เกิดการแลกเปลี่ยนพลาสติกและพลังงาน เมแทบอลิซึมของพลาสติกในร่างกายสัตว์

ชุดของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในร่างกายเรียกว่าเมแทบอลิซึม แยกแยะ การเผาผลาญพลาสติกและพลังงาน- การสังเคราะห์สารเชิงซ้อนจากสารธรรมดาเรียกว่าแอแนบอลิซึม ไม่งั้นก็แลกพลาสติก การสลายส่วนประกอบทางโภชนาการคือแคแทบอลิซึม อีกชื่อหนึ่งคือการเผาผลาญพลังงาน

ติดต่อกับ

การแลกเปลี่ยนพลาสติกเรียกว่าการดูดซึม สารประกอบเชิงซ้อนที่จำเป็นสำหรับชีวิตนั้นประกอบขึ้นจากสารโมเลกุลต่ำ - โมโนเมอร์ เหตุใดการดูดซึมจึงเรียกว่าวิธีการแลกเปลี่ยนแบบพลาสติก เนื่องจากมีการสังเคราะห์สารประกอบ ทำหน้าที่เป็นวัสดุก่อสร้างสำหรับการสร้างเนื้อเยื่อ

สำคัญ- การดูดซึม (พลาสติก) ทำหน้าที่ผลิตวัสดุก่อสร้างสำหรับการสร้างเนื้อเยื่อ

การดูดซึม ควบคุมโดยเครื่องมือทางพันธุกรรมดังนั้นแต่ละเซลล์จึงสังเคราะห์สารประกอบเกือบจะเหมือนกันซึ่งประกอบด้วย ปฏิกิริยาเคมีต้องใช้พลังงาน สารหลักที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้น ได้แก่ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต เป็นต้น

สิ่งมีชีวิตประเภทต่าง ๆ มีการเผาผลาญและพลังงาน เกิดขึ้นแตกต่างออกไปพืชสีเขียวทำการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยมีการผลิตโมโนแซ็กคาไรด์จาก H2O และคาร์บอนมอนอกไซด์ในแสง สิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์ที่ขาดคลอโรฟิลล์สามารถสังเคราะห์วัสดุก่อสร้างในที่มืดได้ กระบวนการนี้เรียกว่า "การสังเคราะห์ทางเคมี" สัตว์จะได้รับสารอาหารสำเร็จรูปซึ่งจะถูกย่อยสลายเพื่อนำไปแปรรูปต่อไป

สำคัญ!กระบวนการดูดซึมเกิดขึ้นผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง การสังเคราะห์ทางเคมี หรือการสังเคราะห์ทางชีวภาพ

การสังเคราะห์ด้วยแสง

การเผาผลาญพลังงานในเซลล์พืชมีลักษณะอย่างไร การปรากฏตัวของคลอโรฟิลล์ด้วยความช่วยเหลือในการสังเคราะห์แสงดำเนินการตามรูปแบบต่อไปนี้:

ด้วยแสงสว่างสม่ำเสมอ การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นไปไม่ได้- โฟตอนเปิดใช้งานโดยกำจัดออกซิเจนออกจากมันซึ่งรบกวนกระบวนการนี้ ในความมืดปฏิกิริยาการสังเคราะห์เกิดขึ้นพร้อมกับการมีส่วนร่วมของตัวพาพลังงาน - ATP ตามรูปแบบต่อไปนี้:

จากน้ำตาลอย่างง่ายรวมถึงสารประกอบไนโตรเจนอนินทรีย์ กรดอะมิโนถูกสังเคราะห์ขึ้น- คาร์โบไฮเดรตโมเลกุลต่ำส่วนเกินจะถูกสะสมโดยเนื้อเยื่อในรูปของแป้งและไขมัน

สำคัญ!การสังเคราะห์ด้วยแสงต้องใช้ช่วงแสงและช่วงมืดสลับกัน

การสังเคราะห์ทางเคมี

แบคทีเรียได้ปรับตัวเพื่อผลิตพลังงานโดยการกระตุ้นไอออนไฮโดรเจนผ่านปฏิกิริยาทางเคมีกับสารอนินทรีย์ สิ่งมีชีวิตไนตริไฟริ่งสร้างกรดไฮโดรเจนไนตริก:

แบคทีเรียธาตุเหล็กจะเปลี่ยน Fe2+ เป็น Fe3+

ซัลเฟอร์แบคทีเรียสังเคราะห์กรดซัลฟิวริกจากไฮโดรเจนซัลไฟด์:

การเปลี่ยนแปลงของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นโมโนแซ็กคาไรด์เพิ่มเติมเกิดขึ้นตามรูปแบบต่อไปนี้: ระยะมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์โปรตีน

กระบวนการนี้เป็นลักษณะของสัตว์และเชื้อราผู้ที่ได้รับอาหารสำเร็จรูปที่ผ่านกระบวนการแคแทบอลิซึมซึ่งจะกล่าวถึงรายละเอียดเพิ่มเติมด้านล่าง พวกมันสลายโปรตีนที่เข้ามาเป็นกรดอะมิโน เมื่ออยู่ในเซลล์ โมโนเมอร์จะรวมกันในลักษณะที่กำหนดโดยการเข้ารหัสทางพันธุกรรมของนิวเคลียสของเซลล์ ขั้นตอนการแปลที่ซับซ้อนนี้เกิดขึ้นในไรโบโซมโดยมีส่วนร่วมของ RNA

การเผาผลาญพลังงานในเซลล์

Catabolism หรือ dissimilation คือ กระบวนการแยกสารประกอบเชิงซ้อนให้เป็นสารประกอบเชิงเดียวโดยมีส่วนร่วมหรือไม่มีส่วนร่วม ในทั้งสองกรณีพลังงานจะถูกปล่อยออกมาซึ่งสะสมโดยโมเลกุลพลังงานสูง - ATP ซึ่งมีฟอสเฟตตกค้างสามตัว

การแลกเปลี่ยนพลังงานเกิดขึ้นที่ไหน? มันเกิดขึ้นภายในเซลล์และภายนอกเซลล์โดยผ่านขั้นตอนต่อไปนี้:

