Обмен веществ это в биологии 5 класс определение кратко и понятно

Обновлено: 02.07.2024

Организмы классифицируются в метаболизме по принципу источников энергии и углерода, которые они используют.

Питание — это биологический процесс, посредством которого организмы усваивают пищу и жидкости, необходимые для функционирования, поддержания и роста их жизненно важных функций.

Питание позволяет нам приобретать энергию и жить, однако не все живые существа питаются одинаково, поэтому можно говорить об автотрофном и гетеротрофном питании.

Автотрофы

Существуют организмы, которые способны синтезировать все вещества, необходимые для их метаболизма, из неорганических веществ и, следовательно, не нуждаются в питании от других живых существ. Этот тип питания называется автотрофным. Процесс, которую используют автотрофные живые существа, называется фотосинтезом.

Фотосинтез осуществляется в два этапа:

Сначала происходит световая реакция, при которой свет поглощается пигментами (хлорофилл, среди прочего).
Реакция в темноте, которая происходит в хлоропластах и предполагает восстановление углекислого газа до органического углерода.

Автотрофы хранят химическую энергию в молекулах углеводов, которые они строят сами. Пища — это химическая энергия, хранящаяся в органических молекулах. Пища обеспечивает энергию, чтобы построить тела.

Только три группы организмов используют фотосинтез:

растения;
водоросли;
некоторые бактерии.

Автотрофы производят пищу для собственного использования, но делают достаточно, чтобы поддерживать и другие организмы. Почти все остальные организмы абсолютно зависят от этих трех групп для продуктов, которые они производят. Производители начинают трофические цепи и сети, которые питают все живые существа.

Гетеротрофы

Есть живые существа или организмы, которые, в свою очередь, питаются другими (автотрофами или гетеротрофами) и тем самым получают энергию, необходимую для жизни. Гетеротрофные организмы превращают сложные вещества в простые органические молекулы в процессе питания.

Гетеротрофы могут быть двух типов:

Потребители, например, люди.
Вредители, которые являются теми, кто питается разлагающимися животными.

Гетеротрофы не могут производить сами пищу, поэтому они также известны как потребители. Потребители включают всех животных и грибы, а также множество протистов и бактерий. Они могут потреблять автотрофы, гетеротрофы, другие органические молекулы или другие организмы. Если растения, водоросли и автотрофные бактерии исчезнут с Земли; животные, грибы и другие гетеротрофы скоро исчезнут.

Гетеротрофное питание имеет несколько фаз:

Прием пищи.
Пищеварение. Пища механически и химически сводится к более мелким частицам.
Поглощение. Питательные вещества попадают в клетки.
Циркуляция. Процесс транспортировки питательных веществ в клетки.
Метаболизм. В клетках происходят химические превращения.
Выделение. Удаление остатков.

Фотосинтез обеспечивает более 99% энергии для жизни на земле.

Различия между автотрофным и гетеротрофным питанием

Можно выделить следующие различия между автотрофным и гетеротрофным питанием:

Автотрофы являются производящими организмами (они производят свою собственную пищу), в то время как гетеротрофы являются потребителями (они не производят то, что они потребляют).
Автотрофы выполняют анаболические функции, а гетеротрофы — катаболические.
Гетеротрофы нуждаются в химической энергии, в то время как автотрофы нуждаются и в световой, и в химической энергии.
Автотрофы имеют клетки с хлоропластами, потому что они выполняют фотосинтез, гетеротрофы не обладают клетками с хлоропластами.

Обмен веществ в организме

У всех живых существ происходят химические реакции, необходимые для питания, роста и восстановления клеток, а также для преобразования энергии в пригодные для использования формы. Сумма всех этих химических действий организма получила название метаболизма. Метаболические реакции происходят непрерывно во всем живом существе; к тому времени, когда они приостановлены, организм считается мертвым.

Метаболизм (обмен веществ) — это набор химических реакций, которые происходят в клетках организма для превращения пищи в энергию.

Тело живого организма нуждается в этой энергии для всего, что мы делаем, от движения до мышления или роста и развития. В организме есть определенные белки, которые контролируют химические реакции обмена веществ. Тысячи метаболических реакций происходят одновременно, все они регулируются организмом, поэтому клетки остаются здоровыми и хорошо функционирующими.

Клетки — это самая маленькая единица, которая может жить сама по себе (рождается, размножается и умирает), они образуют все ткани нашего тела и способны выполнять жизненно важные функции: размножение, питание.

