生物的新陳代謝主要包括兩個方面,一個是物質(zhì)代謝,另一個是能力代謝,只有了解清楚了這兩種代謝的程度,才能夠了解清楚新陳代謝的性質(zhì)。現(xiàn)在我們就去詳細的了解一下,生物新陳代謝的相關(guān)知識和具體情況。
關(guān)于生物的新陳代謝是一個很復(fù)雜的過程,同化作用和異化作用都直接關(guān)系著新陳代謝的作用,同化作用指的是生物體從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成為自身的組織物質(zhì),并儲存能量的變化過程,稱之為合成代謝。異化作用指的是生物體能夠把自身的一部分物質(zhì)加以分解,釋放出其中的能量,并且分解的最終產(chǎn)物排出體內(nèi)的過程。簡單的說,同化作用就是把自己的東西改變,異化作用就是恰好相反的一種含義。生物的新陳代謝是一個很復(fù)雜的過程,可這個過程對于人類有著重要的意義。
代謝是生物體內(nèi)所發(fā)生的,用于維持生命的一系列有趣的化學(xué)反應(yīng)總稱,反應(yīng)進程能夠在生物體內(nèi)生長和繁殖,它們的結(jié)構(gòu)和外界環(huán)境都會做出反應(yīng)。但是通常被分為兩類,分解代謝可以最大的進行分解以獲取能量。合成代謝則可以利用能量來合成,而細胞中的各個角色,蛋白質(zhì)和核酸的代謝可以被認為是生物體,在不斷進行物質(zhì)和能量交換的過程,使的物質(zhì)和能量交換,從而使生物體的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)解體代謝,我們把它稱之為細胞的代謝過程。
在生物體的代謝過程中,新陳代謝是有序的化學(xué)變化的總稱,也許聽起來很復(fù)雜,但關(guān)于生物新陳代謝的方式還有更多的知識需要去注意,由于新陳代謝的類型復(fù)雜,我們在代謝過程中要了解清楚生物代謝的具體情況和相關(guān)知識。
定義:生物體從環(huán)境攝取營養(yǎng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨砦镔|(zhì),同時將自身原有組成轉(zhuǎn)變?yōu)閺U物排出到環(huán)境中的不斷更新的過程。 生物體與外界環(huán)境之間的物質(zhì)和能量交換以及生物體內(nèi)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變過程叫做新陳代謝。 概念: 新陳代謝是生物體內(nèi)全部有序化學(xué)變化的總稱。它包括物質(zhì)代謝和能量代謝兩個方面。 物質(zhì)代謝:是指生物體與外界環(huán)境之間物質(zhì)的交換和生物體內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)變過程??杉毞譃椋?從外界攝取營養(yǎng)物質(zhì)并轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨砦镔|(zhì)。(同化作用) 自身的部分物質(zhì)被氧化分解并排出代謝廢物。(異化作用) 能量代謝:是指生物體與外界環(huán)境之間能量的交換和生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)變過程。 可細分為: 儲存能量(同化作用) 釋放能量(異化作用) 在新陳代謝過程中,既有同化作用,又有異化作用。 同化作用:又叫做合成代謝)是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì),并且儲存能量的變化過程。 異化作用:(又叫做分解代謝)是指生物體能夠把自身的一部分組成物質(zhì)加以分解,釋放出其中的能量,并且把分解的終產(chǎn)物排出體外的變化過程。 新陳代謝中的同化作用、異化作用、物質(zhì)代謝和能量代謝之間的關(guān)系
任何活著的生物都必須不斷地吃進東西,不斷地積累能量;還必須不斷地排泄廢物,不斷地消耗能量。這種生物體內(nèi)同外界不斷進行的物質(zhì)和能量交換的過程,就是新陳代謝。新陳代謝是生命現(xiàn)象的最基本特征,它由兩個相反而又同一的過程組成,一個是同化作用過程,另一個是異化作用的過程。
人和動物吃了外界的物質(zhì)(食物)以后,通過消化、吸收,把可利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、合成自身的物質(zhì);同時把食物轉(zhuǎn)化過程中釋放出的能量儲存起來,這就是同化作用。綠色植物利用光合作用,把從外界
吸收進來的水和二氧化碳等物質(zhì)轉(zhuǎn)化成淀粉、纖維素等物質(zhì),并把能量儲存起來,也是同化作用。異化作用是在同化作用進行的同時,生物體自身的物質(zhì)不斷地分解變化,并把儲存的能量釋放出去,供生命活動使用,同時把不需要和不能利用的物質(zhì)排出體外。
各種生物的新陳代謝。在生長、發(fā)育和衰老階段是不同的。幼嬰兒、青少年正在長身體的過程中,需要更多的物質(zhì)來建造自身的機體,因此新陳代謝旺盛,同化作用占主導(dǎo)位置。到了老年、晚年,人體機能日趨退化,新陳代謝就逐漸緩慢,同化作用與異化作用的主次關(guān)系也隨之轉(zhuǎn)化。
動物冬眠時,雖然不吃不喝,但是新陳代謝并未停止,只不過變得非常緩慢。
新陳代謝是生命體不斷進行自我更新的過程,如果新陳代謝停止了,生命也就結(jié)束了。
目錄1拼音2英文參考3注解 1拼音 xīn chén dài xiè
2英文參考 metaboli ***
(saying) to replace the old with the new
3注解
新陳代謝是生物體生命活動過程中化學(xué)變化的總稱,簡稱代謝。指各種物質(zhì)在細胞內(nèi)發(fā)生的一切化學(xué)反應(yīng)和能量變化,也可泛指生物在其生命活動過程中與外界環(huán)境所進行的物質(zhì)交換和能量交換。代謝中的化學(xué)反應(yīng),幾乎都是在酶的催化下進行的,即為酶促反應(yīng)。而且許多酶連續(xù)地、按順序地起作用,形成多酶系統(tǒng),使第一個酶促反應(yīng)的產(chǎn)物變成第二個酶促反應(yīng)的底物,以此類推。習(xí)慣上,把這種連續(xù)的變化叫做代謝途徑,把途徑中的物質(zhì)叫做代謝中間物或代謝物。途徑中的每一步驟都是不大的化學(xué)變化,如去掉、轉(zhuǎn)移或添加一個特殊的原子、分子或功能基。通過有次序地、一步一步地變化,使生物分子轉(zhuǎn)化成某種物質(zhì)或代謝的終產(chǎn)物。
可以把代謝作用分成分解代謝(異化作用)和合成代謝(同化作用)兩個過程。分解代謝是由復(fù)雜的物質(zhì)分解成比較簡單的物質(zhì),而合成代謝則是從簡單的物質(zhì)生成更復(fù)雜的物質(zhì)。細胞中的各種物質(zhì),不斷合成又不斷分解,就在細胞物質(zhì)這種“動態(tài)平衡”的過程中,生物得以維持生命。分解代謝是一種釋放能量的過程,而合成代謝則是一種吸收能量的過程。這種能量的變化主要表現(xiàn)為三磷酸腺苷(ATP)的消耗與生成。生物對能量的需要主要是靠葡萄糖的氧化分解來得到滿足的。葡萄糖氧化供能的總方程式是:C6H12O6 6O2→6CO2 6H2O 能 這個過程包含數(shù)十步化學(xué)反應(yīng),其中多數(shù)是釋能反應(yīng)。所釋放的能量有很大一部分被細胞“捕獲”,并轉(zhuǎn)化到ATP分子中,因此在整個葡萄糖分解代謝途徑中有ATP的凈合成。在氧氣供應(yīng)充分時,細胞中其他含有碳、氫、氧元素的有機物(如脂肪酸、甘油等),大多數(shù)能氧化分解,最終生成CO2、水和ATP,只是在生物總能量的供應(yīng)中,其他物質(zhì)的分解一般不如葡萄糖氧化那么重要。細胞中含氮有機物(如氨基酸)的分解要復(fù)雜得多。分子中的碳氫部分的分解大多與葡萄糖或脂肪酸的分解匯合。分子中的含氮部分,常轉(zhuǎn)變成不同的含氮終產(chǎn)物排出體外。人尿中的尿素就是由氨基酸的氨基部分變成的。不同動物的含氮終產(chǎn)物并不相同。活細胞能合成多種特有的物質(zhì)。合成代謝十分復(fù)雜和重要,尤其是在生物生長或受傷復(fù)原的時候。各種生物的合成代謝也比分解代謝有更多的差異。合成代謝是消耗能量的過程,一種物質(zhì)的生成往往也要經(jīng)過數(shù)十步化學(xué)反應(yīng)。+,是由成百上千的氨基酸組成的。各種氨基酸必須通過消耗ATP的某種方式預(yù)先“活化”,方能按照一定順序聚合生成特定的蛋白質(zhì)。又如重要遺傳物質(zhì)脫氧核糖核酸(DNA)含有多個脫氧核苷酸單位。各種脫氧核苷酸也必須先消耗ATP轉(zhuǎn)變成具有較高能量的脫氧核苷三磷酸化合物,才可作為DNA的直接合成原料。生物細胞中其他物質(zhì)合成時,也幾乎都要消耗ATP。