जीवित जीव एक ऊर्जा श्रृंखला बनाते हैं जिसमें पौधे भोजन का उत्पादन करते हैं जिसे जानवर और अन्य जीव ऊर्जा के लिए उपयोग करते हैं। भोजन का उत्पादन करने वाली मुख्य प्रक्रिया है प्रकाश संश्लेषण पौधों में और भोजन को ऊर्जा में बदलने की प्रमुख विधि कोशिकीय श्वसन है।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)
कोशिकाओं द्वारा उपयोग किया जाने वाला ऊर्जा हस्तांतरण अणु है एटीपी. सेलुलर श्वसन की प्रक्रिया अणु एडीपी को एटीपी में परिवर्तित करती है, जहां ऊर्जा जमा होती है। यह ग्लाइकोलाइसिस, साइट्रिक एसिड चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला की तीन-चरण प्रक्रिया के माध्यम से होता है। सेलुलर श्वसन एटीपी अणुओं को बनाने के लिए ग्लूकोज को विभाजित और ऑक्सीकरण करता है।
प्रकाश संश्लेषण के दौरान, पौधे प्रकाश ऊर्जा पर कब्जा कर लेते हैं और इसका उपयोग पौधों की कोशिकाओं में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को शक्ति देने के लिए करते हैं। प्रकाश ऊर्जा पौधों को हवा में कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बन को हाइड्रोजन और पानी से ऑक्सीजन के साथ मिलकर बनाती है शर्करा.
में कोशिकीय श्वसनजानवरों जैसे जीव ग्लूकोज युक्त भोजन खाते हैं और ग्लूकोज को ऊर्जा, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में तोड़ते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को जीव से बाहर निकाल दिया जाता है और ऊर्जा एक अणु में जमा हो जाती है जिसे कहा जाता है
एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट या एटीपी. कोशिकाओं द्वारा उपयोग किया जाने वाला ऊर्जा हस्तांतरण अणु एटीपी है, और यह अन्य सभी कोशिका और जीव गतिविधियों के लिए ऊर्जा प्रदान करता है।ऊर्जा के लिए ग्लूकोज का उपयोग करने वाली कोशिकाओं के प्रकार
जीवित जीव या तो एकल-कोशिका हैं प्रोकैर्योसाइटों या यूकैर्योसाइटों, जो एकल-कोशिका या बहुकोशिकीय हो सकता है। दोनों के बीच मुख्य अंतर यह है कि प्रोकैरियोट्स में एक साधारण कोशिका संरचना होती है जिसमें कोई नाभिक या कोशिका अंग नहीं होता है। यूकेरियोट्स में हमेशा a. होता है नाभिक और अधिक जटिल सेल प्रक्रियाएं।
दोनों प्रकार के एकल कोशिका जीव ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए कई विधियों का उपयोग कर सकते हैं और कई सेलुलर श्वसन का भी उपयोग कर सकते हैं। उन्नत पौधे और जानवर सभी यूकेरियोट्स हैं और वे लगभग विशेष रूप से सेलुलर श्वसन का उपयोग करते हैं। पौधे प्रकाश संश्लेषण का उपयोग सूर्य से ऊर्जा प्राप्त करने के लिए करते हैं लेकिन फिर उस ऊर्जा का अधिकांश भाग ग्लूकोज के रूप में संग्रहीत करते हैं।
पौधे और जानवर दोनों प्रकाश संश्लेषण से उत्पादित ग्लूकोज का उपयोग एक के रूप में करते हैं ऊर्जा स्रोत.
सेलुलर श्वसन जीवों को ग्लूकोज ऊर्जा पर कब्जा करने देता है
प्रकाश संश्लेषण ग्लूकोज का उत्पादन करता है, लेकिन ग्लूकोज रासायनिक ऊर्जा को संग्रहीत करने का एक तरीका है और इसे सीधे कोशिकाओं द्वारा उपयोग नहीं किया जा सकता है। समग्र प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया को निम्नलिखित सूत्र में संक्षेपित किया जा सकता है:
6सीओ2 + 12H2ओ + प्रकाश ऊर्जा → सी6एच12हे6 + 6O2 + 6H2हे
पौधे प्रकाश संश्लेषण का उपयोग परिवर्तित करने के लिए करते हैं प्रकाश ऊर्जा रासायनिक ऊर्जा में और वे रासायनिक ऊर्जा को ग्लूकोज में संग्रहित करते हैं। संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग करने के लिए दूसरी प्रक्रिया की आवश्यकता होती है।
सेलुलर श्वसन ग्लूकोज में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा को एटीपी अणु में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है। एटीपी का उपयोग सभी कोशिकाओं द्वारा उनके चयापचय और उनकी गतिविधियों को शक्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है। स्नायु कोशिकाएं उन प्रकार की कोशिकाओं में से हैं जो ऊर्जा के लिए ग्लूकोज का उपयोग करती हैं लेकिन इसे पहले एटीपी में परिवर्तित करती हैं।
सेलुलर श्वसन के लिए समग्र रासायनिक प्रतिक्रिया इस प्रकार है:
सी6एच12हे6 + 6O2 → 6सीओ2 + 6H2ओ + एटीपी अणु
कोशिकाएं ग्लूकोज को कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में तोड़ देती हैं, जिससे ऊर्जा का उत्पादन होता है जिसे वे एटीपी अणुओं में संग्रहित करते हैं। वे तब मांसपेशियों के संकुचन जैसी गतिविधियों के लिए एटीपी ऊर्जा का उपयोग करते हैं। संपूर्ण कोशिकीय श्वसन प्रक्रिया होती है तीन चरण.