Клетки постоянно обмениваются материей и энергией со своим окружением. Обмениваемая материя и энергия преобразуются внутри нее с целью создания и поддержания клеточных структур, обеспечивая энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Этот набор обменов и преобразований, происходящих внутри клеток, составляет метаболизм.

Как проходит этот процесс

После приема пищи пищеварительная система использует ферменты для:

разложения (разрушения) белков на аминокислоты;
превращения углеводов в простые сахара (например, глюкозу);
превращения жиров в жирные кислоты.

Организм может использовать сахар, аминокислоты и жирные кислоты в качестве источников энергии, когда ему это нужно. Эти соединения поглощаются кровью, которая переносит их в клетки.

Аминокислоты — это молекулы, которые объединяются с образованием белков.

Аминокислоты и белки являются фундаментальными столпами жизни. Человеческое тело использует аминокислоты для производства белка, чтобы помочь организму в процессах:

разложения пищи;
роста;
восстановления тканей организма.

Организм также может использовать аминокислоты в качестве источника энергии.

Жирные кислоты — это органические компоненты (небольшие молекулы, которые объединяются, образуя длинные цепи) липидов, которые обеспечивают организм энергией и обеспечивают развитие тканей. Незаменимые жирные кислоты необходимы в питании человека, потому что организм сам не может их создать самостоятельно и поэтому должен получать из пищи.

В процессе метаболизма одновременно происходят два вида деятельности:

Разложение тканей организма и запасов энергии для того, чтобы получить больше топлива для функций организма (так называемый катаболизм).
Строительство тканей организма и запасов энергии (так называемый анаболизм).

Катаболизм (иногда называют разрушительным метаболизмом) — это часть метаболического процесса, при котором различные органические питательные вещества разлагаются, уменьшаются или окисляются до их простейших форм для усвоения организмом и преобразования в энергию.

Эта энергия необходима для функционирования анаболизма. Выделяемая энергия хранится в молекулах аденозинтрифосфата (АТФ), и поэтому клетка может выполнять жизненно важные действия, такие как сокращение мышц или синтез молекул. Катаболизм — это разрушительная фаза восстановления, когда из сложной органической молекулы, такой как глюциды и липиды, получают более простые, такие как H2O, CO2, молочная кислота или аммиак.

Разложение органических питательных веществ.
Питание организма с помощью тканей, когда есть недостаток пищи.

Крупные органические молекулы, такие как белки, полисахариды или липиды, разлагаются до аминокислот, моносахаридов и жирных кислот соответственно.
Небольшие молекулы переносятся в клетки и превращаются в еще более простые молекулы, высвобождая энергию во время процесса.

Анаболизм (иногда называют конструктивным метаболизмом) — это химическая реакция, при которой сложные молекулы синтезируются из более простых, которые могут быть органическими или неорганическими.

Таким образом, молекулы могут расти и обновляться или храниться в качестве запасов энергии. Это метаболический процесс, когда энергия потребляется для получения больших молекул из более мелких, возможен благодаря вкладу энергии аденозинтрифосфата (АТФ).

В этих реакциях более окисленные соединения уменьшаются. Благодаря анаболизму живые существа могут образовывать белки из аминокислот и, таким образом, поддерживать ткани организма.

Функции анаболизма

Увеличение мышечной массы.
Формирование клеточных компонентов и тканей роста.
Хранение энергии.

Сначала происходит производство аминокислот, моносахаридов и др. Затем они активируются, используя энергию аденозинтрифосфата (АТФ). Образуются более сложные молекулы, такие как белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты.

Это процесс, который способствует росту новых клеток, поддержанию тканей организма и накоплению энергии для последующего ее использования. При анаболизме небольшие молекулы превращаются в более крупные и сложные молекулы углеводов, белков и жиров.

Когда сложные химические соединения распадаются на более простые вещества, организм вытесняет отходы через кожу, почки, легкие и кишечник.

Что влияет на скорость обмена веществ

Факторы которые могут повлиять на скорость обмена веществ:

Некоторые лекарства могут повлиять на метаболизм, опасно ускоряя его или замедляя его.
Время приема пищи каждый день может влиять на метаболизм.
Потеря веса, особенно когда она быстрая, замедляет метаболизм, потому что организму требуется меньше энергии, чтобы функционировать при более низком весе.
Возраст может замедлить метаболизм. Как правило, с возрастом человек набирает жировую массу и теряет мышцы. Некоторые люди также становятся менее физически активными.

