Home » Articole » Articole » Știință » Biologie » Metabolism – Energia metabolismului – Metabolismul carbohidraților

Metabolism – Energia metabolismului – Metabolismul carbohidraților

postat în: Biologie 0

Colibri - Floare(O pasăre colibri are nevoie de energie pentru a menține perioade prelungite de zbor. Pasărea își obține energia prin preluarea hranei și transformarea nutrienților în energie printr-o serie de reacții biochimice. Mușchii de zbor la păsări sunt extrem de eficienți în producerea de energie. (Credit: ELG21, Pixabay))

Practic, fiecare sarcină îndeplinită de organismele vii necesită energie. Organismele au nevoie de lucru mecanic pentru a efectua muncă grea și exerciții fizice, dar oamenii folosesc, de asemenea, energie considerabilă în timp ce gândesc și chiar și în timpul somnului. Celulele vii ale fiecărui organism folosesc în mod constant energie. Organismele importă nutrienți și alte molecule. Ele metabolizează (se descompun) și eventual sintetizează în noi molecule. Dacă este necesar, moleculele se modifică, se mișcă în jurul celulei și se pot distribui în întregul organism. De exemplu, proteinele mari care alcătuiesc mușchii sunt construite în mod activ din molecule mai mici. Carbohidrații complecși se descompun în zaharuri simple pe care celula le folosește pentru energie. Așa cum este nevoie de energie atât pentru a construi cât și pentru a demola o clădire, este necesară energie pentru a sintetiza și a descompune moleculele. În plus, moleculele de semnalizare, cum ar fi hormonii și neurotransmițătorii, transportă între celule. Celulele ingerează și descompun bacteriile și virușii. Celulele trebuie, de asemenea, să exporte deșeuri și toxine pentru a rămâne sănătoase, iar multe celule trebuie să înoate sau să miște materialele din jur prin mișcarea de bătaie a anexelor celulare precum cilii și flagelii.

Procesele celulare pe care le-am enumerat mai sus necesită o sursă constantă de energie. De unde și sub ce formă provine această energie? Cum obțin celulele vii energie și cum o folosesc? Acest capitol va discuta diferite forme de energie și legile fizice care guvernează transferul de energie. Acest capitol va descrie, de asemenea, modul în care celulele folosesc energia și o reînnoiesc și modul în care reacțiile chimice din celulă funcționează cu mare eficiență.

Energie și metabolism

Oamenii de știință folosesc termenul de bioenergetică pentru a discuta conceptul de flux de energie (Figura 6.2) prin sistemele vii, cum ar fi celulele. Procesele celulare precum construirea și descompunerea moleculelor complexe apar prin reacții chimice treptate. Unele dintre aceste reacții chimice sunt spontane și eliberează energie; în timp ce, altele necesită energie pentru a continua. Așa cum viețuitoarele trebuie să consume continuu hrană pentru a reumple ceea ce au folosit, celulele trebuie să obțină continuu mai multă energie pentru a numeroasele reacții chimice care necesită energie și care au loc în mod constant. Toate reacțiile chimice care se produc în interiorul celulelor, inclusiv cele care folosesc și eliberează energie, formează metabolismul celulei.

Energie și metabolism(Majoritatea formelor de viață de pe pământ își obțin energia de la soare. Plantele folosesc fotosinteza pentru a capta lumina soarelui, iar ierbivorele mănâncă acele plante pentru a obține energie. Carnivorele mănâncă ierbivorele, iar descompozitorii (organismele care descompun materia organică) digeră materia vegetală și animală.)

Metabolismul carbohidraților

Metabolismul (reacții chimice) zahărului (un carbohidrat simplu) este un exemplu clasic al numeroaselor procese celulare care folosesc și produc energie. Ființele vii consumă zahăr ca sursă majoră de energie, deoarece moleculele de zahăr au o energie considerabilă stocată în legăturile lor. Următoarea ecuație descrie descompunerea glucozei, un zahăr simplu:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energie

Carbohidrații consumați își au originea în organisme de fotosinteză precum plantele (Figura 6.3). În timpul fotosintezei, plantele folosesc energia luminii solare pentru a transforma dioxidul de carbon gazos (CO2) în molecule de zahăr, cum ar fi glucoza (C6H12O6). Deoarece acest proces implică sintetizarea unei molecule mai mari, care stochează energie, este nevoie de un aport de energie pentru a continua. Următoarea ecuație (observați că este inversul ecuației anterioare) descrie sinteza glucozei:

6CO2 + 6H2O + energie → C6H12O6 + 6O2

În timpul reacțiilor chimice de fotosinteză, energia este sub forma unei molecule cu energie foarte mare pe care oamenii de știință o numesc ATP sau adenozin trifosfat. Aceasta este moneda energetică primară a tuturor celulelor. Așa cum dolarul este moneda pe care o folosim pentru a cumpăra bunuri, celulele folosesc molecule de ATP ca monedă de energie pentru a efectua munca imediată. Zahărul (glucoza) este stocat ca amidon sau glicogen. Polimerii care stochează energie ca aceștia se descompun în glucoză pentru a furniza molecule de ATP.

