متابولیسم چیست؟
مقدمه
یکی از ویژگیهای سیستمهای حیاتی اعم از گیاه یا جانور (تک سلولی و پرسلولی) داشتن توان متابولیسمی است که به فارسی سوخت و ساز گفته می‌شود. تحت این عنوان موضوعات متنوعی مورد مطالعه است. سلول دارای این توانایی است که فرایندهای انرژی خواه و انرژی زا را در شرایط سازگار به حیات انجام دهد. برای اینکار نیازمند مولکولهایی است که این واکنشها را انجام دهند که آنزیمها هستند. تحت عنوان متابولیسم دو گروه فرایند مورد بررسی قرار می‌گیرند: فرایندهای آنابولیسمی (Anabolism) و فرایندهای کاتابولیسمی (Catabolism)
فرایندهای آنابولیسمی
این فرایندها انرژی خواه هستند. تغییرات انرژی آزاد در آنها مثبت است. در جریان این فرایندها ، مولکولهای کوچک به مولکولهای درشت آلی تبدیل می‌شوند و در نتیجه نظم سیستم افزایش می‌یابد و به عبارت دیگر آنتروپی سیستم کاهش می‌یابد. فرایندهای آنابولیسمی در گیاهان شامل فتوسنتز و شیمیوسنتز است. فتوسنتز انرژی مورد نیاز خود را به صورت انرژی نوری دریافت می‌کند.
در فرایند شیمیوسنتز ، انرژی حاصل از اکسیداسیون مواد آلی یا کانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این فرایندها ، پیش سازهای ساده و کوچک برای ساختن مولکولهای بزرگتر و پیچیده‌تر ، نظیر لیپیدها ، پلی‌ساکاریدها ، پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. تمامی واکنشهای آنابولیک نیاز به مصرف انرژی عموما به شکل انتقال گروه فسفریل از ATP و قدرت احیا کنندگی FADH2 ، NADPH ، NADH دارند.
فتوسنتز
فتوسنتز عبارت است از پدیده‌ای که گیاهان سبز در حضور نور و CO2 ، مواد قندی می‌سازند و اکسیژن را به محیط بیرون دفع می‌کنند. در گروه ارگانیزمهای پست به موجوداتی از گروه باکتریها برخورد می‌کنیم که دارای توان فتوسنتزی هستند. فتوسنتز شامل دو گروه از واکنشهاست: واکنشهای نیازمند به نور که در غشاهای تیلاکوئیدی کلروپلاستها انجام می‌شوند و در این مرحله O2 آزاد می‌شود و واکنشهای بی‌نیاز به نور که در استرومای کلروپلاست اتفاق می‌افتد و در این مرحله CO2 جو تثبیت شده و کربوهیدراتها تولید می‌شوند.
شیمیوسنتز
شیمیوسنتز یکی از راههای ورودی انرژی در دنیای جانداران است. ولی در مقایسه با فتوسنتز از اهمیت کمتری برخوردار است. باکتریهایی وجود دارند که می‌توانند در محیط معدنی ، بدون مبادله ماده و انرژی با موجودات زنده رشد و نمو کنند. این گروه از باکتریها خود دو دسته هستند. گروهی که کمولیتوتروف هستند مواد کانی را استفاده می‌کنند. اینها اتوتروفهای کامل هستند.
انرژی آزاد شده از اکسیداسیون مواد کانی توسط این باکتریها به صورت ATP ذخیره می‌شود. از این باکتریها می‌توان به نیتروزموناس و نیترواسپیرا اشاره کرد. گروه دیگر از شیمیوسنتز کننده‌ها ، کموارگانوتروفها هستند. این گروه ، مواد آلی را اکسیده می‌کنند. این مواد آلی از تجزیه بافتهای گیاهی یا جانوری در خاک بدست می‌آیند. این موجودات از انرژی آزاد شده برای سنتزهای خود استفاده می‌کنند.