Обмен веществ и образ жизни

Способы увеличения метаболизма:

Первым из данных способов является важность выполнения физических упражнений на регулярной основе, поскольку это не только поможет нам потерять калории, но и ускорит метаболизм, способствуя сжиганию жира и потере веса. При этом не обязательно часто посещать спортзал. Будет достаточно активной ходьбы от 30 до 60 минут в день, желательно при сжигании жира (это будет зависеть от состояния конкретного человека).
Важно питание, потому что, если человек подвергает свой организм низкокалорийной диете или длительному голоданию, в его организм замедлится обмен веществ, и он создаст энергетические отложения, почти всегда жировые, потому что организм перестанет получать необходимые ему питательные вещества или минимальные калории для поддержания ежедневных органических функций. Замедление метаболизма и создание энергетических отложений будет способствовать увеличению веса, и человеку будет намного сложнее поддерживать оптимальный вес.
Продукты, которые могут способствовать увеличению метаболизма, это красный перец в качестве пищевой приправы. Помимо того, что он дает мало калорий в рацион, он используется в диетах для управления весом. Другими продуктами, которые содержат вещества, активирующие обмен веществ, являются зеленый чай, содержащий теин, и кофе, оба, кроме того, обладают антиоксидантными свойствами. К ним также относят лосось, орехи, авокадо, темный шоколад, ягоды, чеснок, морковь. Все, что мы едим, обрабатывается метаболической системой, которая отвечает за преобразование энергии, содержащейся в пище (витамины, макро-и микро-питательные вещества, минералы, жир, белок, углеводы), в топливо, которое нужно человеку ежедневно.
Правильный сон важен, потому что он позволяет организму отдыхать и заменять то, что потребляется в течение дня, например, питательные вещества из отработанных клеток и нейротрансмиттеров. Сон — это время для восстановления организма, потому что на этом этапе температура тела падает, позволяя сердцу отдыхать, мозг и мышцы восстанавливаются и высвобождаются гормоны, которые обеспечивают наше благополучие на следующий день. Если мы плохо спим, никакой из перечисленных процессов не осуществляется так, как должен, и метаболическая функция нарушается, уступая место таким нарушениям, как метаболический синдром. В 3 и 4 фазах сна, то есть самых глубоких фазах, организм выделяет гормон роста — соматотропин, который имеет решающее значение для регенерации мышц и особенно необходим детям. Также выделяется гормон, называемый интерлейкином, который способствует выработке антител, необходимых для укрепления иммунной системы.

Метаболический синдром — группа факторов риска сердечных заболеваний, диабета и других проблем со здоровьем. Эти расстройства включают повышенное кровяное давление, высокий уровень сахара в крови, избыток жира вокруг талии и аномальные уровни холестерина или триглицеридов.

Что такое обмен веществ и как он проявляется у различных живых организмов.

Обмен веществ – это совокупность процессов, в ходе которых происходит поглощение и выделение веществ из организма. Эти процессы позволяют расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Растениям для роста и развития необходимы свет, вода и углекислый газ, минеральные вещества. Животным такие условия недостаточны. Им необходимы питательные органические вещества.

В результате жизнедеятельности образуются ненужные отходы. Они удаляются из организма с помощью органов выделения и дыхания (углекислый газ).

Обмен веществ растений отличается от обмена веществ животных. У растений есть два типа питания. Один из них получил название воздушного, или листового. Он заключается в поглощении углекислого газа и воды и выделении кислорода и осуществляется в процессе фотосинтеза. При этом растения создают органические вещества из минеральных, выполняя тем самым свою роль производителей. Другой тип питания называется минеральным, или корневым. Он заключается в поглощении из почвы необходимых для жизни минеральных веществ, растворённых в воде.

Метаболизм или обмен веществ – это полный комплекс химических реакций и процессов, которые протекают в живой клетке , обеспечивающих ее жизнедеятельность, рост, деление и взаимодействие с внешней средой.

Метаболизм или обмен веществ – это полный комплекс химических реакций и процессов, которые протекают в живой клетке, обеспечивающих ее жизнедеятельность, рост, деление и взаимодействие с внешней средой.

Именно правильный обмен веществ обеспечивает расщепление и усвоение молекул веществ, из которых состоят клетки или необходимых для функционирования, разрушения, обновления клеток и межклеточного вещества. Благодаря правильному метаболизму за 80 суток обновляется тканевой покров организма, белки мышечных волокон обновляются за 180 дней, клетки печени и сыворотка крови обновляется за 10 дней, а некоторые печеночные ферменты – всего за 2-4 часа.

Метаболизм неразрывно связан с процессом превращения энергии. В результате химических реакций потенциальная энергия из сложных органических молекул превращается в другие виды энергии, которая используется для всех процессов жизнедеятельности клеток. Все эти процессы протекают при участии катализаторов – ферментов. У каждого вида живых организмов метаболизм является уникальным, свойственным только этому виду. Обмен веществ каждого вида обусловлен прежде всего условиями его обитания и существования в целом.

Обмен веществ состоит из двух основных процессов, которые неразрывно связаны друг с другом и протекают одновременно:

Анаболизм (пластический обмен) – это процессы синтеза (построения) сложных органических молекул из более простых, получаемых в результате катаболизма.

Катаболические процессы – это комплекс химических реакций по расщеплению крупных молекул до более мелких, которые могли бы пройти в клетку. При этом одновременно выделяется энергия, которую организмы запасают обычно в молекулах АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Катаболизм обычно протекает во время окислительных или гидролитических реакций. При этом, такие процессы протекают как при участии кислорода (дыхание, аэробный путь), так и без его участия (брожение, гликолиз – анаэробный путь).

В зависимости от типа обмена веществ существует два типа живых организмов:

1) Гетеротрофы – это организмы, которые синтезируют органические соединения за счет продуктов, которые образуются в результате катаболизма и энергии, выделяющейся в процессе этого. Начальным сырьем для образования тканей таких организмов являются простые органические вещества. Из этих соединений каждая клетка в отдельности синтезирует нужные для нее соединения. Таким образом, синтез белка может происходить на месте (гликоген синтезируется напрямую в мышцах, а не поставляется с кровью из печени).

2) Автотрофы – это организмы, которые могут совершать синтез органических соединений из углекислого газа с помощью реакций окислений (хемосинтез) и солнечного света (фотосинтез). Такими организмами являются некоторые виды бактерий и зеленые растения.

С развитием живых организмов в течение эволюции системы регуляции стали более сложными и упорядоченными. Сегодня у высокоразвитых организмов имеются дополнительные регуляторные гормональные механизмы и нервные механизмы, которые либо напрямую действуют на синтез ферментов или на сами ферменты, а также могут влиять на чувствительность клеток к тому или иному ферменту.

Обязательным условием существования любого живого организма является постоянное поступление питательных веществ и выведение конечных продуктов распада.

Что такое обмен веществ в биологии

Обмен веществ, или метаболизм, – это особый набор химических реакций, которые протекают в любом живом организме для поддержания его деятельности и жизни. Такие реакции дают организму возможность развиваться, расти и размножаться, при этом сохраняя свою структуру и отвечая на раздражители окружающей среды.

Обмен веществ принято разделять на два этапа: катаболизм и анаболизм. На первой стадии все сложные вещества расщепляются и становятся более простыми. На втором же вместе с затратами энергии синтезируются нуклеиновые кислоты, липиды и белки.

Самую важную роль в процессе метаболизма играют ферменты, которые являются активными биологическими катализаторами. Они способны снизить энергию активации физической реакции и регулировать обменные пути.

Метаболические цепи и компоненты абсолютно идентичны для многих видов, что является доказательством единства происхождения всех живых существ. Такое сходство показывает сравнительно раннее появление эволюции в истории развития организмов.

Классификация по типу обмена веществ

Что такое обмен веществ в биологии, подробно описано в данной статье. Все живые организмы, существующие на планете Земля, можно разделить на восемь групп, руководствуясь при этом источником углерода, энергии и окисляемого субстрата.

Живые организмы в качестве источника питания могут использовать энергию химических реакций или света. В качестве окисляемого субстрата могут быть как органические, так и неорганические вещества. Источником углерода является углекислый газ или органика.

Существуют такие микроорганизмы, которые, находясь в разных условия существования, используют метаболизм разного типа. Это зависит от влажности, освещения и других факторов.

Многоклеточные организмы могут характеризоваться тем, что один и тот же организм может иметь клетки с разным типом метаболических процессов.