Energia solară este necesară pentru a sintetiza o moleculă de glucoză în timpul reacțiilor de fotosinteză. În fotosinteză, energia luminoasă de la soare se transformă inițial în energie chimică, care se stochează temporar în moleculele purtătoare de energie ATP și NADPH (nicotinamidă adenin dinucleotide fosfat). Fotosinteza folosește mai târziu energia stocată în ATP și NADPH pentru a construi o moleculă de glucoză din șase molecule de CO2. Acest proces este similar cu micul dejun dimineața pentru a obține energie pentru corpul tău pe care o poți folosi mai târziu în cursul zilei. În condiții ideale, energia a 18 molecule de ATP este necesară pentru a sintetiza o moleculă de glucoză în timpul reacțiilor de fotosinteză. Moleculele de glucoză se pot combina și se pot transforma în alte tipuri de zahăr. Când un organism consumă zaharuri, moleculele de glucoză își fac în cele din urmă drum în celula vie a fiecărui organism. În interiorul celulei, fiecare moleculă de zahăr se descompune printr-o serie complexă de reacții chimice. Scopul acestor reacții este de a recolta energia stocată în interiorul moleculelor de zahăr. Energia recoltată produce molecule de ATP de înaltă energie, care efectuează lucru mecanic, alimentând multe reacții chimice în celulă. Cantitatea de energie necesară pentru a face o moleculă de glucoză din șase molecule de dioxid de carbon este de 18 molecule de ATP și 12 molecule de NADPH (fiecare dintre acestea este echivalentă energetic cu trei molecule de ATP), sau un total de 54 de molecule echivalente necesare pentru sinteza unei molecule de glucoză. Acest proces este o modalitate fundamentală și eficientă pentru celulele de a genera energia moleculară de care au nevoie.

Veveriță - Stejar - Ghindă(Plantele, ca acest stejar și ghinda, folosesc energia din lumina soarelui pentru a produce zahăr și alte molecule organice. Atât plantele, cât și animalele (cum ar fi această veveriță) folosesc respirația celulară pentru a obține energie din moleculele organice pe care plantele le-au produs inițial. (credit „ghinda”: ​​modificarea lucrării lui Noel Reynolds. (Credit: Alexas_Fotos, Pixabay))

Sursa: Biology 2e, by OpenStax, access for free at https://openstax.org. ©2020 Rice University, licența CC BY 4.0. Traducere și adaptare: Nicolae Sfetcu, © 2022 MultiMedia Publishing

Teoria specială a relativității
Teoria specială a relativității

Teoria relativității speciale a fost propusă în 1905 de Albert Einstein în articolul său “Despre electrodinamica corpurilor în mișcare”. Titlul articolului se referă la faptul că relativitatea rezolvă o neconcordanță între ecuațiile lui Maxwell și mecanica clasică. Teoria se bazează … Citeşte mai mult

Nu a fost votat 8.97 lei Selectează opțiunile
Proiectarea, dezvoltarea şi întreţinerea siturilor web
Proiectarea, dezvoltarea şi întreţinerea siturilor web

Un ghid pentru dezvoltatorii web, cu accent pe HTML, XML, JavaScript, SQL, tehnologii web, software web, software pentru dezvoltare web, aplicaţii web, şabloane pentru aplicaţii web, AJAX, servicii web, sindicalizarea web, web design, situri web, găzduirea web, analiza siturilor web, … Citeşte mai mult

Nu a fost votat 13.47 lei53.94 lei Selectează opțiunile
Introducere în Business Intelligence
Introducere în Business Intelligence

Colecția ȘTIINȚA INFORMAȚIEI ”Introducere în Business Intelligence” oferă cititorilor informații cuprinzătoare despre business intelligence, explorând toate aspectele importante ale inteligenței de afaceri în scenariul actual. Subiectele tratate se referă la abordările de bază ale business intelligence. Cartea își propune să … Citeşte mai mult

Nu a fost votat 13.47 lei21.63 lei Selectează opțiunile

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *