Какво не се рециклира при клетъчно дишане?

Преобладаващите форми на видимия живот на Земята, растенията и животните, действат взаимно допълващо се, което определено не е случайно.

Вещество, жизненоважно за подхранването на растенията, е не повече от отпадъчен продукт при хора и други животни, и а веществото, изхвърлено като отпадък от растенията, е необходимо на животните (и различни части на една и съща растителна клетка) за аеробни дишане. По този начин се "консервират" и други молекули.

Четирите вещества, рециклирани по време на фотосинтезата и дишането, са: въглероден диоксид (CO₂), който се отделя като отпадък при клетъчното дишане и се използва от растенията за производство на глюкоза, кислород (O₂), който се отделя като отпадъци от растенията и се поема от животни, за да се продължи клетъчното дишане глюкоза (C₆З.₁₂О₆), който се консумира в клетъчното дишане и е направен от CO₂ при фотосинтезата и вода(H₂О), който е отпадъчен продукт от клетъчното дишане, но е необходим за фотосинтеза и множество други реакции.

В някои форми на

Фотосинтеза е как растенията, в които липсват устата и храносмилателната система като цяло, получават храната си. Приемайки въглероден диоксид през отвори в листата им, наречени стома, те включват суровината, необходима за изграждането на глюкоза. Част от тази глюкоза се използва от самото растение за клетъчно дишане, докато останалата част може да се превърне в храна за животните.

Първата част на фотосинтезата се състои от светлинни реакции и изисква източник на светлина, за да продължи. Светлината удря структури в растителните клетки, наречени хлоропласти, които съдържат тилакоиди, които от своя страна съдържат група пигменти, наречени хлорофил. Крайният резултат е събирането на енергия за втората част от фотосинтезата и отделянето на кислороден газ като отпадък.

В тъмни реакции, които не се нуждаят от слънчева светлина (но не се влияят неблагоприятно от нея), въглеродният диоксид се комбинира с пет въглерода съединение, наречено рибулоза-1,5-бифосфат, за да се получи междинно съединение с шест въглерода, някои от които в крайна сметка се превръщат в глюкоза. Енергията за тази фаза идва от ATP и NADPH, получени в светлинните реакции.

Уравнението за фотосинтеза е:

6 CO₂ + 6 Н₂O + Светлинна енергия → C₆З.₁₂О₆ + 6 O.₂

Клетъчното дишане е пълното окисляване на глюкозата в еукариотните клетки.

Той включва четири стъпки: гликолиза, независимото от кислорода превръщане на глюкозата в пируват; мостовата реакция, която представлява окисляване на пирувата до ацетил коензим А, цикълът на Кребс, който комбинира ацетил КоА с оксалоацетат, за да получи съединение с шест въглерода, което в крайна сметка се превръща отново в оксалоацетат, като се получават електронни носители и АТФ електронна транспортна верига, където се генерира по-голямата част от АТФ на клетъчното дишане.

Последните три от тези стъпки, включващи аеробно дишане, се появяват в митохондриите, докато гликолизата се случва в цитоплазмата. Често погрешно схващане е, че растенията се подлагат на фотосинтеза вместо клетъчно дишане; всъщност те използват и двете, като използват първия процес, за да направят глюкоза като вход за втория процес.

Пълното уравнение за клетъчно дишане е

° С₆З.₁₂О₆ + 6 O.₂→6 CO₂ + 6 Н₂O + 36 (или 38) ATP

Когато пируватът не може да бъде обработен чрез аеробни реакции на клетъчното дишане, или поради липсата на достатъчно кислород или в организма липсват ензимите, за да се възползва от него, ферментация е една алтернатива. Това се случва, когато бягате изцяло спринт или вдигате големи тежести и влизате в „кислороден дълг“ от това анаеробно упражнение.

В този процес на млечнокисела ферментация, който също се среща в цитоплазмата, пируватът се превръща в млечна киселина в реакция на редукция, която генерира NAD⁺ от NADH. Това прави повече NAD⁺ на разположение за гликолиза, която, заедно с отстраняването на пирувата от околната среда, има тенденция да води гликолизата напред. Лактатът може да се използва от някои животински клетки, но като цяло се счита за отпадъчен продукт.

При дрождите ферментацията произвежда двууглеродния продукт етанол вместо лактат. Въпреки че все още са отпадъци, безспорно е, че човешките общества биха изглеждали значително по-различно, ако нямаше етанол, активната съставка в алкохолните напитки по целия свят.