1. เบื้องต้น;
2. การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน
3. การหายใจระดับเซลล์

ขั้นตอนเบื้องต้น

ระยะนี้เกิดขึ้นในทางเดินอาหาร ผ่านเอนไซม์ย่อยอาหาร สารที่ซับซ้อนจะถูกย่อยสลายเป็นสารง่ายๆ ที่สามารถดูดซึมได้จากท่อลำไส้ โปรตีนจะถูกแตกตัวเป็นกรดอะมิโน คาร์โบไฮเดรตกลายเป็นโมโนแซ็กคาไรด์

แหล่งพลังงานหลักคือกลูโคส ไขมันจะถูกแบ่งออกเป็นกรดคาร์บอกซิลิก เช่นเดียวกับโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ - กลีเซอรอล เมื่อสารอาหารแต่ละชนิดสลายตัวก็จะก่อตัวขึ้น ปริมาณพลังงานไม่เท่ากัน(โต๊ะ)

ระบบการวัดข้ามชาติกำหนดความเข้มข้นของพลังงานของส่วนประกอบอาหารในหน่วยจูล หนึ่ง Kcal เท่ากับ 4.2 KJ ออกซิเดชันของสารใดให้พลังงานมากกว่า? ส่วนประกอบแคลอรี่สูงที่สุดของอาหารคือไขมัน เนื่องจากส่วนใหญ่ประกอบด้วยกรดคาร์บอกซิลิกโมเลกุลสูง ดังนั้น Palmitate (C16 H32 O2) จึงประกอบด้วยออกซิเจน 12.5% ​​และกลูโคส - 53.3 กรดไขมันมีสารออกซิเดชั่นมากกว่า ดังนั้นความเข้มข้นของพลังงานจึงสูงกว่า ดังนั้นปริมาณแคลอรี่ของไขมันจึงเกินคุณค่าทางโภชนาการของโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต 2.25 เท่า

ปริมาณแคลอรี่ของคาร์โบไฮเดรตและโปรตีนต่ำกว่าไขมัน 2.25 เท่า

การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน

ขั้นตอนที่ไม่ได้ผลกำไรในแง่ของการสกัดพลังงานซึ่ง เรียกว่าไกลโคไลซิส- ชื่ออื่นคือออกซิเดชันทางชีวภาพหรือไม่สมบูรณ์ มันเกิดขึ้นได้โดยไม่ต้องใช้ O2 ไฮโดรเจนและมีเทนที่อุดมด้วยพลังงานจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งจะไม่เกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์ กระบวนการเกิดขึ้นแตกต่างกันไปในสิ่งมีชีวิตต่างๆ

ยีสต์ แบคทีเรียบางชนิด และพืชยังผลิตแอลกอฮอล์ อะซิโตน และกรดคาร์บอกซิลิก คุณสมบัตินี้ใช้ในการผลิตแอลกอฮอล์ ชีส และการหมักแป้ง ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นตามสถานการณ์ต่อไปนี้เป็นหลัก:

จุลินทรีย์กรดแลคติคหมักคาร์โบไฮเดรตให้เป็นแลคเตต นี้ ใช้คุณสมบัติของแบคทีเรียสำหรับการผลิตเคเฟอร์ โยเกิร์ต ชีส และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นตามสถานการณ์ต่อไปนี้:

ในเชื้อรา มนุษย์ และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ เมแทบอลิซึมของพลังงานในเซลล์จะแสดงโดยการหมักคาร์โบไฮเดรตเป็นกรดไพรูวิก:

ไกลโคไลซิสทุกประเภทโดยไม่คำนึงถึงผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย จะมาพร้อมกับการปล่อย ATP สองตัวต่อโมเลกุลกลูโคส

การหายใจระดับเซลล์

การเผาผลาญพลังงานในเซลล์ที่มีชีวิตมีลักษณะอย่างไร ภายใต้อิทธิพลของเอ็นไซม์เนื้อเยื่อ ออกซิเจนถูกปล่อยออกมาจากเซลล์เม็ดเลือดแดงแทรกซึมเมมเบรนและเข้าสู่เตาเผาชีวภาพ - ไมโตคอนเดรีย ที่นั่นรองรับการเผาไหม้ที่อุณหภูมิต่ำพร้อมกับการก่อตัวของน้ำและคาร์บอนมอนอกไซด์ เอนไซม์ส่วนหลังจะดึงมันออกจากเซลล์โดยยึดติดกับโมเลกุลฮีโมโกลบิน เซลล์เม็ดเลือดแดงส่งของเสียไปยังปอด โดยที่ก๊าซของเสียจะออกจากร่างกายโดยการหายใจออก

สำหรับ จำเป็นต้องมีการดำเนินการเผาไหม้ทางชีวภาพเอนไซม์ที่ผลิตโดยไลโซโซมรวมถึง ADP - โมเลกุลพลังงานสูงที่มีอนุมูลฟอสเฟตไม่สามตัว แต่มีอนุมูลฟอสเฟตสองตัว

ในการสกัดพลังงาน กลูโคสและแอลกอฮอล์จะถูกแปลงเป็นแลคเตตก่อน การแปลงเพิ่มเติมแสดงโดยสมการด้านล่าง:

ไมโตคอนเดรียสามารถดึงพลังงานจากไพรูเวตโดยการปล่อยโมเลกุล ATP ที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า

ความสัมพันธ์ระหว่างแอแนบอลิซึมและแคแทบอลิซึม

การเผาผลาญปรากฏขึ้น การรวมกันของกระบวนการการสังเคราะห์และความแตกแยก ในร่างกายการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิของร่างกายผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาชีวภาพ - เอนไซม์ หน้าที่ของเมแทบอลิซึมของพลาสติกคือการสังเคราะห์สารประกอบที่จำเป็นสำหรับร่างกาย - โปรตีน, คาร์โบไฮเดรต, ไขมัน, ATP, เอนไซม์และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ การดูดซึมเกิดขึ้นจากการใช้พลังงานซึ่งถูกปล่อยออกมาจากออร์แกเนลล์

สำคัญ!การเผาผลาญของสารและพลังงานเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการดูดซึมและการสลายตัวพร้อมกัน

การเผาผลาญพลาสติกและพลังงาน ชีววิทยาชั้นประถมศึกษาปีที่ 8

การเผาผลาญอาหาร การแลกเปลี่ยนพลังงาน ทำไมเราถึงหายใจ?