Катаболизм

Биология обмен веществ и энергии рассматривает через такое понятие, как "катаболизм". Данным термином называют метаболические процессы, во время которых крупные частицы жиров, аминокислот и углеводов расщепляются. Во время катаболизма появляются простые молекулы, участвующие в реакциях биосинтеза. Именно благодаря данным процессам организм способен мобилизовать энергию, превращая ее в доступную форму.

У организмов, которые живут благодаря фотосинтезу (цианобактерии и растения), реакция переноса электрона не высвобождает энергию, а накапливает, благодаря солнечному свету.

У животных реакции катаболизма связаны с расщеплением сложных элементов до более простых. Такими веществами являются нитраты и кислород.

Катаболизм у животных делится на три этапа:

Расщепление сложных веществ до более простых.
Расщепление простых молекул до еще более простых.
Высвобождение энергии.

Анаболизм

Обмен веществ (биология 8 класса рассматривает данное понятие) характеризуется и анаболизмом – совокупностью метаболических процессов биосинтеза с затратой энергии. Сложные молекулы, которые являются энергетической основой клеточных структур, последовательно образуются из самых простых предшественников.

Сначала синтезируются аминокислоты, нуклеотиды и моносахариды. Затем вышеперечисленные элементы становятся активными формами благодаря энергии АТР. И на последнем этапе все активные мономеры объединяются в сложные структуры, такие как белки, липиды и полисахариды.

Стоит обратить внимание, что не все живые организмы синтезируют активные молекулы. Биология (обмен веществ подробно описан в данной статье) выделяет такие организмы, как автотрофы, хемотрофы и гетеротрофы. Они получают энергию из альтернативных источников.

Энергия, получаемая из солнечного света

Что такое обмен веществ в биологии? Процесс, благодаря которому существует все живое на Земле, и отличающий живые организмы от неживой материи.

Энергией солнечного света питаются некоторые простейшие, растения и цианобактерии. У данных представителей обмен веществ происходит благодаря фотосинтезу – процессу поглощения кислорода и выделению углекислого газа.

Пищеварение

Такие молекулы, как крахмал, белки и целлюлоза, расщепляются еще до того, как они используются клетками. В процессе пищеварения принимают участие особые ферменты, которые расщепляют белки до аминокислот, и полисахариды - до моносахаридов.

Контроль и регуляция

Что такое обмен веществ в биологии, вы можете прочитать в данной статье. Каждый организм характеризуется гомеостазом – постоянством внутренней среды организма. Наличие такого условия очень важно для любого организма. Так как все их окружает среда, которая постоянно меняется, для поддержания оптимальных условий внутри клеток все реакции метаболизма должны правильно и точно регулироваться. Хороший обмен веществ дает возможность живым организмам постоянно контактировать с окружающей средой и отвечать на ее изменения.

Исторические сведения

В начальных исследованиях обменные реакции были не обнаружены, и ученые считали, что живой тканью управляет живая сила.

В двадцатом веке Эдуард Бухнер ввел понятие ферментов. С этих пор изучение обмена веществ начиналось с изучения клеток. В этот период биохимия стала наукой.

Что такое обмен веществ в биологии? Определение можно дать следующее - это особый набор биохимических реакций, поддерживающих существование организма.

Минералы

В метаболизме очень большую роль играют неорганические вещества. Все органические соединения состоят из большого количества фосфора, кислорода, углерода и азота.

Большинство неорганических соединений позволяют контролировать уровень давления внутри клеток. Также их концентрация положительно влияет на функционирование мышечных и нервных клеток.

Переходные металлы (железо и цинк) регулируют активность транспортных белков и ферментов. Все неорганические микроэлементы усваиваются благодаря транспортным белкам и никогда не пребывают в свободном состоянии.

Обмен веществ (метаболизм) – это совокупность всех химических реакций, которые происходят в организме. Все эти реакции делятся на 2 группы.

1. Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция, биосинтез) – это когда из простых веществ делаются (синтезируются) более сложные. Например:

при фотосинтезе из углекислого газа и воды синтезируется глюкоза
в клетках человека из простых органических веществ (аминокислот, глюкозы и т.п.) принесенных кровью от пищеварительной системы, синтезируются сложные органические вещества, например, из аминокислот – белки, из глюкозы – гликоген.

2. Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция, распад) – это когда сложные вещества распадаются до более простых, и при этом выделяется энергия. Например:

Читайте также: