ما هو الهوائية مقابل. اللاهوائية في علم الأحياء؟

يتكون جسمك من عشرات التريليونات من الخلايا ، كل منها يحتاج إلى وقود لتعمل بشكل صحيح وتحافظ على صحتك. أنت تغذي جسمك عن طريق امتصاص الهواء والماء والطعام - لكن الطعام الذي تتناوله لا يمكن استخدامه على الفور لتزويد خلاياك بالطاقة. بدلاً من ذلك ، بعد هضم طعامك وتوزيع الفيتامينات والعناصر الغذائية الأخرى الموجودة فيه على خلاياك ، يجب اتخاذ خطوة أخرى لتحويل العناصر الغذائية إلى طاقة خلوية. تُعرف هذه العملية بالتنفس الخلوي (تنفس قصير): عندما يناقش الناس فكرة الهوائية مقابل اللاهوائية في علم الأحياء ، غالبًا ما يشيرون إلى نوعين مختلفين من التنفس الخلوي - والخلايا القادرة على كل نوع التنفس.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

من أجل العمل بشكل صحيح ، تقوم الخلايا بتحويل العناصر الغذائية إلى وقود يعرف باسم الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) من خلال عملية التنفس الخلوي. تبدأ هذه العملية بالجلوكوز ، الذي يكسر الجلوكوز إلى ATP ، لكن وجود الأكسجين يزيد من كمية ATP التي يمكن أن تنتجها الخلية على حساب إتلاف الخلية قليلاً. يعتمد ما إذا كانت الخلية تستخدم التنفس الهوائي مقابل التنفس اللاهوائي على توفر الأكسجين ؛ يستخدم التنفس الهوائي الأكسجين ، بينما لا يستخدم التنفس اللاهوائي.

تحتاج الخلايا الموجودة في أي كائن حي إلى الطاقة للقيام بوظائفها ، سواء كان ذلك يحمي الجسم من الأضرار البكتيريا ، أو تحطيم الطعام داخل المعدة أو التأكد من أن الدماغ يمكنه تذكر المعلومات واستخدامها بكفاءة. يتم نقل الطاقة الخلوية داخل عبوات من الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ، وهو جزيء يتكون من الجلوكوز (السكر). يعمل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ، المعروف أيضًا باسم ATP ، مثل حزم البطاريات للخلايا داخل الكائن الحي ؛ يمكن حمل حزم ATP حول الجسم واستخدامها لتشغيل وظائف الخلية ، وبمجرد إنشاء جزيئات ATP واستخدامها ، يمكن "إعادة شحنها" بسهولة إلى حد ما. لكن ATP يتطلب بعض الجهد لإنشاء. لتحقيق ذلك ، يجب أن تمر الخلية بعملية التنفس الخلوي.

يجب أن تخضع جميع الخلايا للتنفس الخلوي حتى تعمل. التنفس الخلوي في أبسط صوره هو العملية التي تتخذها الخلية لتفكيك العناصر الغذائية والسكريات التي تحملها - المغذيات و السكريات التي يوفرها الطعام الذي تتناوله - لتحويلها إلى عبوات من ATP يمكن استخدامها لتشغيل الخلية أثناء عملها الشغل. بينما يحدث التنفس في مواقع مختلفة ، اعتمادًا على نوع الخلية ، تبدأ جميع الخلايا عملية التنفس مع الجليكوز ، وهي سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تكسر الجلوكوز. يعتمد ما يحدث بعد الجلوكوز على علاقة الخلية بالأكسجين ، وما إذا كان هناك أي أكسجين.

الأكسجين شيء غريب في علم الأحياء. تحتاجه معظم الكائنات الحية للبقاء على قيد الحياة ، واستخدامها لمعالجة الطاقة بشكل أكثر كفاءة. ومع ذلك ، في نفس الوقت ، يمكن أن يكون الأكسجين مادة أكالة ؛ بنفس الطريقة التي يمكن أن يتسبب فيها المعدن في الصدأ ، فإن الكثير من الأكسجين في الخلية يمكن أن يتسبب في تحلل الخلية وانهيارها إذا لم يتم استخدام الأكسجين بالسرعة الكافية. لهذا السبب ، غالبًا ما تُصنف الخلايا على أنها الهوائية واللاهوائية. ما إذا كانت الخلية عبارة عن هوائي أو لاهوائي يعتمد على ما إذا كانت هذه الخلية يمكنها معالجة الأكسجين أم لا - ونتيجة لذلك ، ما نوع التنفس الذي تستخدمه الخلية. على سبيل المثال ، ستستخدم الخلية ذات البيولوجيا اللاهوائية التنفس اللاهوائي ، بينما تستخدم الخلية ذات البيولوجيا الهوائية التنفس الهوائي المعزز بالأكسجين. سيحدث الجزء الأكبر من التنفس بعد بدء الإصابة بالجلوكوز ، ويتميز بما إذا كان الأكسجين يستخدم أم لا لكسر منتجات الجلوكوز بشكل أكبر.

بعد حدوث الجلوكوز ، يتم تقسيم الجلوكوز في الخلية إلى حفنة من المنتجات الثانوية الكيميائية. بعضها مفيد ، والبعض الآخر ليس كذلك. في التنفس اللاهوائي ، يتم استخدام الإيثانول أو حمض اللاكتيك لمعالجة هذه المنتجات الثانوية إلى قسمين جزيئات ATP وبعض المنتجات الأقل فائدة - ولكن في التنفس الهوائي ، يتم استخدام الأكسجين للمعالجة في حين أن. نتيجة لذلك ، يمكن تقسيم المنتجات الثانوية الناتجة عن الجلوكوز بشكل أكبر ، مما يؤدي إلى تكوين أربعة جزيئات ATP. هذا يجعل التنفس الهوائي أكثر كفاءة ، ولكن يمكن أن يؤدي إلى خطر الانهيار الخلوي نتيجة لتراكم الأكسجين. في النهاية ، يتم إنتاج ATP دائمًا.