บทสรุป

การเผาผลาญเป็นการรวมกันของกระบวนการที่เกิดขึ้นพร้อมกัน - นี่คือการเผาผลาญพลาสติกและพลังงาน การเปลี่ยนแปลงเกือบทั้งหมดเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมหรือออร์แกเนลล์พิเศษของเซลล์ กระบวนการทั้งสองเชื่อมโยงกันและจำเป็นต่อการทำงานของสิ่งมีชีวิต

เพื่อตอบคำถามที่ถูกถามให้แม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ให้เราพิจารณาแนวคิดของ "การเผาผลาญพลาสติกและพลังงาน"

แนวคิดเรื่องการเผาผลาญพลาสติกและพลังงาน

แนวคิดทั้งสองนี้ตามมาจากคำจำกัดความของการเผาผลาญ เมแทบอลิซึมหรือเมแทบอลิซึมคืออัตราของสารประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้นในแต่ละวันในร่างกายของเรา การเผาผลาญประกอบด้วยสององค์ประกอบ: การเผาผลาญพลาสติกและพลังงาน มาดูแนวคิดทั้งสองนี้ให้ละเอียดยิ่งขึ้น:

• เมแทบอลิซึมของพลังงานเป็นกระบวนการเมแทบอลิซึมที่สารอาหารถูกแบ่งออกเป็นสารประกอบที่ง่ายที่สุด การเผาผลาญพลังงานมีหลายขั้นตอน
• เมแทบอลิซึมของพลาสติกเป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในร่างกายซึ่งมีการสังเคราะห์สารเคมีจากสารเชิงซ้อนไปสู่สารเชิงเดี่ยวโดยใช้พลังงาน อีกวิธีหนึ่ง เมแทบอลิซึมของพลาสติกเรียกว่าแอแนบอลิซึม

ขั้นตอนของการเผาผลาญพลังงาน

• ขั้นตอนการเตรียมการ ในระยะนี้เกิดขึ้นในกระเพาะอาหารของมนุษย์ โดยที่โปรตีนภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ประเภทต่างๆ จะแตกตัวเป็นกรดอะมิโนเชิงเดี่ยว และคาร์โบไฮเดรตเป็นโมโนแซ็กคาไรด์
• เวทีแอนแอโรบิก สารประกอบอินทรีย์จะถูกแบ่งออกเป็นสารที่เรียบง่ายและเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น ระยะแอนแอโรบิกสามารถเกิดขึ้นได้ในร่างกายโดยไม่รวมออกซิเจน ระยะนี้เกิดขึ้นเฉพาะในไซโตพลาสซึม
• ระยะแอโรบิกจะต้องเกิดขึ้นเมื่อมีออกซิเจนเข้าร่วมเท่านั้น ในขั้นตอนนี้ ผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมขั้นกลางจะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์แปรรูป

กระบวนการเผาผลาญพลังงานสิ้นสุดลงโดยตรงในเซลล์ กล่าวคือในไมโตคอนเดรีย

ประเภทของการแลกเปลี่ยนพลาสติก

เมแทบอลิซึมของพลาสติกตรงกันข้ามกับกระบวนการพลังงาน เกิดขึ้นในระดับเซลล์เท่านั้น การแลกเปลี่ยนพลาสติกมีสามประเภท:

• การสังเคราะห์ด้วยแสง (ครอบครองโดยพืชและแบคทีเรียเท่านั้น)
• การสังเคราะห์ทางเคมี (ใช้โดยแบคทีเรียบางชนิดโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของออกซิเจน)
• การสังเคราะห์โปรตีนทางชีวภาพ (โปรตีนถูกแลกเปลี่ยนในร่างกายมนุษย์ซึ่งต่อมาถูกเปลี่ยนเป็นกรดอะมิโน)

ดังนั้นเมแทบอลิซึมของพลาสติกและพลังงานจึงมีความเชื่อมโยงถึงกัน การเผาผลาญพลังงานต้องผ่านหลายขั้นตอนและส่วนใหญ่เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรีย และการแลกเปลี่ยนพลาสติกเกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์เท่านั้น

การเผาผลาญพลังงาน หรือการสลายหรือการสลายตัวเกิดขึ้นในไมโตคอนเดรีย ในระหว่างนั้น พลังงานจะถูกปล่อยออกมาในรูปของโมเลกุล ATP และความร้อน ซึ่งกระจายไปทั่วเซลล์/สิ่งมีชีวิต กระบวนการนี้เรียกว่าไกลโคไลซิสและมี 3 ขั้นตอน เมทริกซ์เตรียมการที่ปราศจากออกซิเจนของไมโตคอนเดรีย 2 โมเลกุลของ ATP และกรดไพรูวิกเกิดขึ้นจากกลูโคส ระยะออกซิเจนคือคริสเตของไมโตคอนเดรียเดียวกัน กรดไพรูวิกถูกออกซิไดซ์เป็นออกซิเจนและน้ำ ทำให้เกิดโมเลกุล ATP 36 โมเลกุล

พลาสติก การดูดซึม หรือแอแนบอลิซึม เกิดขึ้นเนื่องจากการสังเคราะห์สารในร่างกาย โปรตีนเป็นหลัก เกิดขึ้นบนไรโบโซม

การเผาผลาญอาหารคือผลรวมของปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดที่เกิดขึ้นในร่างกาย รวมถึงพลังงานและการเผาผลาญพลาสติก ประการแรกคือปฏิกิริยาที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ได้พลังงานเนื่องจากการสลายสารประกอบอินทรีย์เชิงซ้อนให้กลายเป็นสารประกอบที่ง่ายกว่า เรียกอีกอย่างว่าแคแทบอลิซึม เมแทบอลิซึมของพลาสติกเรียกอีกอย่างว่าแอแนบอลิซึม มันเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาที่ร่างกายสังเคราะห์สารเคมีที่ซับซ้อนที่ต้องการจากสารเคมีที่ง่ายกว่าที่ใช้พลังงาน ดังนั้นปรากฎว่าเมื่อสกัดพลังงานผ่านกระบวนการแคแทบอลิซึมร่างกายจึงใช้ส่วนหนึ่งในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ใหม่

การเผาผลาญพลังงาน: คุณสมบัติและขั้นตอน

เมแทบอลิซึมประเภทนี้เกิดขึ้นในสามขั้นตอน: การเตรียมการ การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน หรือไกลโคไลซิส และการหายใจระดับเซลล์ มาดูรายละเอียดเพิ่มเติม:

การแลกเปลี่ยนพลาสติกคืออะไร? คุณสมบัติของมันคืออะไร?

