زنگ تفریح 269
سوال این مسابقه نیز یکی از سوالات المپیاد شیمی 2012 آمریکا می‌باشد که در مورد متابولیسم بوده و در این مورد یک سری اطلاعات هم در اختیار شما هم قرار داده‌ایم که امیدواریم بتوانید با کمی مطالعه بیشتر به این سوال پاسخ دهید. لازم به ذکر است که این مسابقه برای دانش آموزان رشته تجربی مناسب‌تر می‌باشد.
متابولیسم یا به فارسی دگرگشت به مجموعه‌ای از تغییرات شیمیایی مداوم در طول حیات درون سلول‌های یک عضو گفته می‌شود. این واکنش‌ها که آنزیم‌ها کاتالیزور آن‌ها هستند به اعضا اجازه می‌دهند که رشد و تولید کنند، ساختار خود را حفظ نمایند و در مقابل محیط از خود واکنش نشان دهند. کلمه‌ی متابولیسم همچنین می‌تواند به تمامی واکنش‌های شیمیایی که درون اعضای زنده رخ می‌دهد نسبت داده شود، که شامل گوارش و رساندن مواد به درون و بین سلول‌ها می‌شود، که در این حالت به مجموعه واکنش‌های درون سلول متابولیسم واسطه‌ای (intermediary/intermediate metabolism) گفته می‌شود.
متابولیسم معمولا به دو گروه تقسیم می‌شود. فروگشت (Catabolism) مواد آلی را تجزیه می‌کند، مانند گرفتن انرژی از تنفس خورشیدی (cellular respiration). فراگشت (Anabolism) از انرژی استفاده می‌کند برای ساخت ترکیبات سلولی مانند پروتئین‌ها و نوکلوئیک اسیدها.
واکنش‌های شیمیایی متابولیسم درون مسیرهای سوخت و ساز تنظیم شده‌اند، که در آن یک ماده شیمیایی از طریق یک سری مراحل، توسط یک زنجیره از آنزیم‌ها به ماده شیمیایی دیگر تبدیل می‌شود. آنزیم‌ها برای متابولیسم بسیار مهم هستند، زیرا این مواد اجازه می‌دهند تا اعضا واکنش‌های مورد نیاز را که نیاز به انرژی دارند را انجام دهند و توسط خود اعضا انجام نشوند که به صورت جفت شدن آن‌ها برای واکنش‌های خود به خودی و آزاد شدن انرژی باشد. با وجود آنزیم‌ها به عنوان کاتالیست، این واکنش‌ها سریع‌تر و کارامد انجام شوند. آنزیم‌ها همچنین اجازه می‌دهند تا مسیرهای سوخت و ساز در پاسخ به سلول‌ها دیگر و محیط تغییر کنند.
متابولیسم یک عضو تشخیص می‌دهد که کدام ماده، از مواد غذایی است و کدام ماده سمی است. برای مثال، بعضی از پروکاریوت‌ها (prokaryote) از هیدروژن سولفید بعنوان ماده تغذیه استفاده می‌کنند، در حالیکه این ماده برای حیوانات سمی است. سرعت متابولیسم، بر روی مقدار غذایی ککه یک عضو نیاز دارد تاثیر می‌گذارد، و همچنین بر چگونگی جذب آن غذا هم تاثیر می‌گذارد.
یک ویژگی مهم متابولیسم شباهت مسیرهای سوخت و ساز بنیادی و ترکیبات میان گونه‌های بسیار مختلف است. برای مثال، یک سری از کربوکسیلیک اسیدها هستند که بیشتر بعنوان واسطه‌ها در چرخه سیتریک اسید شناخته می‌شوند و در تمامی ارگانیسم‌های شناخته شده موجود است، در گونه‌های بسیار مختلفی از باکتری تک یاخته‌ای تا ارگانسیم‌های بسیار بزرگ چند سلولی یافت شده است. این شباهت‌های بسیار مهم در مسیرهای سوخت و ساز به دلیل وجود اولیه آن‌ها در تاریخ است.
سوال این مسابقه که یکی از سوالات المپیاد شیمی 2012 آمریکا هست در رابطه با انرژی آزاد شده در حین متابولیسم است. البته این سوال بیشتر برای دانش آموزان تجربی مناسب است که امیدواریم تمامی شما دوستان با کمی تحقیق جواب این سوال را در قسمت پاسخ دهید برای ما بفرستید.
کدام ماده بیشترین انرژی را در ازای هر گرم در طی متابولیسم آزاد می‌کند؟
1. کربوهیدرات
2. چربی
3. پروتئین
4. ویتامین