ay natanggal at isang malaking halaga ng enerhiya (40 kJ/mol) ang ilalabas. Sa kasong ito, ang ATP ay na-convert sa ADP. Kung mayroong paghihiwalay sa pangalawang nalalabi ng phosphoric acid, ang ADP ay magiging AMP. Ang lahat ng mga proseso sa mga buhay na organismo na nangangailangan ng paggasta ng enerhiya ay sinamahan ng conversion ng mga molekula ng ATP sa ADP (o kahit na AMP).
Tanong 3. Anong mga istruktura ng cell ang nagsasagawa ng synthesis ng ATP?
Sa mga eukaryotic cells, ang synthesis ng bulk ng ATP mula sa ADP at phosphoric acid ay nangyayari sa mitochondria at sinamahan ng pagsipsip (storage) ng enerhiya. Sa plastids, ang ATP ay nabuo bilang isang intermediate na produkto ng light stage ng photosynthesis.
Tanong 4. Sabihin sa amin ang tungkol sa metabolismo ng enerhiya sa cell gamit ang breakdown ng glucose bilang isang halimbawa.
Ang metabolismo ng enerhiya sa mga aerobic na organismo ay nangyayari sa tatlong yugto.
Paghahanda. Sa gastrointestinal tract at lysosomes ng mga cell, sa ilalim ng pagkilos ng digestive enzymes, ang mga polysaccharides ay nasira sa monosaccharides, lalo na sa glucose. Ang enerhiya na inilabas sa kasong ito ay hindi nakaimbak, ngunit nawala sa anyo ng init.
Walang oxygen. Bilang resulta ng glycolysis, ang isang molekula ng glucose ay nahahati sa dalawang molekula ng pyruvic acid:
C 6 Kumusta 2 0 6 -> 2C 3 H 4 0 3
Kasabay nito, 60% ng inilabas na enerhiya ay na-convert sa init, at 40% ay naka-imbak sa anyo ng ATP. Kapag nasira ang isang molekula ng glucose, nabuo ang 2 molekula ng ATP. Pagkatapos, sa mga anaerobic na organismo, nangyayari ang pagbuburo - alkohol (C 2 H 5 OH - ethyl alcohol) o lactic acid (C 3 H 6 0 3 - lactic acid). Sa mga aerobic na organismo, nagsisimula ang ikatlong yugto ng metabolismo ng enerhiya.
Oxygen. Sa yugtong ito, ang carbon at hydrogen na nakapaloob sa pyruvic acid ay nagsasama sa oxygen upang bumuo ng carbon dioxide at tubig. Naglalabas ito ng malaking halaga ng enerhiya, karamihan sa mga ito ay nakaimbak sa anyo ng ATP. Kapag ang dalawang molekula ng pyruvic acid ay na-oxidize, ang enerhiya ay inilabas na nagpapahintulot sa pagbuo ng 36 na molekula ng ATP. Ang prosesong ito ay nagaganap sa mitochondria at nahahati sa dalawang yugto ng multistage (ang Krebs cycle at oxidative phosphorylation).
Ang huling equation ng oxygen dissimilation path:
C 6 H 12 0 6 + 6O 2 + 38ADP + 38F ->
Dissimilation, o pagpapalitan ng enerhiya. Sa prosesong ito, ang mga high-molecular organic substance ay na-convert sa simpleng organic at inorganic. Ang prosesong ito ay multi-stage at kumplikado. Sa eskematiko, maaari itong bawasan sa sumusunod na tatlong hakbang:
Ang unang yugto ay paghahanda. Ang mga high-molecular organic substance ay enzymatically convert sa mas simple: mga ardilya- sa amino acids, starch - sa glucose, fats - sa glycerol at fatty acids. Sa kasong ito, maliit na enerhiya ang inilabas at lahat ng ito ay napupunta sa anyo ng thermal energy.
Ang pangalawang yugto ay anoxic. Ang mga sangkap na nabuo sa unang yugto ay sumasailalim sa karagdagang agnas sa ilalim ng pagkilos ng mga enzyme. Ang isang halimbawa ay glycolysis, ang enzymatic anoxic breakdown ng isang molekula ng glucose sa dalawang molekula ng lactic acid sa mga selula ng mga organismo ng hayop. Ang prosesong ito ay multi-stage (ito ay isinasagawa nang sunud-sunod ng 13 enzymes) at sa pinaka-pangkalahatang anyo lamang ay maaaring ilarawan tulad ng sumusunod:
C 6 H 12 O 6 → 2C 3 H 6 O 3 + libreng enerhiya.