เมื่อพิจารณาถึงกระบวนการแคแทบอลิซึมแล้ว เราก็สามารถอธิบายต่อไปถึงคำอธิบายของแอแนบอลิซึมซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของเมแทบอลิซึม อันเป็นผลมาจากกระบวนการนี้สารถูกสร้างขึ้นจากการสร้างเซลล์และสิ่งมีชีวิตทั้งหมดซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนหรือเอนไซม์ ฯลฯ เมแทบอลิซึมของพลาสติก (หรือที่เรียกว่าการสังเคราะห์ทางชีวภาพหรือแอแนบอลิซึม) เกิดขึ้นในทางตรงกันข้ามกับแคแทบอลิซึมโดยเฉพาะ ในเซลล์ ประกอบด้วยสามสายพันธุ์: การสังเคราะห์ด้วยแสง, การสังเคราะห์ทางเคมีและการสังเคราะห์โปรตีน ชนิดแรกใช้เฉพาะกับพืชและแบคทีเรียสังเคราะห์แสงบางชนิดเท่านั้น สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่าออโตโทรฟเนื่องจากพวกมันผลิตสารประกอบอินทรีย์จากอนินทรีย์ ประการที่สองถูกใช้โดยแบคทีเรียบางชนิด รวมถึงแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนซึ่งไม่ต้องการออกซิเจนในการดำรงชีวิต รูปแบบชีวิตที่ใช้การสังเคราะห์ทางเคมีเรียกว่าเคมีบำบัด สัตว์และเชื้อราเป็นเฮเทอโรโทรฟ - สิ่งมีชีวิตที่ได้รับสารอินทรีย์จากสิ่งมีชีวิตอื่น

การสังเคราะห์ด้วยแสง

นี่เป็นกระบวนการที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตบนโลกจริงๆ ทุกคนรู้ดีว่าพืชดึงคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศและปล่อยออกซิเจนออกมา แต่ลองมาดูสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงกันดีกว่า กระบวนการนี้ดำเนินการผ่านปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของกลูโคสและออกซิเจนจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ปัจจัยที่สำคัญมากคือความพร้อมของพลังงานแสงอาทิตย์ ในระหว่างปฏิกิริยาทางเคมี ออกซิเจน 6 โมเลกุลและกลูโคส 1 โมเลกุลเกิดขึ้นจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ 6 โมเลกุล

กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่ไหน?

ตำแหน่งของปฏิกิริยาประเภทนี้คือใบสีเขียวของพืชหรือคลอโรพลาสต์ที่มีอยู่ในเซลล์ ออร์แกเนลล์เหล่านี้มีคลอโรฟิลล์ซึ่งมีหน้าที่ในการสังเคราะห์แสง สารนี้ยังช่วยให้ใบมีสีเขียวอีกด้วย คลอโรพลาสต์ถูกล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มสองแผ่นและในไซโตพลาสซึมของมันมีกรานา - กองไทลาคอยด์ที่มีเยื่อหุ้มของตัวเองและมีคลอโรฟิลล์

การสังเคราะห์ทางเคมี

การสังเคราะห์ทางเคมียังเป็นการแลกเปลี่ยนพลาสติก มันเป็นเพียงลักษณะเฉพาะของจุลินทรีย์ ได้แก่ แบคทีเรียกำมะถัน ไนตริไฟดิ้ง และธาตุเหล็ก พวกเขาใช้พลังงานที่ได้จากการออกซิเดชั่นของสารบางชนิดเพื่อลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นสารประกอบอินทรีย์ สารที่ถูกออกซิไดซ์โดยแบคทีเรียเหล่านี้ในกระบวนการเผาผลาญพลังงาน ได้แก่ ไฮโดรเจนซัลไฟด์สำหรับสารแรก แอมโมเนียสำหรับสารอย่างหลัง และเฟอร์ริกออกไซด์สำหรับสารอย่างหลัง

การสังเคราะห์โปรตีน

การแลกเปลี่ยนโปรตีนในร่างกายเกี่ยวข้องกับการสลายโปรตีนที่บริโภคเป็นอาหารให้เป็นกรดอะมิโนและการสร้างโปรตีนจากโปรตีนในตัวซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตชนิดนี้ เมแทบอลิซึมของพลาสติกคือการสังเคราะห์โปรตีนโดยเซลล์ ประกอบด้วยกระบวนการหลัก 2 กระบวนการ: การถอดรหัสและการแปลความหมาย

การถอดเสียง

หลายคนรู้จักคำนี้จากบทเรียนภาษาอังกฤษ แต่ในทางชีววิทยาคำนี้มีความหมายแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง การถอดเสียงเป็นกระบวนการสังเคราะห์ Messenger RNA โดยใช้ DNA ตามหลักการเสริมกัน เกิดขึ้นในนิวเคลียสของเซลล์และมีสามขั้นตอน: การสร้างทรานสคริปต์หลัก, การประมวลผลและการต่อ

ออกอากาศ

คำนี้อ้างอิงถึงการถ่ายโอนข้อมูลโครงสร้างโปรตีนที่ถูกเข้ารหัสใน mRNA ไปยังโพลีเปปไทด์ที่สังเคราะห์ สถานที่สำหรับกระบวนการนี้คือไซโตพลาสซึมของเซลล์คือไรโบโซมซึ่งเป็นออร์แกเนลล์พิเศษที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์โปรตีน เป็นออร์แกเนลล์รูปวงรีประกอบด้วยสองส่วนที่เชื่อมต่อกันเมื่อมี mRNA

