消化
的酶大而复杂的分子分裂成小分子是有效的,只有当酶分子与它们要消化的物质的分子直接接触。这种动物会吞下很大的食物,只有表面的分子暴露在消化酶下。因此,如果大块食物首先被机械分解,使更多的分子暴露出来供消化,消化就能更有效地进行。哺乳动物的牙齿和鸟类肌肉发达的砂囊都是经过进化来进行这种机械加工的设备。人类的消化始于口.食物被咀嚼和混合在一起唾液它能增加水分,并含有酶淀粉酶,开始分解淀粉。的舌头把食物揉成圆球(丸),然后吞下。药丸穿过咽而且食道到胃,推动通过蠕动性肌肉收缩。在胃里,食物通过蠕动收缩(大约每分钟3次)与分泌的高酸性胃液混合。激素胃泌激素刺激分泌这些果汁中含有水、无机盐、盐酸黏蛋白和几种酶。现在处于半液态的食物叫做食糜,由胃而入十二指肠,第一部分小肠消化的大部分发生在这里。
消化所涉及的化学反应可以通过对消化的叙述来阐明麦芽糖糖。严格来说,麦芽糖是一种双糖,因为它是由两个分子组成的简单的糖葡萄糖结合在一起。消化酶麦芽糖酶催化一个反应,在这个反应中,一个水分子被插入到两个葡萄糖单元连接的点上,从而断开它们,如下图所示。
用化学术语来说,麦芽糖已经被水解了。所有的消化酶都以类似的方式起作用,因此都是水解酶。
许多其他的营养分子要复杂得多,它们是聚合物,或由简单成分单元组成的长链。淀粉例如,葡萄糖是一种碳水化合物,就像麦芽糖一样,但它的分子是由数千个葡萄糖单位结合在一起组成的。即便如此,淀粉的消化本质上与麦芽糖的消化相同:两者之间的联系相邻葡萄糖单位被水解,结果淀粉分子被分裂成数千个葡萄糖分子。蛋白质分子也是聚合物,但它们的组成单位是氨基酸而不是单糖。蛋白水解(即蛋白质消化酶)通过水解相邻氨基酸之间的键来分裂蛋白质链。因为多达20种不同的氨基酸可以作为蛋白质的组成部分,将蛋白质完全消化成氨基酸需要几种不同的蛋白水解酶的作用,每种酶都能够水解特定氨基酸对之间的键。脂肪分子也是由更小的组成单元(酒精)组成的甘油+ 3脂肪酸组);它们被脂肪酶水解。
各种其他种类的化合物被它们特有的水解酶消化。并非所有这些酶都存在于每种生物中;例如,很少有动物拥有纤维素酶(纤维素消化酶),尽管事实上纤维素构成食草动物所摄取的大部分食物。尽管如此,有些还是从饮食中的纤维素中受益,因为它们的消化道含有能够消化纤维素的微生物(称为共生体)。食草动物吸收一些共生生物消化活动的产物。
到目前为止,研究的重点一直放在消化的作用上,它将大分子的复杂分子转化为可以跨膜移动的更小的简单分子,从而使食物被吸收到细胞中。同样的过程发生在物质必须从细胞的单元格多细胞生物.因此,绿色植物不需要消化传入的营养物质,在淀粉等储存物质从储存器官(块茎、球茎、球茎)运输到利用点(如生长的芽)之前,就会消化储存物质。
排泄
摄取大量食物的动物不可避免地会摄入一些它们无法利用的物质。在形成食物液泡的单细胞生物的情况下,液泡最终与细胞膜然后破裂,将不可消化的废物释放到外部。不能被消化的物质,如纤维素,进入结肠,或大肠.水和离子,如钠和氯被重新吸收,剩下的固体物质被保留,直到它被排出肛门.
粪便成分在物种中消化道也包括丢弃物疲惫的(损坏或磨损的)活体细胞粘膜在高等动物中,细菌存在于肠在共生关系中。在高等动物中,细胞的生命周期来自粘膜上皮细胞是4到8天,而特化细胞的寿命是1到3年,比如位于胃里的分泌酸的顶叶细胞。