- שלבי חילוף החומרים
- אנבוליזם
- יְרִידַת חֳמָרִים
- דוגמאות לתהליכים מטבוליים
- פוטוסינתזה
- אִכּוּל
- נְשִׁימָה
- הפניות
המטבוליזם של היצורים החיים הוא סט של תגובות כימיות המתרחשות בתאים של הגוף. לדוגמא, באמצעות חילוף חומרים הגוף האנושי הופך מזון לאנרגיה על מנת לתפקד.
מטבוליזם הוא תהליך רציף המתחיל ברגע בו אנו הולכים ומסתיים ביום שאנו נמות. אם חילוף החומרים נעצר, האדם מת. כך גם לגבי בעלי חיים, צמחים וכל יצור חי אחר.
נשימה ופוטוסינתזה
בואו ניקח צמחים כדוגמה כדי להסביר את חילוף החומרים. שורשי הצמח סופגים מים, מלחים מינרלים וחומרים מזינים אחרים מהקרקעית. אלה מועברים דרך צינורות מסוימים הקיימים בגבעול.
בהגיעם לעלים, המים משתלבים עם פחמן דו חמצני, כלורופיל ואנרגיה כימית. בדרך זו מתרחשת פוטוסינתזה ונוצרים פחמימות (הכרחיות להפעלת הצמח) וחמצן (שמשתחרר).
פוטוסינתזה מתרחשת ללא הפרעה בצמחים והיא תהליך מטבולי. דוגמאות נוספות למטבוליזם הן נשימה, נשימה תאית ועיכול.
שלבי חילוף החומרים
מטבוליזם הוא תהליך מורכב המורכב משלבים שונים. באופן כללי, אפשר לדבר על קיומם של שני שלבים מהותיים: אחד של סינתזה ואחד של השפלה. שלב הסינתזה ידוע בשם אנאבוליזם ושלב ההשפלה נקרא קטבוליזם.
אנבוליזם
מקור: מאת אלחנדרו פורטו, מ- Wikimedia Commons
אנבוליזם הוא השלב בו הוא בנוי. בשלב זה של חילוף החומרים נוצר החומר האורגני היוצר דברים חיים.
בזכות תהליך זה מתפתחים דברים חיים. מסיבה זו, תגובות אנבוליות מתרחשות בעוצמה רבה יותר בשלבי הגדילה של האורגניזמים.
אנבוליזם מורכב מסדרת תגובות כימיות שמטרתן לסנתז חומרים מורכבים ממולקולות פשוטות יותר. תגובות אלה הינן אנרגוניות, מה שאומר שהן צורכות אנרגיה לביצוע.
אנבוליזם לא רק יוצר חומרים שמשתמשים בהם באופן מיידי, אלא מייצרים גם חומרים מילואים, המאוחסנים עד שהגוף זקוק להם.
לדוגמא, צמחים מייצרים עמילן ובעלי חיים מייצרים גליקוגן. במקרה הצורך, כל אורגניזם ייקח חומרים אלו ויהפוך אותם לאנרגיה כדי שתוכל להמשיך בתפקוד הרגיל.
יְרִידַת חֳמָרִים
קטבוליזם הוא השלב העיקרי השני של חילוף החומרים. זה מתנגד לאנבוליזם מכיוון שמדובר במערכת של תגובות בהן חומר אורגני נהרס.
במילים אחרות, חומרים מורכבים מחולקים לחומרים פשוטים בהרבה. תהליך זה משחרר אנרגיה, ולכן זו תגובה אקסרגונית.
בנוסף לכל אלה, במהלך תגובות קטבוליות מחוסלים אטומי מימן ואלקטרונים על מנת לשחרר אנרגיה. המשמעות היא שיש תהליך חמצון. מסיבה זו חמצן ממלא תפקיד חשוב בקטבוליזם.
האנרגיה המתקבלת בתגובות קטבוליות משמשת אורגניזמים לביצוע הפעילות החיונית שלהם.
פחמימות, כמו גלוקוז (סוכר), הם אחד החומרים המתפרקים יותר לאנרגיה, מכיוון שהם קלים לפירוק.
דוגמאות לתהליכים מטבוליים
כמה דוגמאות לתהליכים מטבוליים הם פוטוסינתזה, עיכול ונשימה.