การออกอากาศเกิดขึ้นในสี่ขั้นตอน ในระยะแรก กรดอะมิโนจะถูกกระตุ้นโดยเอนไซม์พิเศษที่เรียกว่าอะมิโนเอซิล T-RNA synthetase ATP ก็ใช้สำหรับสิ่งนี้เช่นกัน ต่อมาจะเกิดอะมิโนเอซิลอะดีนิเลตขึ้น ตามด้วยกระบวนการรวมกรดอะมิโนที่เปิดใช้งานเข้ากับ RNA ที่ถ่ายโอน และ AMP (อะดีโนซีน โมโนฟอสเฟต) จะถูกปล่อยออกมา จากนั้นในขั้นตอนที่สาม สารเชิงซ้อนที่เกิดขึ้นจะจับกับไรโบโซม ถัดไป กรดอะมิโนจะถูกรวมเข้าไปในโครงสร้างโปรตีนตามลำดับที่แน่นอน หลังจากนั้น tRNA จะถูกปล่อยออกมา

การเผาผลาญอาหาร (การเผาผลาญ)คือชุดของกระบวนการสังเคราะห์และการสลายสารเคมีที่เกิดขึ้นในร่างกายที่เชื่อมโยงถึงกัน นักชีววิทยาแบ่งมันออกเป็นพลาสติก ( แอแนบอลิซึม) และการเผาผลาญพลังงาน ( แคแทบอลิซึม) ซึ่งเชื่อมโยงถึงกัน กระบวนการสังเคราะห์ทั้งหมดต้องใช้สารและพลังงานที่ได้รับจากกระบวนการฟิชชัน กระบวนการย่อยสลายจะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ที่สังเคราะห์ขึ้นระหว่างการเผาผลาญพลาสติก โดยใช้ผลิตภัณฑ์และพลังงานจากการเผาผลาญพลังงาน

สำหรับแต่ละกระบวนการที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต จะใช้คำศัพท์ต่อไปนี้:

แอแนบอลิซึม (การดูดซึม) – การสังเคราะห์โมโนเมอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นจากโมโนเมอร์ที่เรียบง่ายกว่าด้วยการดูดซับและการสะสมพลังงานในรูปแบบของพันธะเคมีในสารสังเคราะห์

แคแทบอลิซึม (การแพร่กระจาย) - การสลายตัวของโมโนเมอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นให้กลายเป็นโมโนเมอร์ที่ง่ายขึ้นด้วยการปล่อยพลังงานและการกักเก็บในรูปแบบของพันธะพลังงานสูงของ ATP

สิ่งมีชีวิตใช้พลังงานแสงและเคมีในการดำรงชีวิต พืชสีเขียว – ออโตโทรฟ - สังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยใช้พลังงานจากแสงแดด แหล่งที่มาของคาร์บอนคือคาร์บอนไดออกไซด์ โปรคาริโอตออโตโทรฟิกจำนวนมากได้รับพลังงานในกระบวนการนี้ การสังเคราะห์ทางเคมี– ออกซิเดชันของสารประกอบอนินทรีย์ สำหรับพวกเขา แหล่งพลังงานอาจเป็นสารประกอบของซัลเฟอร์ ไนโตรเจน และคาร์บอน เฮเทอโรโทรฟ ใช้แหล่งคาร์บอนอินทรีย์เช่น กินอินทรียวัตถุสำเร็จรูป ในบรรดาพืชนั้นอาจมีพืชที่กินแบบผสมกัน ( มิกซ์โซโทรฟิก) - หยาดน้ำค้าง, กาบหอยวีนัสหรือแม้แต่ราฟเฟิลเซียแบบเฮเทอโรโทรฟิก ในบรรดาตัวแทนของสัตว์เซลล์เดียว ยูกลีนาสีเขียวถือเป็นมิกซ์โซโทรฟ

เอนไซม์ ลักษณะทางเคมี มีบทบาทต่อกระบวนการเมแทบอลิซึม- เอนไซม์มักเป็นโปรตีน - ตัวเร่งปฏิกิริยา คำว่า "เฉพาะเจาะจง" หมายความว่าวัตถุที่เกี่ยวข้องกับคำนี้ใช้มีคุณสมบัติ คุณสมบัติ และคุณลักษณะเฉพาะตัว เอนไซม์แต่ละตัวมีลักษณะดังกล่าว เนื่องจากตามกฎแล้ว มันจะกระตุ้นปฏิกิริยาบางประเภท ไม่มีปฏิกิริยาทางชีวเคมีเพียงครั้งเดียวในร่างกายเกิดขึ้นหากปราศจากการมีส่วนร่วมของเอนไซม์ ความจำเพาะของโมเลกุลของเอนไซม์อธิบายได้จากโครงสร้างและคุณสมบัติของมัน โมเลกุลของเอนไซม์มีศูนย์กลางที่แอคทีฟซึ่งมีการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ซึ่งสอดคล้องกับการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของสารที่เอนไซม์ทำปฏิกิริยากัน เมื่อจดจำสารตั้งต้นได้แล้ว เอนไซม์จะทำปฏิกิริยากับมันและเร่งการเปลี่ยนแปลง

เอนไซม์กระตุ้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีทั้งหมด หากไม่มีส่วนร่วม อัตราของปฏิกิริยาเหล่านี้จะลดลงหลายแสนครั้ง ตัวอย่างรวมถึงปฏิกิริยาต่างๆ เช่น การมีส่วนร่วมของ RNA polymerase ในการสังเคราะห์ mRNA บน DNA, ผลของยูเรียต่อยูเรีย, บทบาทของ ATP synthetase ในการสังเคราะห์ ATP และอื่นๆ โปรดทราบว่าเอนไซม์หลายชนิดมีชื่อที่ลงท้ายด้วย "aza"