فرایندهای کاتابولیسمی
پدیده‌هایی هستند که در جریان آن موجودات زنده مولکولهای درشت آلی (کربوهیدراتها ، پروتئینها و لیپیدها) را تجزیه کرده و به مولکولهای کوچک تبدیل می‌کنند و انرژی آزاد می‌شود که این انرژی در جریان فرایندهای آنابولیسمی مود استفاده قرار می‌گیرد. مهمترین فرایندهای کاتابولیسمی عبارتند از: تنفس Respiration ، تخمیر Fermentation و تنفس نوری Photorespiration
تنفس
تنفس در سلولهایی صورت می‌گیرد که در شرایط هوازی قرار بگیرد. در جریان تنفس 3 گروه مواد مورد استفاده قرار می‌گیرند: کربوهیدراتها ، پروتئینها و چربیها. بخشی از تنفس در میتوکندریها صورت می‌گیرد. اولین مرحله از تنفس هوازی به نام گلیکولیز در سیتوپلاسم اتفاق می‌افتد. مرحله 2 به نام چرخه کربس در ماتریکس میتوکندری و مرحله 3 به نام فسفوریلاسیون اکسیداتیو در غشای داخلی میتوکندری انجام می‌شود و طی آن ATP تولید می‌شود.
تخمیر
بعضی از گیاهان بی‌هوازی هستند یعنی در شرایط نبود O2 می‌توانند زنده بمانند. ارگانیزمهایی هم هستند که در شرایط هوازی و هم بی‌هوازی رشد و نمو می‌کنند. تنفس هوازی و تخمیر در واکنشهای گلیکولیز مشترک هستند. اسید پیروویک سوبسترای مشترک تخمیرهاست. در تخمیر الکلی اسید پیروویک به کمک آنزیم پیرووات دکربوکسیلاز تبدیل به استالدئید می‌شود. استالدئید بوسیله آنزیم الکل دهیدروژناز تبدیل به اتانول می‌شود. در تخمیر اسید لاکتیک ، اسید پیروویک به اسید لاکتیک تبدیل می‌شود.
تنفس نوری
تنفس نوری در شرایطی صورت می‌گیرد که مقدار CO2 جو کمتر از حد متعادل است. در این حالت به نظر می‌رسد که گیاه تنفس می‌کند تا فتوسنتز یعنی شدت تنفس بیشتر از فتوسنتز است. این فرایند با همکاری سه ارگانل کلروپلاست ، میتوکندری و پراکسی‌زوم انجام می‌شود.
همچنین، سرعت سوزاندن کالری های موجود در مواد غذایی مصرف شده توسط سلولهای بدن، به نرخ متابولیکی بدن انسان مرتبط می باشد. هر چه متابولیسم بدن سریع تر باشد، بدن با سرعت و نیز کارایی بیشتری قادر به هضم و جذب غذا ها و نیز سوزاندن چربی ها می باشد.
بدن انسان همواره و در تمامی شرایط، حتی در هنگام خواب و استراحت، در حال سوزاندن کالری می باشد. این کالری ها صرف کمک به حفظ حالت هومیو استازی بدن می گردند. زیرا که تمامی سلولها، بافت ها، و نیز ارگان های بدن انسان، برای انجام فعالیت های طبیعی خود نیازمند به صرف انرژی می باشند.
فهرست مطالب
متابولیسم چیست؟
مقدمه : صفحه 1
فرایندهای آنابولیسمی صفحه 1
فتوسنتز، شیموسنتز صفحه 2
فرایندهای کاتابولیسمی صفحه 2
تنفس ، تخمیر صفحه 3
تنفس نوری صفحه 3
چه عواملی می توانند منجر به کاهش سرعت متابولیسم گردد صفحه 5
متابولیسم آنزیم صفحه 7
متابولیسم آنزیم های کبدی صفحه 7
تحریک متابولیسم با ویتامین ها و مواد معدنی صفحه 9
آشنایی با متابولیسم آهن در بدن انسان صفحه 13
شامل 19 صفحه Word
دانلود تحقیق متابولیسم