動物總是利用食物中現(xiàn)成的有機材料轉(zhuǎn)化成自身需要的有機物質(zhì)。但是,動物不能合成某幾種氨基酸、某幾種脂肪酸和幾乎所有的維生素。因而這些必要的物質(zhì)都直接取自食物。植物種子貯存大量有機養(yǎng)料,在萌發(fā)前和萌發(fā)時,種子中的代謝活動與動物細胞中的代謝活動有很多相似之處。植物只需要空氣、水、無機鹽,以及簡單的無機氮源(常是氨或硝酸鹽)就可生存。通過光合作用,植物能“捕捉”太陽的輻射能,將CO2和水合成葡萄糖,再由葡萄糖合成自身所需的一切物質(zhì)。人和動物的食物直接或間接(通過其他動物)來自植物。合成代謝和分解代謝同時進行,而且密切相關(guān)。許多合成代謝的原料來自分解代謝的中間產(chǎn)物,動物合成代謝所需的能量也取自分解代謝。但某物質(zhì)與其特定產(chǎn)物間的分解代謝途徑和相應(yīng)的、方向相反的合成途徑并不相同。分解途徑和合成途徑可能具有不同的反應(yīng)中間物或在中間步驟中利用不同的酶促反應(yīng)。如葡萄糖在肝臟中通過10步連續(xù)的酶促反應(yīng)分解成丙酮酸,而在丙酮酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖的合成途徑中只有8步反應(yīng)為相應(yīng)酶促反應(yīng)的逆反應(yīng),有2步反應(yīng)則被另外完全不同的酶促反應(yīng)所代替。同樣,從氨基酸合成蛋白質(zhì),以及從乙酰輔酶A合成脂肪酸,也不是蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸和脂肪酸分解成乙酰輔酶A途徑的逆行。在兩種物質(zhì)間具有不同的合成和分解代謝途徑,看起來是浪費,但從能量角度看,合成代謝途徑(耗能)必與分解代謝途徑(產(chǎn)能)不同;合成代謝與分解代謝分別、獨立地進行有利于生物對代謝的調(diào)節(jié)控制。細胞代謝遵循最經(jīng)濟的原則進行。產(chǎn)能的分解代謝總速度并不是簡單地被細胞能源物質(zhì)的可用率或濃度控制,而是被細胞對能(ATP)的需要調(diào)節(jié)。因此,細胞適應(yīng)任何時候能量利用的速度,僅消耗剛夠用的營養(yǎng)物。分解代謝對能量需要的變化十分敏感,能很快適應(yīng)細胞的需求。如蠅飛行時,由于飛行肌對ATP的突然需要,在不到1秒鐘內(nèi),氧氣和能源物質(zhì)的消耗速度增加了100倍。又如,生長中的細胞合成氨基酸的速度和比例正好滿足某一時刻組裝新生蛋白質(zhì)的需要;在20種基本氨基酸中,沒有一種超產(chǎn)或不足。許多動物和植物可以貯存供能和供碳的營養(yǎng)物如脂肪和糖類,但一般不能貯存蛋白質(zhì)、核酸或簡單的前體物質(zhì)。這些物質(zhì)在細胞需要時才合成,而且只合成所需要的量。植物種子和卵細胞是例外,它們常貯存大量蛋白質(zhì)作為胚生長時的氨基酸來源。
新陳代謝包括物質(zhì)代謝和能量代謝。物質(zhì)代謝又分為同化作用和異化作用。同化作用是將外界物質(zhì)轉(zhuǎn)化為組成生物體的物質(zhì)并儲存能量;異化作用是分解生物體的物質(zhì)以釋放能量并將廢物排出體外。能量代謝又分為放能代謝和吸能代謝。物質(zhì)代謝和能量代謝是密不可分的,在進行物質(zhì)代謝的同時,必然伴隨著能量代謝。生物通過新陳代謝與外界進行著物質(zhì)交換和能量交換。新陳代謝是生物的主要特征之一。新陳代謝一旦停止,生物就會死亡。
通過新陳代謝研究,人們認識到生物的種類不同,代謝類型也有所不同。特別是微生物有著一般生物所沒有的代謝類型。在發(fā)酵工業(yè)上通過對微生物的培養(yǎng)可得到不同種類的代謝產(chǎn)物,如乙醇、乳酸、醋酸、丙酮、丁醇等。新陳代謝還受各種因素的嚴格調(diào)節(jié)。如當生物所需的某種氨基酸的合成過剩時,生物體通過調(diào)節(jié),停止合成這種氨基酸。根據(jù)這一原理,在發(fā)酵工業(yè)上,可采用失去相應(yīng)代謝調(diào)節(jié)能力的微生物突變體來生產(chǎn)人類所需的產(chǎn)品。如用一種失去抑制賴氨酸。這種突變體在所需賴氨酸的合成過剩時,仍能繼續(xù)不斷地合成這種氨基酸。