กิจกรรมของเอนไซม์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อม และปริมาณของสารตั้งต้นที่เอนไซม์ทำปฏิกิริยาด้วย เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น กิจกรรมของเอนไซม์จะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามสิ่งนี้เกิดขึ้นได้ถึงขีดจำกัดบางประการเพราะว่า ที่อุณหภูมิสูงเพียงพอ โปรตีนจะสลายตัว สภาพแวดล้อมที่เอนไซม์สามารถทำงานได้แตกต่างกันไปในแต่ละกลุ่ม มีเอนไซม์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือเป็นกรดเล็กน้อย หรือในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างหรือเป็นด่างเล็กน้อย ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด เอนไซม์น้ำย่อยจะทำงานในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างเล็กน้อย เอนไซม์จากน้ำในลำไส้จะทำงาน เอนไซม์ย่อยอาหารตับอ่อนทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง เอนไซม์ส่วนใหญ่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง

การเผาผลาญจะดำเนินการอย่างต่อเนื่องในเซลล์ (การเผาผลาญ)- การเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่หลากหลายเพื่อให้แน่ใจว่าพวกมันจะเติบโต กิจกรรมที่สำคัญ การติดต่อและการแลกเปลี่ยนกับสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากกระบวนการเมแทบอลิซึม โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และสารอื่นๆ ที่ประกอบเป็นเซลล์จึงถูกทำลายและสังเคราะห์อย่างต่อเนื่อง

เมแทบอลิซึมประกอบด้วยกระบวนการสองกระบวนการที่เชื่อมโยงถึงกันที่เกิดขึ้นพร้อมกันในร่างกาย - พลาสติกและ การแลกเปลี่ยนพลังงาน.

ปฏิกิริยาของพลาสติกปฏิกิริยาของพลาสติกและเมแทบอลิซึมของพลังงานนั้นเชื่อมโยงกันและในความสามัคคีของพวกมันทำให้เกิดเมแทบอลิซึมและการเปลี่ยนแปลงของพลังงานในแต่ละเซลล์และในร่างกายโดยรวม

แลกพลาสติก

สาระสำคัญของการเผาผลาญพลาสติกคือสารในเซลล์เกิดขึ้นจากสารธรรมดาที่เข้าสู่เซลล์จากภายนอก ให้เราพิจารณากระบวนการนี้โดยใช้ตัวอย่างการก่อตัวของสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญที่สุดของเซลล์ - โปรตีน

การสังเคราะห์โปรตีนซึ่งเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนหลายขั้นตอนเกี่ยวข้องกับ DNA, mRNA, tRNA, ไรโบโซม, ATP และเอนไซม์ต่างๆ ระยะเริ่มต้นของการสังเคราะห์โปรตีนคือการก่อตัวของสายโซ่โพลีเปปไทด์จากกรดอะมิโนแต่ละตัวที่จัดเรียงในลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด บทบาทหลักในการกำหนดลำดับของกรดอะมิโน ได้แก่ โครงสร้างหลักของโปรตีนเป็นของโมเลกุลดีเอ็นเอ ลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนถูกกำหนดโดยลำดับของนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุล DNA

การสังเคราะห์โปรตีนดำเนินการกับไรโบโซม และข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีนจะถูกเข้ารหัสใน DNA ที่อยู่ในนิวเคลียส ในการที่จะสังเคราะห์โปรตีนได้ ข้อมูลเกี่ยวกับลำดับของกรดอะมิโนในโครงสร้างปฐมภูมิจะต้องถูกส่งไปยังไรโบโซม กระบวนการนี้ประกอบด้วยสองขั้นตอน: การถอดเสียงและการแปล

การถอดเสียง(ตามตัวอักษร - การเขียนใหม่) ดำเนินการตามปฏิกิริยาของการสังเคราะห์เมทริกซ์ บนสายโซ่ DNA เช่นเดียวกับบนเทมเพลต ตามหลักการของการเสริมกัน สายโซ่ mRNA จะถูกสังเคราะห์ ซึ่งในลำดับนิวคลีโอไทด์ของมันคัดลอก (ส่วนเสริม) สายโซ่โพลีนิวคลีโอไทด์ของ DNA อย่างแน่นอน และไทมีนใน DNA สอดคล้องกับ uracil ใน RNA Messenger RNA ไม่ใช่สำเนาของโมเลกุล DNA ทั้งหมด แต่เพียงบางส่วนเท่านั้น - ยีนเดียวที่นำข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีนที่จำเป็นต้องประกอบ

ขั้นต่อไปเริ่มต้นขึ้น การสังเคราะห์ทางชีวภาพ- การแปล: การประกอบสายโซ่โพลีเปปไทด์บนเมทริกซ์ mRNA เมื่อโมเลกุลโปรตีนถูกประกอบเข้าด้วยกัน ไรโบโซมจะเคลื่อนที่ไปตามโมเลกุล mRNA และมันจะเคลื่อนที่ได้ไม่ราบรื่น แต่เป็นทริปเล็ตต่อเนื่องกันเป็นทริปเล็ต ขณะที่ไรโบโซมเคลื่อนที่ไปตามโมเลกุล mRNA กรดอะมิโนที่สอดคล้องกับแฝดสามของ mRNA จะถูกส่งมาที่นี่โดยใช้ tRNA ในแต่ละแฝดที่ไรโบโซมหยุดการเคลื่อนที่ไปตามโมเลกุล mRNA ที่เป็นเส้นใยนั้น tRNA จะถูกแนบในลักษณะเสริมกันอย่างเคร่งครัด ในกรณีนี้ กรดอะมิโนที่จับกับ tRNA จะจบลงที่ศูนย์กลางแอคทีฟของไรโบโซม ที่นี่ เอนไซม์ไรโบโซมชนิดพิเศษจะแยกกรดอะมิโนออกจาก tRNA และจับกับกรดอะมิโนตัวก่อนหน้า หลังจากการติดตั้งกรดอะมิโนตัวแรก ไรโบโซมจะเคลื่อนที่สามแฝดหนึ่ง และ tRNA ออกจากกรดอะมิโนจะย้ายเข้าสู่ไซโตพลาสซึมหลังจากกรดอะมิโนตัวถัดไป เมื่อใช้กลไกนี้ สายโปรตีนจะถูกสร้างขึ้นทีละขั้นตอน กรดอะมิโนจะถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างเคร่งครัดตามตำแหน่งของการเข้ารหัสแฝดในสายโซ่ของโมเลกุล mRNA ยิ่งไรโบโซมเคลื่อนที่ไปตาม mRNA มากเท่าไร ส่วนของโมเลกุลโปรตีนก็จะ “ประกอบกัน” มากขึ้นเท่านั้น เมื่อไรโบโซมไปถึงปลายอีกด้านของ mRNA การสังเคราะห์จะเสร็จสมบูรณ์ โมเลกุลโปรตีนเส้นใยแยกออกจากไรโบโซม โมเลกุล mRNA สามารถใช้ซ้ำๆ เพื่อสังเคราะห์โพลีเปปไทด์ได้ เช่นเดียวกับไรโบโซม โมเลกุล mRNA หนึ่งโมเลกุลสามารถมีไรโบโซมได้หลายตัว (โพลีไรโบโซม) จำนวนของพวกเขาถูกกำหนดโดยความยาวของ mRNA

