معلومة

3.5: النفايات النيتروجينية - علم الأحياء

3.5: النفايات النيتروجينية - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

مهارات التطوير

  • قارن وقارن بين الطريقة التي يمكن بها للحيوانات المائية والحيوانات البرية التخلص من الأمونيا السامة من أنظمتها
  • قارن المنتج الثانوي لاستقلاب الأمونيا في الحيوانات الفقارية بتلك الموجودة في الطيور والحشرات والزواحف

من بين الجزيئات الأربعة الرئيسية في الأنظمة البيولوجية ، تحتوي كل من البروتينات والأحماض النووية على النيتروجين. أثناء هدم الجزيئات المحتوية على النيتروجين أو انهيارها ، يتم استخراج الكربون والهيدروجين والأكسجين وتخزينه في شكل كربوهيدرات ودهون. يتم إخراج النيتروجين الزائد من الجسم. تميل النفايات النيتروجينية إلى تكوين الأمونيا السامة ، مما يرفع درجة الحموضة في سوائل الجسم. يتطلب تكوين الأمونيا نفسها طاقة على شكل ATP وكميات كبيرة من الماء لتخفيفها من النظام البيولوجي. تميل الحيوانات التي تعيش في البيئات المائية إلى إطلاق الأمونيا في الماء. يقال إن الحيوانات التي تفرز الأمونيا تكون من إنتاج الأمونيا. طورت الكائنات الأرضية آليات أخرى لإفراز النفايات النيتروجينية. يجب على الحيوانات إزالة سموم الأمونيا عن طريق تحويلها إلى شكل غير سام نسبيًا مثل اليوريا أو حمض البوليك. تنتج الثدييات ، بما في ذلك البشر ، اليوريا ، بينما تنتج الزواحف والعديد من اللافقاريات الأرضية حمض اليوريك. تسمى الحيوانات التي تفرز اليوريا كمواد نفايات نيتروجينية أولية بالحيوانات اليورية.

النفايات النيتروجينية في الحيوانات الأرضية: دورة اليوريا

دورة اليوريا هي الآلية الأساسية التي تحول الثدييات من خلالها الأمونيا إلى اليوريا. تصنع اليوريا في الكبد وتفرز في البول. التفاعل الكيميائي الكلي الذي يتم من خلاله تحويل الأمونيا إلى يوريا هو 2 NH3 (الأمونيا) + CO2 + 3 ATP + H2O → H.2N-CO-NH2 (يوريا) + 2 ADP + 4 صأنا + AMP.

تستخدم دورة اليوريا خمس خطوات وسيطة ، محفزة بخمسة إنزيمات مختلفة ، لتحويل الأمونيا إلى يوريا ، كما هو موضح في الشكل ( PageIndex {1} ). يتم تحويل الحمض الأميني L-ornithine إلى مواد وسيطة مختلفة قبل أن يتم تجديده في نهاية دورة اليوريا. ومن ثم ، يشار إلى دورة اليوريا أيضًا باسم دورة الأورنيثين. يحفز إنزيم ornithine transcarbamylase خطوة رئيسية في دورة اليوريا ويمكن أن يؤدي نقصه إلى تراكم مستويات سامة من الأمونيا في الجسم. تحدث أول تفاعلين في الميتوكوندريا وتحدث التفاعلات الثلاثة الأخيرة في العصارة الخلوية. يستخدم تركيز اليوريا في الدم ، والذي يسمى نيتروجين اليوريا في الدم أو BUN ، كمؤشر لوظيفة الكلى.

اتصال التطور

إخراج المخلفات النيتروجينية

تقترح نظرية التطور أن الحياة بدأت في بيئة مائية. ليس من المستغرب أن نرى أن المسارات البيوكيميائية مثل دورة اليوريا قد تطورت للتكيف مع البيئة المتغيرة عندما تطورت أشكال الحياة الأرضية. ربما أدت الظروف الجافة إلى تطور مسار حمض البوليك كوسيلة للحفاظ على المياه.

النفايات النيتروجينية في الطيور والزواحف: حمض اليوريك

تقوم الطيور والزواحف ومعظم المفصليات الأرضية بتحويل الأمونيا السامة إلى حمض اليوريك أو مركب الجوانين (ذرق الطائر) بدلاً من اليوريا. تشكل الثدييات أيضًا بعض حمض اليوريك أثناء تكسير الأحماض النووية. حمض اليوريك مركب مشابه للبيورينات الموجودة في الأحماض النووية. إنه غير قابل للذوبان في الماء ويميل إلى تكوين معجون أو مسحوق أبيض ؛ تفرز عن طريق الطيور والحشرات والزواحف. يتطلب تحويل الأمونيا إلى حمض اليوريك مزيدًا من الطاقة وهو أكثر تعقيدًا بكثير من تحويل الأمونيا إلى اليوريا الشكل ( PageIndex {2} ).

