ما هي المعادلة الكيميائية للتنفس الهوائي؟

التنفس الهوائي يبقينا على قيد الحياة على أساس اللحظة. غالبًا ما يُعتبر مرادفًا للتنفس ، لكن هذا ليس دقيقًا تمامًا. التنفس هو العملية التي يأخذ بها الإنسان ومعظم الحيوانات البرية الأخرى الهواء المحتوي على الأكسجين إلى أجسامنا ، ولكن التنفس الهوائي هو تفاعل كيميائي يسمح للخلايا بتحويل الجلوكوز في وجود الأكسجين إلى طاقة مفيدة وماء وثاني أكسيد الكربون بالميكروسكوب مستوى. المعادلة الكيميائية للتنفس الهوائي معروفة جيدًا ، وتشكل الاختلافات والأقارب في هذه المعادلة الحيوية حرفيًا أحد الأركان الأساسية لبيولوجيا الخلية الأساسية.

تعتمد خلايا حقيقيات النوى ، أو الحيوانات متعددة الخلايا ، على التنفس الهوائي لإنتاج الطاقة. يأخذون غاز الأكسجين وجزيئات الجلوكوز من بيئتهم عن طريق التنفس والأكل على التوالي. في سلسلة مباشرة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل أجزاء من الخلية تسمى الميتوكوندريا ، يتم تحويل هذه الجزيئات إلى ماء وثاني أكسيد الكربون وشكل من أشكال الطاقة يسمى ATP أو الأدينوزين ثلاثي الفوسفات.

لا يمكن ببساطة إلقاء الجزيئات المشاركة في التنفس الهوائي في خليط لإنتاج الطاقة ، أي أكثر من يمكن أن تصبح أجزاء من السيارة سيارة عن طريق دحرجة خط التجميع في حالة عدم وجود تعليمات للمصنع عمال. الأطعمة المختلفة التي تحتوي على الجزيئات الكبيرة التي نسميها البروتينات والكربوهيدرات والدهون يمكن أن تساهم جميعها في جزيئات الجلوكوز ، على الرغم من أن الجلوكوز نفسه عبارة عن سكر وبالتالي فهو كربوهيدرات. بمجرد تحرير الجلوكوز من الأطعمة أو مصادر تخزين الجسم في العضلات والدم والكبد ، وإدخاله في خلايا الجسم ، فإنه يمكن أن تلتصق بالميتوكوندريا داخل الخلايا ، وتقوم بروتينات خاصة تسمى الإنزيمات بتنفيذ التفاعلات المختلفة التي تتلخص في الهوائية التنفس.

يجب أن تكون التفاعلات الكيميائية الكاملة "متوازنة" - أي أن عدد ذرات عنصر معين (كربون وهيدروجين وما إلى ذلك) على جانب واحد من المعادلة يجب أن يكون هو نفسه الموجود على الجانب الآخر. يمكن أن يعني هذا إضافة عوامل الضرب ، أو المعاملات ، إلى مقدمة بعض الجزيئات.

رد الفعل الكامل والمتوازن للتنفس الهوائي هو:

ج₆ح₁₂ا₆ + 6 س₂ → 6 كو₂ + 6 ح₂O + حرارة + 38 ATP

الحرارة ليست عنصرًا ، ولكن حقيقة أنها تنطلق أثناء التنفس الهوائي ناتجة عن طاقة الروابط الكيميائية لجزيئات الجلوكوز والأكسجين التي تتسرب إلى البيئة.