การสังเคราะห์โปรตีน- กระบวนการหลายขั้นตอนที่ซับซ้อน แต่ละลิงก์ถูกเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์บางชนิดและให้พลังงานโดยโมเลกุล ATP

การเผาผลาญพลังงาน

กระบวนการที่ตรงข้ามกับการสังเคราะห์คือการสลาย - ชุดของปฏิกิริยาการแยก ผลจากการสลายตัว พลังงานที่มีอยู่ในพันธะเคมีของสารอาหารจะถูกปล่อยออกมา เซลล์ใช้พลังงานนี้เพื่อทำงานต่างๆ รวมถึงการดูดซึม เมื่อสารอาหารถูกทำลาย พลังงานจะถูกปล่อยออกมาเป็นระยะโดยมีส่วนร่วมของเอนไซม์จำนวนหนึ่ง โดยทั่วไปการเผาผลาญพลังงานจะแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน

ขั้นแรก- เตรียมการ ในขั้นตอนนี้ สารประกอบอินทรีย์โมเลกุลสูงที่ซับซ้อนจะถูกย่อยสลายด้วยเอนไซม์โดยการไฮโดรไลซิสให้เป็นสารประกอบที่ง่ายกว่า - โมโนเมอร์ที่ใช้ประกอบขึ้น: โปรตีน - เป็นกรดอะมิโน, คาร์โบไฮเดรต - เป็นโมโนแซ็กคาไรด์ (กลูโคส), กรดนิวคลีอิก - เป็นนิวคลีโอไทด์ ฯลฯ ในขั้นตอนนี้ พลังงานจำนวนเล็กน้อยจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งกระจายไปในรูปของความร้อน

ระยะที่สอง- ปราศจากออกซิเจนหรือแบบไม่ใช้ออกซิเจน เรียกอีกอย่างว่าการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน (ไกลโคไลซิส) หรือการหมัก ไกลโคไลซิสเกิดขึ้นในเซลล์สัตว์ มีลักษณะเป็นขั้นตอนการมีส่วนร่วมของเอนไซม์ที่แตกต่างกันมากกว่าหนึ่งโหลและการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ระดับกลางจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น ในกล้ามเนื้อ ซึ่งเป็นผลมาจากการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน โมเลกุลของกลูโคส 6 คาร์บอนจะแตกตัวออกเป็น 2 โมเลกุลของกรดไพรูวิก (C3H403) ซึ่งต่อมาถูกรีดิวซ์เป็นกรดแลคติค (C3H603) กรดฟอสฟอริกและ ADP มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ การแสดงออกโดยรวมของกระบวนการมีดังนี้:

C6H1 206+ 2H3P04+ 2ADP -» 2C3H603+ 2ATP + 2H20.

ในระหว่างฟิชชัน พลังงานประมาณ 200 กิโลจูลจะถูกปล่อยออกมา พลังงานส่วนหนึ่ง (ประมาณ 80 กิโลจูล) ถูกใช้ไปกับการสังเคราะห์โมเลกุล ATP สองตัว เนื่องจากพลังงาน 40% ถูกเก็บไว้ในรูปแบบของพันธะเคมีในโมเลกุล ATP พลังงานที่เหลืออีก 120 กิโลจูล (มากกว่า 60%) กระจายไปเป็นความร้อน กระบวนการนี้ไม่ได้ผล

ในระหว่างการหมักแอลกอฮอล์ จากกลูโคสหนึ่งโมเลกุลอันเป็นผลมาจากกระบวนการหลายขั้นตอน ในที่สุดเอทิลแอลกอฮอล์สองโมเลกุลและคาร์บอนไดออกไซด์สองโมเลกุลก็ถูกสร้างขึ้นในที่สุด

C6H1206+ 2H3P04+ 2ADP -> 2C2H5OH ++ 2C02+ 2ATP + 2H20.

ในกระบวนการนี้ พลังงานที่ส่งออก (ATP) จะเหมือนกับในไกลโคไลซิส กระบวนการหมักเป็นแหล่งพลังงานสำหรับสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจน

ขั้นตอนที่สาม- ออกซิเจน หรือการหายใจแบบใช้ออกซิเจน หรือการแยกออกซิเจน ในขั้นตอนของการเผาผลาญพลังงานนี้ การสลายสารอินทรีย์ที่เกิดขึ้นในขั้นตอนก่อนหน้าจะเกิดขึ้นโดยการออกซิไดซ์สารเหล่านั้นด้วยออกซิเจนในบรรยากาศให้เป็นสารอนินทรีย์ธรรมดาซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย - CO2 และ H20 การหายใจด้วยออกซิเจนจะมาพร้อมกับการปล่อยพลังงานจำนวนมาก (ประมาณ 2,600 กิโลจูล) และการสะสมในโมเลกุล ATP

โดยสรุป สมการการหายใจแบบใช้ออกซิเจนมีลักษณะดังนี้

2C3H603+ 602+ 36ADP -» 6C02+ 6H20 + 36ATP + 36H20.

