Alle Lebewesen brauchen Energie, um zu überleben und Lebensprozesse durchzuführen. Einige der grundlegendsten Unterschiede zwischen lebenden Organismen beziehen sich darauf, wie und was sie essen.
Unabhängig davon, ob ein Organismus seine eigene Nahrung herstellt oder einen anderen Organismus zur Nahrung zu sich nimmt, nutzt er den Prozess der Zellatmung, um seine Nahrung in nutzbare Energie umzuwandeln.
Zellatmung: Definition
Alle Lebewesen nutzen die Zellatmung, um organische Moleküle in Energie umzuwandeln. Zellatmung ist der chemische Prozess des Abbaus von Nahrungsmolekülen, um Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP). Dieser Prozess stellt dem Organismus Energie aus Nahrungsmolekülen zur Verfügung, um Lebensprozesse durchzuführen.
Die Zellatmung erfolgt normalerweise in Gegenwart von Sauerstoff. Das nennt man aerobe Atmung. Wenn Sauerstoff nicht oder nur in sehr geringen Mengen vorhanden ist, anaerobe Atmung stattfinden.
Für einige Organismen, darunter viele Bakterien, ist die anaerobe Atmung eine Lebensweise.
Fermentation ist eine spezielle Art der anaeroben Atmung, die von Hefen und einigen Bakterien verwendet wird.Zellatmung: Gleichung
Die Zellatmung kann durch die Gleichung dargestellt werden:
C6H12Ö6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP
Das Zellatmungsgleichung stellt den Prozess dar, bei dem Glukosemoleküle mit Sauerstoff reagieren und Energie in Form von ATP sowie Kohlendioxid und Wasser als Nebenprodukte erzeugen.
Die Zellatmung ist eine Reihe kleinerer chemischer Reaktionen, die je nach Art des Organismus variieren können; Die Zellatmungsgleichung stellt jedoch die Hauptkomponenten dieses Prozesses dar, die bei den meisten Organismen üblich sind.
Arten von Zellen, die der Zellatmung unterliegen
Lebende Organismen können in zwei Kategorien eingeteilt werden: Eukaryonten und Prokaryonten. Eukaryoten sind Organismen, deren Zellen einen Zellkern und membrangebundene Organellen besitzen. Prokaryoten sind Organismen, deren Zellen keinen Zellkern haben.
Eukaryoten führen die Zellatmung mit Hilfe von Mitochondrien durch. Mitochondrien sind Organellen, die die Enzyme produzieren, die notwendig sind, um die Reihe von Reaktionen zu katalysieren, die ATP produzieren. Mitochondrien werden in eukaryontischen Organismen für die Zellatmung benötigt. Arten von Organismen mit eukaryotischen Zellen umfassen Tiere, Pflanzen, Pilze und Protisten.
Prokaryonten besitzen keine Mitochondrien und produzieren über ihre Zellmembran die Enzyme für die Zellatmung. Obwohl ihnen Mitochondrien fehlen, können diese Zelltypen dennoch eine Form der Zellatmung durchlaufen, um ihre Nahrungsmoleküle in nutzbare Energie in Form von ATP umzuwandeln.
Zwei Arten von Organismen
Es gibt zwei Haupttypen von Organismen, die die Zellatmung verwenden: Autotrophe und Heterotrophe.
Autotrophe sind Organismen, die ihre eigene Nahrung herstellen können. Zu den autotrophen Organismen gehören Pflanzen sowie einige Bakterien und Protisten (wie Algen).
Heterotrophe sind Organismen, die ihre Nahrung nicht selbst herstellen können. Zu den Arten von Organismen, die heterotroph sind, gehören Tiere, Pilze, einige Protisten und Bakterien.
Autotrophe: Organismen, die ihre eigene Nahrung herstellen können
Autotrophe, auch bekannt als Hersteller, kann in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden: Photoautotrophe und Chemoautotrophe.
Die Mehrheit der Autotrophen sind Photoautotrophen, das sind Organismen, die das Sonnenlicht nutzen, um etwas zu tun Photosynthese. Photosynthese ist der Prozess der Umwandlung der Sonnenenergie in Glukosemoleküle.
Arten von Organismen, die Photosynthese nutzen, sind Pflanzen, einige Bakterien und pflanzenähnliche Protisten.
Beispiel Zellatmung: Photoautotrophetroph
Die überwiegende Mehrheit der Pflanzen sind autotrophe Pflanzen und sind auf die Photosynthese angewiesen, um ihre Nahrung herzustellen. Wenn Pflanzen keine Photosynthese betreiben, nutzen sie die Zellatmung, um die von ihnen produzierten Glukosemoleküle in Energie umzuwandeln, die sie für die Durchführung von Lebensvorgängen verwenden können.
Pflanzen „atmen“ bei der Photosynthese Sauerstoff und bei der Zellatmung Kohlendioxid aus. Dieses Beispiel der Zellatmung hat einen großen Einfluss auf die Zusammensetzung der Erdatmosphäre.
Beispiel Zellatmung: Chemoautotrophe
Chemoautotrophe sind Bakterien, die ihre eigene Nahrung herstellen können, aber für diesen Prozess Chemikalien anstelle von Sonnenlicht verwenden. Chemoautotrophe werden einer Zellatmung unterzogen, um anorganische Moleküle in Energie umzuwandeln, die sie nutzen können.
Dies ist ein Beispiel für die Zellatmung, das in auftritt extreme Bedingungen die normalerweise licht- und sauerstofffrei sind. Diese Arten von Organismen wandeln anorganische Moleküle wie Schwefelwasserstoff, Methan oder Ammoniak in organische Moleküle um, die sie als Nahrung verwenden können.
Heterotrophe: Organismen, die ihre eigene Nahrung nicht herstellen können
Organismen, die ihre Nahrung nicht selbst herstellen können, nennt man heterotrophe.
Ein anderes Wort für Heterotrophe ist Verbraucher. Diese Organismen müssen organische Moleküle verbrauchen, die von anderen Organismen für ihre Nahrung geschaffen wurden. Heterotrophe fressen Autotrophe oder andere Heterotrophe.
Beispiel Zellatmung: Heterotrophetroph
Heterotrophe müssen andere Organismen oder Teile von Organismen verzehren, um ihre Nahrungsmoleküle zu erhalten. Sie durchlaufen eine Zellatmung, um die Nahrung, die sie essen, in Energie umzuwandeln, die sie verwenden können.
Heterotrophe sind auf Autotrophe angewiesen, die Energie von der Sonne speichern als Biomasse dass die Heterotrophen konsumieren können. Autotrophe, die Photosynthese nutzen, liefern über 99 Prozent der Energie, die zur Unterstützung des gesamten Lebens auf der Erde benötigt wird.