Habang nagpapatuloy ang reaksyon ng glycolysis, ang libreng enerhiya ay inilabas sa bawat hakbang. Ang kabuuang halaga nito ay ibinahagi tulad ng sumusunod: isang bahagi (≈60%) ay nawawala sa anyo ng init, habang ang isa pa (≈40%) ay naka-imbak sa cell at pagkatapos ay ginagamit. Ang pagtitipid ng inilabas na enerhiya ay nangyayari sa pamamagitan ng ATP⇔ADP system na binuwag sa itaas. Sa kasong ito, dahil sa enerhiya na inilabas sa panahon ng walang oxygen na pagkasira ng isang molekula ng glucose, dalawang molekula ng ADP ay na-convert sa dalawang molekula ng ATP. Sa paglaon, ang enerhiya, tulad ng dati, na napanatili sa mga molekula ng ATP, ay gagamitin (kapag sila ay na-convert pabalik sa ADP) para sa mga proseso ng asimilasyon, paglilipat ng paggulo, atbp.
Ang isa pang halimbawa ng walang oxygen na hakbang sa metabolismo ng enerhiya ay ang alcoholic fermentation, kung saan ang isang molekula ng glucose sa huli ay gumagawa ng dalawang molekula ng ethyl alcohol, dalawang molekula ng CO 2 at ilang libreng enerhiya:
C 6 H 12 O 6 → 2CO 2 + 2C 2 H 5 OH + libreng enerhiya.
Ang ikatlong yugto ay oxygen. Ito ang yugto ng huling pagkasira ng mga organikong sangkap sa pamamagitan ng pag-oxidize ng oxygen ng hangin sa mga simpleng inorganic: CO 2 at H 2 O. Sa kasong ito, ang pinakamataas na dami ng libreng enerhiya ay inilabas, isang makabuluhang bahagi nito ay nakalaan din sa cell sa pamamagitan ng pagbuo ng mga molekulang ATP. Kaya, ang dalawang molekula ng lactic acid, na na-oxidize sa CO 2 at H 2 O, ay naglilipat ng bahagi ng kanilang enerhiya sa 36 na mga molekula ng ATP. Madaling makita na ang ikatlong yugto ng metabolismo ng enerhiya ay nagbibigay ng cell na may libreng enerhiya sa pinakamalaking lawak, na nakaimbak sa pamamagitan ng ATP synthesis.
Ang lahat ng mga proseso ng ATP synthesis ay isinasagawa sa mitochondria ng mga cell at ito ay unibersal para sa lahat ng nabubuhay na bagay.
Kaya, ang mga proseso ng dissimilation sa cell ay nangyayari dahil sa mga organikong sangkap na dati nang na-synthesize ng cell, at ang libreng oxygen na nagmumula sa panlabas na kapaligiran dahil sa paghinga. Kasabay nito, ang mga molekulang ATP na mayaman sa enerhiya ay naiipon sa selula, at ang carbon dioxide at labis na tubig ay inilalabas sa panlabas na kapaligiran. Sa mga anaerobic na organismo na naninirahan sa isang anoxic na kapaligiran, ang huling yugto ng dissimilation ay isinasagawa sa isang bahagyang naiibang paraan ng kemikal, ngunit din sa akumulasyon ng mga molekula ng ATP.
Ang dissimilation ay isang kumplikadong mga reaksiyong kemikal kung saan mayroong unti-unting pagkabulok ng mga kumplikadong organikong sangkap sa mas simple. Ang prosesong ito ay sinamahan ng pagpapalabas ng enerhiya, isang makabuluhang bahagi nito ay ginagamit sa synthesis ng ATP.
Dissimilation sa biology
Ang dissimilation ay ang kabaligtaran na proseso ng asimilasyon. Ang mga nucleic acid, protina, taba at carbohydrates ay nagsisilbing paunang sangkap na mabubulok. At ang mga huling produkto ay tubig, carbon dioxide at ammonia. Sa katawan ng mga hayop, ang mga nabubulok na produkto ay inilalabas habang unti-unti itong naiipon. At sa mga halaman, ang carbon dioxide ay bahagyang inilabas, at ang ammonia ay ginagamit nang buo sa proseso ng asimilasyon, na nagsisilbing panimulang materyal para sa biosynthesis ng mga organikong compound.
Ang relasyon ng dissimilation at assimilation ay nagpapahintulot sa mga tisyu ng katawan na patuloy na ma-update. Halimbawa, sa loob ng 10 araw, ang kalahati ng mga selula ng albumin sa dugo ng tao ay na-renew, at sa 4 na buwan ang lahat ng mga pulang selula ng dugo ay muling nabuo. Ang ratio ng intensity ng dalawang magkasalungat na metabolic na proseso ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan. Ito ang yugto ng pag-unlad ng organismo, at edad, at ang pisyolohikal na estado. Sa kurso ng paglaki at pag-unlad, ang asimilasyon ay nananaig sa katawan, bilang isang resulta, ang mga bagong selula, tisyu at organo ay nabuo, ang kanilang pagkita ng kaibhan ay nangyayari, iyon ay, ang pagtaas ng timbang ng katawan. Sa pagkakaroon ng mga pathology at sa panahon ng gutom, ang proseso ng dissimilation ay nananaig sa asimilasyon, at ang katawan ay bumababa sa timbang.
