Razmerje med snovjo in energijo, opaženo pri prehrani celic

Kaj je prehrana celic?

Celična prehrana je postopek, s katerim majhne celice, ki sestavljajo naše telo in vse živa bitja, vzamejo kemične snovi iz okolja in jih spremenijo v zadevo in energijo, ki jo uporabljajo za življenje.

Celice so kot majhne tovarne, ki potrebujejo vhode, da lahko ustvarijo snovi, iz katerih so izdelane. Ti vhodi (ki so pogosto zapletene snovi) so tisto, kar mislimo, ko govorimo o "materialu" ali materialnem delu prehrane celic.

Po drugi strani imajo te majhne tovarne zapletene celične stroje, ki delujejo 24 ur na dan, vsak dan v letu in potrebujejo tudi energijo. Kot bomo videli v trenutku, je ta energija tesno povezana s surovinami, ki jih celica uporablja za svojo rast in razmnoževanje.

Razmerje med materijo in energijo

Kaj je potrebno za vsak avto? Poleg motorja, menjalnika, štirih koles in strukture in telesa, da vse skupaj ohrani skupaj, potrebuje tudi gorivo.

Enako velja za celice. Potrebujejo gorivo, kjer lahko pridobijo energijo, potrebno za ohranitev vseh življenjskih procesov.

V primeru bencinskega avtomobila gorivo tvori razred kemikalij, imenovan ogljikovodik, vendar v primeru celic energija prihaja iz ogljikovih hidratov in drugih organskih snovi.

In kako se ta energija sprosti? Razbijanje kemičnih vezi, ki ohranjajo različne atome, ki tvorijo molekule skupaj.

Kako se meri energija v hranilih?

Energija, ki jo vsebuje hrana, se meri v kalorijah. A kalorija To je količina energije v obliki toplote, ki je potrebna za ogrevanje ali povečanje temperature grama vode do centigrade.

Način, kako je določeno, koliko energije je v hrani.

Na primer, če zažgemo 1 gram pšenične moke, se 3 sprosti.640 kalorij. Ta toplota je dovolj za ogrevanje 3.640 g vode (nekaj več kot 3 in pol litra) od 25 ° C do 26 ° C. To lahko vidimo tudi kot potrebno količino toplote, da segreva 60 gramov vode od 20 ° C do 80 ° C.

Opomba: Ko beremo kalorije hrane na etiketi, je treba paziti, saj obstajata dve vrsti kalorij. Mala kalorija (ki je predstavljena kot apna) je običajna kalorija. Vendar pa številne etikete prikazujejo kalorije z velikimi črkami (apno), ki je dejansko enaka 1.000 kalorij ali 1 kilokalorija.

Kako ta energija uporablja celice?

Celice ne uporabljajo energije, ki se sprošča pri predelavi hrane neposredno v obliki toplote. Namesto tega hranijo vso to energijo v obliki posebnih molekul, imenovanih adenosining ali ATP.

Ta ATP je pravo gorivo, ki ga vse celice uporabljajo za veliko večino kemičnih reakcij, ki jih ohranjajo pri življenju. Kot da so ogljikovi hidrati, ki jih jemo, surova nafta, da rafine celice za proizvodnjo visokega oktanskega bencina (ATP), ki ga iste celice uporabljajo za zagon svojega motorja. To se naredi v majhnih tovarnah, imenovanih mitohondriji.

Od kod zadeva?

Ogljikovi hidrati vsebujejo samo ogljik, vodik in kisik, celice pa tvori veliko več elementov. Preostali gradbeni materiali za izdelavo različnih delov celic prihajajo iz beljakovin, lipidov, nukleinskih kislin in drugih kemičnih snovi, ki jih naše celice obdelujejo. Te snovi lahko izhajajo iz enega od dveh virov:

• Prihajajo iz okolja (na primer jih jemo v svoji prehrani) in nato absorbiramo celice.
• Sestavljene so iz organelov in drugih kosov istih celic, ki se reciklirajo za varčevanje prizadevanj in energije.

Heterotrofna avtotrofna prehrana in prehrana

Glede na vrsto snovi, ki jih njihove celice lahko uporabljajo kot vir materije in energije, lahko ločimo dve različni vrsti živih bitij: avtotrofi in heterotrofi.

Avtotrofi so živa bitja, ki lahko absorbirajo anorganske snovi okolja in jih pretvorijo v organsko hrano za celice. Rastline so tipičen primer avtotrofov.

Po drugi strani smo heterotrofi, torej živa bitja, ki ne moremo sintetizirati lastne hrane. Zaradi tega moramo zaužiti druga živa bitja, da lahko uporabimo prehranske snovi, iz katerih so izdelane.

Vendar, ne glede na to, ali gre za avtotrofno ali heterotrofno prehrano, imata oba procesa celične prehrane nekaj skupnih stopenj.

Proces prehrane celic

Uživanje hrane

Prehrana celic se začne z vnosom hrane. Za nas to pomeni prehranjevanje. Naša živila vsebujejo vse vrste zapletenih spojin, ki jih tvorijo zelo velike molekule, ki se ne prilegajo v celice, zato je naša prebava odgovorna za njihovo razbijanje in sekanje v majhnih kosih, tako da jih celice lahko absorbirajo.

V primeru rastlin neposredno absorbirajo anorganska hranila skozi svoje korenine in liste.

Vključitev snovi v celico

Po prebavi se manjši koščki absorbirajo in porazdelijo s kri preostalemu telesu, kjer jih celice absorbirajo z različnimi mehanizmi.

Prebava celične snovi

Ko v notranjosti celic te snovi napademo z nizom encimov, ki v bistvu razoroži beljakovine, ogljikove hidrate, DNK, RNA in trigliceride, da pustijo vse majhne gradbene bloke, pripravljene za naslednji korak.

Metabolizem

Ko je "neoborožena" hrana, jih lahko predelamo na dva načina:

Katabolizmi

Katabolizem, imenovan tudi destruktivni metabolizem, še naprej razbija največje molekule v manjših, s čimer sprošča energijo, ki jo vsebuje njene povezave. V primeru ljudi ta proces oksidira glukozo in druge ogljikove hidrate s pomočjo zračnega kisika za proizvodnjo ogljikovega dioksida, vode in ATP.

Anabolizem

To je del metabolizma, v katerem celica uporablja majhne gradbene bloke, kot so aminokisline in nukleotidi za gradnjo beljakovin in DNK, med drugimi velikimi molekuli, ki nato postanejo del celice.

Izločanje odpadkov

Prehranski postopek vključuje tudi izločanje vseh strupenih odpadkov znotraj celice in nato znotraj telesa. Ta zadnji postopek zaključi cikel prehrane celic in med vsemi ohranja celoten sistem v stalnem delovanju.