物質(zhì)代謝是泛指生物體與外界不斷交換物質(zhì)的過程,包括從體外吸取養(yǎng)料和物質(zhì)在體內(nèi)的變化。狹義的代謝是指物質(zhì)在細胞中的合成和分解過程,一般稱中間代謝。合成代謝一般是將簡單物質(zhì)變成復(fù)雜物質(zhì),而分解代謝則是將復(fù)雜物質(zhì)變?yōu)楹唵挝镔|(zhì)。代謝過程是生命現(xiàn)象的基本特征。糖、脂肪和蛋白質(zhì)的合成途徑各有不同,但它們的分解途徑的共同點是,氧化成CO2和H2O。新陳代謝是機體生命活動的基本特征,新陳代謝包括物質(zhì)代謝與相傳伴的能量代謝,簡稱代謝。
糖、脂肪、蛋白質(zhì)三種營養(yǎng)物質(zhì),經(jīng)消化轉(zhuǎn)變成為可吸收的小分子營養(yǎng)物質(zhì)而被吸收入血。在細胞中,這些營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過同化作用(合成代謝),構(gòu)筑機體的組成成分或更新衰老的組織;同時經(jīng)過異化作用(分解代謝)分解為代謝產(chǎn)物。合成代謝和分解代謝是物質(zhì)代謝過程中互相聯(lián)系的、不可分割的兩個側(cè)面。
在分解代謝過程中,營養(yǎng)物質(zhì)蘊藏的化學(xué)能便釋放出來。這些化學(xué)能經(jīng)過轉(zhuǎn)化,便成了機體各種生命活動的能源,所以說分解是代謝的放能反應(yīng)。而在合成代謝過程中,需要供給能量,因此是吸能反應(yīng)??梢?,在物質(zhì)代謝過程中,物質(zhì)的變化與能量的代謝是緊密聯(lián)系著的。生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中所伴隨的能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用等,稱為能量代謝(energy metaboli *** )。
機體所需的能量來源于食物中的糖、脂肪和蛋白質(zhì)。這些能源物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中的碳氫鍵蘊藏著化學(xué)能,在氧化過程中碳氫鍵斷裂,生成CO2和 H2O,同時釋放出蘊藏的能。這些能量的50%以上迅速轉(zhuǎn)化為熱能,用于維持體溫,并向體外散發(fā)。其余不足50%則以高能磷酸鍵的形式貯存于體內(nèi),供機體利用。體內(nèi)最主要的高能磷酸鍵化學(xué)物是三磷酸腺苷( ATP)。此外,還可有高能硫酯鍵等。機體利用ATP去合成各種細胞組成分子、各種生物活性物質(zhì)和其他一些物質(zhì);細胞利用ATP去進行各種離子和其它一些物質(zhì)的主動轉(zhuǎn)運,維持細胞兩側(cè)離子濃度差所形成的勢能;肌肉還可利用ATP所載荷的自由能進行收縮和舒張,完成多種機械功。總的看來,除骨骼肌運動時所完成的機械功(外功)以外,其余的能量最后都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋@缧募∈湛s所產(chǎn)生的勢能(動脈血壓)與動能(血液流速),均于血液在血管內(nèi)流動過程中,因克服血流內(nèi)、外所產(chǎn)生的阻力而轉(zhuǎn)化為熱能。在人體內(nèi),熱能是最“低級”形式的能,熱能不能轉(zhuǎn)化為其它形式的能,不能用來作功。
生物體是通過物質(zhì)的氧化獲得能量的,但物質(zhì)氧化時所產(chǎn)生的能量一般不能直接被利用。機體利用能量的方式是將生物氧化系統(tǒng)釋放的能量,以高能鍵的形式先貯存在生物體內(nèi)的ATP中(ATP是核苷酸三磷酸腺苷英文名稱的縮寫,其分子是由一分子腺嘌呤,一分子核糖和三分子磷酸連接而成),當需要時再釋放出來供各種生理活動和生化反應(yīng)需用。所以在物質(zhì)代謝同時也有能量代謝。
生物氧化過程,即是由各種有機物(食物來源)在酶的作用下,氧化生成CO2和H2O,并釋放出能量的過程。
由于酶的催化作用,生物氧化得以在比較溫和的條件下及有水的環(huán)境中進行,并且能量主要是以自由能形式逐步釋放直接供給需要能量的過程。
通過食物氧化得到的能量主要用于合成ATP。然后在適當?shù)拇呋瘎┐嬖跁r,ATP將經(jīng)歷三步水解,其提供的能量可用來引起其他化學(xué)反應(yīng)。各種生物活動,如核酸、蛋白質(zhì)的生物的合成、糖、脂肪、藥物等物質(zhì)的代謝,以及細胞內(nèi)外物質(zhì)的轉(zhuǎn)運等等,都有ATP參與。ATP被稱為生物體內(nèi)的能量使者。
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