اتصال يومي

النقرس

تستخدم الثدييات بلورات حمض اليوريك كمضاد للأكسدة في خلاياها. ومع ذلك ، يميل الكثير من حمض اليوريك إلى تكوين حصوات في الكلى وقد يتسبب أيضًا في حالة مؤلمة تسمى النقرس ، حيث تتراكم بلورات حمض اليوريك في المفاصل ، كما هو موضح في الشكل ( PageIndex {3} ). تساعد الخيارات الغذائية التي تقلل من كمية القواعد النيتروجينية في النظام الغذائي على تقليل خطر الإصابة بالنقرس. على سبيل المثال ، يحتوي الشاي والقهوة والشوكولاتة على مركبات شبيهة بالبيورين تسمى الزانثين ، ويجب تجنبها من قبل الأشخاص المصابين بالنقرس وحصوات الكلى.

ملخص

الأمونيا هي النفايات الناتجة عن عملية التمثيل الغذائي للمركبات المحتوية على النيتروجين مثل البروتينات والأحماض النووية. بينما يمكن للحيوانات المائية أن تفرز الأمونيا بسهولة في محيطها المائي ، فقد طورت الحيوانات الأرضية آليات خاصة للتخلص من الأمونيا السامة من أنظمتها. اليوريا هي المنتج الثانوي لاستقلاب الأمونيا في الحيوانات الفقارية. حمض اليوريك هو المنتج الثانوي لاستقلاب الأمونيا في الطيور والمفصليات الأرضية والزواحف.

راجع الأسئلة

BUN هي ________.

  1. نيتروجين اليوريا في الدم
  2. نيتروجين حمض البوليك في الدم
  3. مؤشر لحجم الدم
  4. مؤشر لضغط الدم

أ

يتراكم البشر ________ قبل إخراج النفايات النيتروجينية.

  1. نتروجين
  2. الأمونيا
  3. اليوريا
  4. حمض البوليك

ج

إستجابة مجانية

من حيث التطور ، لماذا قد تطورت دورة اليوريا في الكائنات الحية؟

يُعتقد أن دورة اليوريا تطورت لتتكيف مع البيئة المتغيرة عندما تطورت أشكال الحياة الأرضية. ربما أدت الظروف الجافة إلى تطور مسار حمض البوليك كوسيلة للحفاظ على المياه.

قارن وقارن بين تكوين اليوريا وحمض البوليك.

دورة اليوريا هي الآلية الأساسية التي تحول الثدييات من خلالها الأمونيا إلى اليوريا. تستخدم دورة اليوريا خمس خطوات وسيطة ، محفزة بخمسة إنزيمات مختلفة ، لتحويل الأمونيا إلى يوريا. من ناحية أخرى ، تقوم الطيور والزواحف والحشرات بتحويل الأمونيا السامة إلى حمض البوليك بدلاً من اليوريا. يتطلب تحويل الأمونيا إلى حمض اليوريك مزيدًا من الطاقة وهو أكثر تعقيدًا من تحويل الأمونيا إلى اليوريا.

قائمة المصطلحات

الأمونيا
مركب مكون من ذرة نيتروجين واحدة وثلاث ذرات هيدروجين
ammonotelic
يصف حيوانًا يفرز الأمونيا كمخلفات أولية
مضادات الأكسدة
عامل يمنع تدمير الخلايا بواسطة أنواع الأكسجين التفاعلية
نيتروجين اليوريا في الدم (BUN)
تقدير اليوريا في الدم ومؤشر لوظيفة الكلى
دورة اليوريا
المسار الذي يتم من خلاله تحويل الأمونيا إلى اليوريا
ureotelic
يصف الحيوانات التي تفرز اليوريا كمواد النفايات النيتروجينية الأولية
حمض البوليك
منتج ثانوي لاستقلاب الأمونيا في الطيور والحشرات والزواحف


شاهد الفيديو: د تحسين سياعرة. إدارة النفايات الصلبة - المحاضرة 15 (شهر نوفمبر 2022).