6.0: Прелюдія до метаболізму

Last updated
Save as PDF

Page ID: 1765

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Практично кожне завдання, яке виконують живі організми, вимагає енергії. Енергія потрібна для виконання важкої праці та фізичних вправ, але люди також використовують велику кількість енергії під час мислення, і навіть під час сну. Насправді живі клітини кожного організму постійно використовують енергію. Поживні речовини та інші молекули імпортуються, метаболізуються (розщеплюються) і, можливо, синтезуються в нові молекули, модифікуються при необхідності, транспортуються навколо клітини і можуть бути розподілені по всьому організму. Наприклад, великі білки, що входять до складу м'язів, активно будуються з більш дрібних молекул. Складні вуглеводи розщеплюються на прості цукру, які клітина використовує для отримання енергії. Подібно до того, як енергія потрібна як для побудови, так і для знесення будівлі, енергія потрібна як для синтезу, так і для розпаду молекул. Крім того, сигнальні молекули, такі як гормони та нейромедіатори, транспортуються між клітинами. Патогенні бактерії і віруси потрапляють в організм і розщеплюються клітинами. Клітини також повинні експортувати відходи та токсини, щоб залишатися здоровими, і багато клітин повинні плавати або переміщати навколишні матеріали за допомогою руху клітинних придатків, таких як вії та джгутики.

На цьому фото колібрі п'є з годівниці. — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Колібрі потрібна енергія для підтримки тривалих періодів польоту. Птах отримує свою енергію від прийому їжі та перетворення поживних речовин у енергію через низку біохімічних реакцій. Льотні м'язи у птахів надзвичайно ефективні у виробництві енергії. (Кредит: модифікація роботи Кори Занкера)

Перераховані вище клітинні процеси вимагають стійкого надходження енергії. Звідки і в якій формі приходить ця енергія? Як живі клітини отримують енергію, і як вони її використовують? У цій главі будуть розглянуті різні форми енергії і фізичні закони, які регулюють передачу енергії. У цій главі також буде описано, як клітини використовують енергію і поповнюють її, і як хімічні реакції в клітині відбуваються з великою ефективністю.