Metabolizm, Anabolizm, Katabolizm, Fotosynteza, Fazy przemian, Wymiana gazowa, Oddychanie tlenowe i beztlenowe itp.

Metabolizm przemiana materii i energii. Ogół procesów chemicznych i energetycznych zachodzących w organizmach.
Reakcje metaboliczne zachodzą przy udziale enzymów. Intensywność tych procesów zależy od:
- temperatury otoczenia
- wieku organizmu
- aktywności życiowej
Anabolizm to reakcje syntez związków bardziej złożonych z prostszych, wymagające dostarczenia energii. Energia ta umożliwia podniesienie poziomu energetycznego związków w czasie procesu chemicznego. Powstający w ten sposób produkt rekcji zawiera większą ilość energii, niż substraty. Dostarczona energia zostaje zmagazynowana w postaci wiązań chemicznych.
Katabolizm to reakcje chemiczne, podczas których następuje obniżanie poziomu energetycznego substratów w wyniku ich rozkładu na związki proste, oraz wydzielana jest energia. Uwolniona energia wyzwala się podczas rozrywania wiązań wysokoenergetycznych substratów.
Enzymy substancje białkowe, służące jako regulatory przebiegu procesów życiowych.
Enzymy posiadają następujące cechy:
= obniżają energię katalizowanych reakcji, tzw. energię aktywacji
= ponadto działają na ściśle określone substraty – jest to tzw. działanie enzymów
= nie mają one wpływu na równowagę reakcji
= wykazują dużą aktywność kataboliczną (przyśpieszają wielokrotnie reakcje chemiczne)
= warunkują większą skuteczność przebiegu reakcji, nadają kierunek reakcjom
Fotosynteza to złożone reakcje syntezy związków organicznych z prostych substancji nieorganicznych (CO2 , H2O), odbywające się z wykorzystaniem energii świetlnej. W procesie tym powstają związki mniej utlenione, a tym samym bogatsze w energię. Im bardziej zredukowany jest związek (im więcej zawiera atomów H), tym ma wyższą wartość energetyczną. Głównym związkiem powstającym w wyniku redukcji CO2 są cukry. Reakcja fotosyntezy ma postać następującego równania: 6CO2 + 6H2O→C6H12O6 + 6O2
Fotosynteza przebiega w chloroplastach. Można wyróżnić w niej fazę jasną (zachodząca w granach chloroplastu) i fazę ciemną (zachodzącą w stromie chloroplastów).
Organizmy dzielą się na: autotrofy (samożywne) i heterotrofy (cudzożywne).
Autotrofy dzielą się na fotoautotrofy (rośliny) i chemoautotrofy: niektóre bakterie purpurowe.
Heterotrofy gotowe związki organiczne.
Barwniki fotosyntetyczne:
= chlorofile (magnez do powstania)
= karotenoidy bakteriochlorofil => fikocyjanina i fikoerytyna
Faza jasna zwana fazą przemian energii, energia świetlna zostaje zamieniona na energię przemian chemicznych zgromadzona wiązaniem rzadko energetycznym.
Proces ładowania energii fotoryzacja, powstaje ATP.
Podczas fazy pierwszej powstaje siła asymilacyjna: ATP oraz WAP H2. Następuje także fotoliza wody czyli rozbicie wody pod wpływem światła. Faza pierwsza następuje w chloroplastach.
Faza druga jest nie zależna od światła. Światło jest niekonieczne, w fazie przemian substancji wykorzystywana jest siła asymilacyjna z pierwszej fazy.
Faza druga to skład 23 etapów – karboksylacja (przyłączanie CO2 z akceptorem). W wyniku czego powstaje kwas trzeci fosfoglicerynowy.
- redukacja – siła asymilacyjna powstaje aldehyd trzyfosfoglicerynowy.
- reneperacja – powstają produkty fotosyntezy.
Oddychanie – utlenianie biologiczne, odłączanie atomu wodoru bądź elektronów od substratu organicznego czemu towarzyszy wydzielanie energii i magazynowanie w postaci ATP.
Donor – ulega utlenianiu gdy związek chemiczny traci elektrony czemu towarzyszy utrata jonów H+, traci energię.
Akceptor – ulega redukcji, jeżeli związek chemiczny zyskuje elektrony, czyli zyskuje H+, otrzymuje energię.
Wymiana gazowa - dostarczanie tlenu do organizmów, aby ze związku organicznego uzyskać energię potrzebną do wykorzystania każdej czynności życiowej.
Wymiana gazowa bezpośrednia – całą powierzchnią ciała, np. stułbia, dżdżownica, jamochłony.Skrzela – typowe dla zwierząt wodnych. Płuca – lądowe, płazy, ssaki, zwiększenie powierzchni wymiany gazowej.
Mitochondria – struktury występujące w cytoplazmie, w których odbywa się oddychanie komórkowe.
Oddychanie beztlenowe – to rodzaj oddychania komórkowego, podczas którego akceptorami wodoru są związki organiczne, a nie tlen.
Oddychanie tlenowe – to rodzaj oddychania komórkowego, podczas którego do utleniania substancji organicznych jest wykorzystywany tlen atmosferyczny.
Etapy oddychania tlenowego:
1). Glikoliza etap ten zachodzi w cytoplazmie komórki, jest to proces przemiany glukozy w kwas pirogronowy. U form beztlenowych kwas pirogronowy przekształca się w alkohol lub kwas oraz energię. U form tlenowych kwas pirogronowy bierze udział w dalszych etapach oddychania. W procesie tym powstają cząsteczki ATP i 2 cząsteczki NADH2.
2). Cykl Krebsa etap ten zachodzi w mitochondriach, w procesie przejściowym zwanym oksydacyjno dekarboksylacją, ostatnim produktem jest związek chemiczny czyli acetyloCoA. (acetylokoenzym A). AcetyloCoA jest to wyjściowy związek do cyklu Kresa. W czasie tego cyklu następuje utlenianie acetyloCoA do dwutlenku węgla.
3). Łańcuch węglowy etap ten zachodzi w mitochondriach, podczas tego etapu następuje wędrówka elektronów i wyzwala się energia. Elektrony wychwytywane są przez tlen i powstaje woda.
C6H12O6 + 6O2→CO2 + 6H2O
Przemiany aminokwasów polegają na przyłaczniu bądź odłączaniu grupy aminowej.
Amoniak ulega dalszym przemianom bądź zostaje wydalony.
Podział organizmów ze względu na rodzaj wydalanego związku azotowego:
I amoniak w dużej wielkości wydalają zwierzęta wodne, np. ryby, gady – krokodyle, żółwie wodne, skorupiaki, płazy – żaby => kijanka.
II mocznik u ssaków powstaje w cyklu mocznikowym w komórkach wątroby u ssaków, gdzie jest dużo mitochondrium.
Mocznik charakteryzuje się:
= substancja średnioszkodliwa
= średnio się rozpuszcza, np. żółw błotny
III kwas moczowy bardzo słabo rozpuszcza się w wodzie, jest najmniej toksyczny. Musi być dużo energii, zwierzęta, np. ptaki, węże lądowe.

Oddychanie tlenowe:
Substraty: związki organiczne
Produkty: dwutlenek węgla, woda, energia
Ilość energii: dużo
Lokalizacja: cytoplazma, mitochondrium

Oddychanie beztlenowe:
Substraty: związki organiczne
Produkty: alkohole, kwasy
Ilość energii: mało
Lokalizacja: cytoplazma