ดังนั้นในระหว่างการออกซิเดชันของกรดแลคติคสองโมเลกุลจะเกิดโมเลกุล ATP ที่ใช้พลังงานมาก 36 โมเลกุลเนื่องจากพลังงานที่ปล่อยออกมา ดังนั้นการหายใจแบบใช้ออกซิเจนจึงมีบทบาทสำคัญในการให้พลังงานแก่เซลล์

แลกพลาสติก(แอแนบอลิซึม, การดูดซึม) - ผลรวมของปฏิกิริยาทั้งหมดของการสังเคราะห์ทางชีววิทยา สารเหล่านี้ใช้ในการสร้างออร์แกเนลล์ของเซลล์และสร้างเซลล์ใหม่ในระหว่างการแบ่งตัว การแลกเปลี่ยนพลาสติกมักมาพร้อมกับการดูดซึมพลังงาน

การเผาผลาญพลังงาน(แคแทบอลิซึม, การสลายตัว) - ชุดของปฏิกิริยาของการสลายสารอินทรีย์โมเลกุลสูงที่ซับซ้อน - โปรตีน, กรดนิวคลีอิก, ไขมัน, คาร์โบไฮเดรตให้กลายเป็นสารที่เรียบง่ายและโมเลกุลต่ำ สิ่งนี้จะปล่อยพลังงานที่มีอยู่ในพันธะเคมีของโมเลกุลอินทรีย์ขนาดใหญ่ พลังงานที่ปล่อยออกมาจะถูกเก็บไว้ในรูปของพันธะฟอสเฟตที่มีพลังงานสูงของ ATP

สิ่งมีชีวิตสามารถกำหนดได้ว่าเป็นระบบเคมีกายภาพที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมในสภาวะนิ่ง

แนวคิดที่ว่าความคงตัวของสภาพแวดล้อมภายในทำให้เกิดสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชีวิตและการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตนั้น แสดงออกครั้งแรกในปี พ.ศ. 2400 โดยนักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศส คล็อด เบอร์นาร์ด ในปี 1932 นักสรีรวิทยาชาวอเมริกัน วอลเตอร์ แคนนอน ได้บัญญัติศัพท์นี้ขึ้นมา สภาวะสมดุล (จากภาษากรีก homoios - เหมือนกัน ภาวะหยุดนิ่ง - สถานะ) เพื่อกำหนดกลไกที่รักษา "ความมั่นคงของสภาพแวดล้อมภายใน" หน้าที่ของกลไกสภาวะสมดุลคือรักษาเสถียรภาพของสภาพแวดล้อมของเซลล์และด้วยเหตุนี้จึงรับประกันความเป็นอิสระของสิ่งมีชีวิตจากสภาพแวดล้อมภายนอก - เท่าที่กลไกเหล่านี้มีประสิทธิภาพ. ความเป็นอิสระจากสภาพแวดล้อมเป็นตัวบ่งชี้ความสำเร็จในชีวิต และบนพื้นฐานนี้ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นชนชั้นที่ประสบความสำเร็จ พวกเขาสามารถรักษาระดับกิจกรรมที่ค่อนข้างคงที่แม้จะมีความผันผวนในสภาวะภายนอก

เพื่อให้แน่ใจว่ากิจกรรมของร่างกายมีความเสถียรไม่มากก็น้อย จำเป็นต้องมีการควบคุมในทุกระดับ ตั้งแต่ระดับโมเลกุลจนถึงระดับประชากร สิ่งนี้ต้องการการใช้กลไกทางชีวเคมี สรีรวิทยา และพฤติกรรมที่หลากหลายที่เหมาะสมที่สุดกับระดับความซับซ้อนและวิถีชีวิตของสายพันธุ์ และในแง่ทั้งหมดนี้ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีความพร้อมมากกว่าโปรโตซัว

สภาพแวดล้อมภายในของร่างกายและกฎระเบียบสามารถพิจารณาได้สองระดับ - ในระดับเซลล์และระดับเนื้อเยื่อ

ด้วยความช่วยเหลือของระบบทางเดินหายใจและระบบไหลเวียนโลหิตทำให้ระดับออกซิเจนคาร์บอนไดออกไซด์และสารเมตาบอไลต์คงที่ในสภาพแวดล้อมภายในของร่างกายได้รับการควบคุม

การควบคุมอุณหภูมิ

อบอุ่น- พลังงานรูปแบบหนึ่งที่มีความสำคัญมากต่อการบำรุงรักษาระบบการดำรงชีวิต ระบบสิ่งมีชีวิตทั้งหมดต้องการความร้อนอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันการเสื่อมสลายและการเสียชีวิต แหล่งความร้อนหลักสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดคือพลังงานแสงอาทิตย์ รังสีดวงอาทิตย์จะกลายเป็นแหล่งความร้อนจากภายนอก (อยู่นอกร่างกาย) ในทุกกรณีเมื่อมันตกบนร่างกายและถูกดูดซับไว้ ความแรงและธรรมชาติของผลกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์และเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดสภาพภูมิอากาศของภูมิภาค ในทางกลับกัน สภาพภูมิอากาศเป็นตัวกำหนดความมีอยู่และความอุดมสมบูรณ์ของพันธุ์พืชและสัตว์ในพื้นที่ที่กำหนด

สัตว์ทุกตัวได้รับความร้อนจากสองแหล่ง - โดยตรงจากสภาพแวดล้อมภายนอกและจากสารเคมีที่สลายตัวในเซลล์ นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้ค่อนข้างคงที่โดยไม่คำนึงถึงสภาพแวดล้อม พวกเขาถูกเรียกว่า โฮมเธียเตอร์หรือเลือดอุ่น ในทางตรงกันข้าม สัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์มีกระดูกสันหลังชั้นล่างทุกชนิดจะมีอุณหภูมิร่างกายต่ำกว่า เนื่องจากไม่สามารถรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ได้ . เนื่องจากสัตว์เหล่านี้มีอยู่เนื่องจากแหล่งความร้อนภายในจึงถูกเรียกว่า ดูดความร้อน