פוטוסינתזה
נוסחת פוטוסינתזה
פוטוסינתזה היא תהליך המתרחש באורגניזמים אוטוטרופיים, שהם אלו המסוגלים לייצר מזון משלהם.
כדי שתהליך מטבולי זה יתרחש, יש צורך כי ישנם שלושה אלמנטים:
- אור שמש הנלכד על ידי הכלורופיל הקיים בכלורופלסטים של תאי צמחים.
- המים הנספגים בשורשים ומועברים לעלים על ידי התעלות הנמצאות בגבעול הצמח.
- דו תחמוצת הפחמן הנספגת בעלים.
הפוטוסינתזה מורכבת משני שלבים: שלב אור ושלב אפל. בשלב האור, אור השמש הופך לאנרגיה כימית. בנוסף לכל זה, מולקולות המים מתפרקות למימן וחמצן (האחרון משוחרר לאטמוספירה).
בשלב האפל, אטומי המימן (המגיעים ממולקולת המים) מצטרפים לפחמן הדו-חמצני בזכות האנרגיה הכימית. קשר זה מביא למולקולת גלוקוז אחת ושש מולקולות חמצן (שמשתחררות).
יש לציין כי פוטוסינתזה מתבצעת לא רק על ידי צמחים גבוהים יותר, אלא גם על ידי אצות חומות ואדומות (חד-תאיות ורב-תאיות) ועל ידי כמה חיידקים.
אִכּוּל
עיכול הוא תהליך שמתרחש באורגניזמים הטרוטרופיים, כלומר כאלה שאינם יכולים לייצר מזון משלהם. במקום זאת הם צורכים חומר שכבר סונתז ומכאן הם יוצרים תרכובות חדשות.
העניין שאורגניזמים הטרוטרופיים אוכלים יכול להיות צמחים או אנשים צורכים אחרים. זוהי השיטה בה משתמשים בעלי חיים, פטריות, וכמה חיידקים.
אצל בעלי חיים נבדלים שני סוגים של עיכול: חוץ תאיים ותאיים. עיכול חוץ-תאי מתרחש במבני הגוף המתאימים למטרה זו: הקיבה או המעיים.
ברגע שהמזון נטחן בפה ועבר בדרכי העיכול, הוא מגיע לקיבה ולמעיים. כאן האוכל מושפל כימית (תהליך קטבוליזם).
לאחר השלמת העיכול החוץ תאי העיכול התוך מתחיל. הדם נושא חומרים מזינים מבולבלים, אותם השיג הודות לספיגת המעיים.
חומרים מזינים אלה תופסים על ידי התאים, שם מתבצעות תגובות השפלה אחרות המייצרות אנרגיה לתפקודן התקין של אלה.
נְשִׁימָה
מיטוכונדריה
נשימה היא תהליך מטבולי המתרחש בכל היצורים החיים. זה מורכב משני שלבים: נשימה תאית ונשימה חיצונית.
נשימה תאית מתרחשת בתוך המיטוכונדריה, האברונים של התאים. אברונים אלה לוכדים חמצן ומשתמשים בו כדי לחלץ אנרגיה ממולקולות אחרות.
נשימה חיצונית היא מצידה החלפת גזים (פחמן דו חמצני וחמצן) המתרחשים בין הגוף לסביבה.
הפניות
- חילוף חומרים. הוחזר ב- 5 בספטמבר 2017 מ- wikipedia.org
- מטבוליזם: הבסיס למצב חי ומצב חי. הוחזר ב -5 בספטמבר 2017 מ- byjus.com
- אנרגיה ומטבוליזם. הוחזר ב -5 בספטמבר 2017 מ- opentextbc.ca
- מאפיינים של דברים חיים. הוחזר ב -5 בספטמבר 2017 מ- cliffsnotes.com
- חילוף חומרים. הוחזר ב- 5 בספטמבר 2017 מ- scienceclarified.com
- מהי חילוף חומרים? הוחזר ב -5 בספטמבר 2017 מ- news-medical.net
- תפקיד האנרגיה והמטבוליזם. הוחזר ב -5 בספטמבר 2017 מ- boundless.com
- מטבוליזם באורגניזם חי. הוחזר ב -5 בספטמבר 2017 מ- embibe.com
- חילוף חומרים. הוחזר ב -5 בספטמבר 2017 מ- kidshealth.org.