Pag-uuri ng mga organismo ayon sa likas na katangian ng dissimilation
Ang lahat ng mga organismo ay maaaring nahahati sa dalawang grupo, depende sa mga kondisyon kung saan nangyayari ang dissimilation. Ito ay mga aerobes at anaerobes. Ang una ay nangangailangan ng libreng oxygen para sa buhay, ang huli ay hindi nangangailangan nito. Sa anaerobes, ang dissimilation ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng fermentation, na isang walang oxygen na enzymatic na pagkasira ng mga organikong sangkap sa mas simple. Halimbawa, lactic acid o alcoholic fermentation.
Mga yugto ng dissimilation sa mga aerobic na organismo: yugto ng paghahanda
Ang pagkasira ng organikong bagay sa aerobes ay isinasagawa sa tatlong hakbang. Kasabay nito, maraming mga tiyak na reaksyon ng enzymatic ang nangyayari sa bawat isa sa kanila.
Ang unang yugto ay paghahanda. Ang pangunahing papel sa yugtong ito ay kabilang sa mga digestive enzymes na matatagpuan sa gastrointestinal tract sa mga multicellular na organismo. Sa mga unicellular na organismo - mga enzyme ng lysosome. Sa unang yugto, ang mga protina ay bumagsak sa mga amino acid, ang mga taba ay bumubuo ng glycerol at fatty acid, ang mga polysaccharides ay nasira sa monosaccharides, ang mga nucleic acid sa mga nucleotides.
glycolysis
Ang ikalawang yugto ng dissimilation ay glycolysis. Ito ay dumadaloy nang walang oxygen. Ang biological na kakanyahan ng glycolysis ay na ito ay ang simula ng pagkasira at oksihenasyon ng glucose, na nagreresulta sa akumulasyon ng libreng enerhiya sa anyo ng 2 ATP molecule. Nangyayari ito sa kurso ng ilang magkakasunod na reaksyon, ang huling resulta nito ay ang pagbuo ng dalawang pyruvate molecule at ang parehong halaga ng ATP mula sa isang glucose molecule. Ito ay nasa anyo ng adenosine triphosphoric acid na ang bahagi ng enerhiya na inilabas bilang resulta ng glycolysis ay nakaimbak, ang natitira ay napapailalim sa pagwawaldas sa anyo ng init. Reaksyon ng kemikal ng glycolysis: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP.
Sa ilalim ng mga kondisyon ng kakulangan ng oxygen sa mga selula ng halaman at sa mga selula ng lebadura, ang pyruvirate ay nahahati sa dalawang sangkap: ethyl alcohol at carbon dioxide. Ito ay alcoholic fermentation.
Ang dami ng enerhiya na inilabas sa panahon ng glycolysis ay hindi sapat para sa mga organismo na humihinga ng oxygen. Iyon ang dahilan kung bakit sa katawan ng mga hayop at tao, sa panahon ng mabigat na pisikal na pagsusumikap, ang lactate ay na-synthesize sa mga kalamnan, na nagsisilbing isang reserbang mapagkukunan ng enerhiya at naipon sa anyo ng lactate. Ang isang tampok na katangian ng prosesong ito ay ang hitsura ng sakit sa mga kalamnan.
yugto ng oxygen
Ang dissimilation ay isang napakakomplikadong proseso, at ang ikatlong yugto ng oxygen ay binubuo din ng dalawang magkasunod na reaksyon. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa Krebs cycle at oxidative phosphorylation.
Sa panahon ng paghinga ng oxygen, ang pyruvirate ay na-oxidized sa mga huling produkto, na CO2 at H2O. Naglalabas ito ng enerhiya na nakaimbak sa anyo ng 36 na molekulang ATP. Pagkatapos ang parehong enerhiya ay nagbibigay ng synthesis ng mga organikong sangkap sa dami ng plastik. Sa ebolusyon, ang paglitaw ng yugtong ito ay nauugnay sa akumulasyon ng molekular na oxygen sa atmospera at ang hitsura ng mga aerobic na organismo.
Ang lugar ng pagpapatupad (cellular respiration) ay ang panloob na lamad ng mitochondria, sa loob kung saan mayroong mga molekula ng carrier na nagdadala ng mga electron sa molekular na oxygen. Ang enerhiya na nabuo sa yugtong ito ay bahagyang nawala sa anyo ng init, habang ang natitira ay napupunta sa pagbuo ng ATP.
Ang dissimilation sa biology ay ang reaksyon na ganito ang hitsura: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Kaya, ang dissimilation ay isang hanay ng mga reaksyon na nagaganap dahil sa mga organikong sangkap na dating na-synthesize ng cell, at libreng oxygen na nagmula sa panlabas na kapaligiran sa panahon ng paghinga.