ग्लूकोज को दो भागों में तोड़कर सेलुलर श्वसन शुरू होता है
ग्लूकोज छह कार्बन परमाणुओं वाला एक कार्बोहाइड्रेट है। सेलुलर श्वसन प्रक्रिया के पहले चरण के दौरान कहा जाता है ग्लाइकोलाइसिस, कोशिका ग्लूकोज के अणुओं को पाइरूवेट के दो अणुओं या तीन-कार्बन अणुओं में तोड़ देती है। प्रक्रिया शुरू करने के लिए ऊर्जा लगती है इसलिए सेल के भंडार से दो एटीपी अणुओं का उपयोग किया जाता है।
प्रक्रिया के अंत में, जब दो पाइरूवेट अणु बनते हैं, तो ऊर्जा मुक्त होती है और चार एटीपी अणुओं में संग्रहित होती है। ग्लाइकोलाइसिस दो एटीपी अणुओं का उपयोग करता है और संसाधित प्रत्येक ग्लूकोज अणु के लिए चार का उत्पादन करता है। शुद्ध लाभ दो एटीपी अणु है।
कोशिका का कौन सा अंग भोजन में संचित ऊर्जा को मुक्त करता है?
ग्लाइकोलाइसिस कोशिका द्रव्य में शुरू होता है लेकिन कोशिका श्वसन प्रक्रिया मुख्य रूप से होती है माइटोकॉन्ड्रिया. ऊर्जा के लिए ग्लूकोज का उपयोग करने वाली कोशिकाओं के प्रकार में रक्त कोशिकाओं जैसे अत्यधिक विशिष्ट कोशिकाओं के अपवाद के साथ मानव शरीर में लगभग हर कोशिका शामिल होती है।
माइटोकॉन्ड्रिया छोटे झिल्ली-बद्ध अंग हैं और कोशिका कारखाने हैं जो एटीपी का उत्पादन करते हैं। उनके पास एक चिकनी बाहरी झिल्ली और अत्यधिक मुड़ी हुई होती है भीतरी झिल्ली जहां सेलुलर श्वसन प्रतिक्रियाएं होती हैं।
प्रतिक्रियाएं सबसे पहले माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर होती हैं, जिससे आंतरिक झिल्ली में एक ऊर्जा ढाल उत्पन्न होती है। झिल्ली से जुड़ी बाद की प्रतिक्रियाएं एटीपी अणु बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा का उत्पादन करती हैं।
साइट्रिक एसिड चक्र सेलुलर श्वसन के लिए एंजाइमों का उत्पादन करता है
ग्लाइकोलाइसिस द्वारा निर्मित पाइरूवेट कोशिकीय श्वसन का अंतिम उत्पाद नहीं है। एक दूसरा चरण दो पाइरूवेट अणुओं को एक अन्य मध्यवर्ती पदार्थ में संसाधित करता है जिसे कहा जाता है एसिटाइल कोआ. एसिटाइल सीओए में प्रवेश करता है नीम्बू रस चक्र और मूल ग्लूकोज अणु से कार्बन परमाणु पूरी तरह से CO. में परिवर्तित हो जाते हैं2. साइट्रिक एसिड जड़ को पुनर्नवीनीकरण किया जाता है और प्रक्रिया को दोहराने के लिए एक नए एसिटाइल सीओए अणु से जोड़ता है।
कार्बन परमाणुओं के ऑक्सीकरण से दो और एटीपी अणु बनते हैं और एंजाइम एनएडी. को परिवर्तित करते हैं+ और FAD to नाधी और FADH2. परिवर्तित एंजाइमों का उपयोग सेलुलर श्वसन के तीसरे और अंतिम चरण में किया जाता है जहां वे इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के लिए इलेक्ट्रॉन दाताओं के रूप में कार्य करते हैं।
एटीपी अणु उत्पादित ऊर्जा में से कुछ पर कब्जा कर लेते हैं लेकिन अधिकांश रासायनिक ऊर्जा एनएडीएच अणुओं में रहती है। साइट्रिक एसिड चक्र प्रतिक्रियाएं माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर होती हैं।
इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला सेलुलर श्वसन से अधिकांश ऊर्जा को कैप्चर करती है
इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (आदि) माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली पर स्थित यौगिकों की एक श्रृंखला से बना होता है। यह NADH और FADH. से इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है2 झिल्ली में प्रोटॉन पंप करने के लिए साइट्रिक एसिड चक्र द्वारा उत्पादित एंजाइम।
प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला में, NADH और FADH. से उच्च ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन2 प्रत्येक चरण के साथ ईटीसी यौगिकों की श्रृंखला को पारित कर दिया जाता है जिससे कम इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्थिति होती है और झिल्ली में प्रोटॉन पंप किए जाते हैं।
ईटीसी प्रतिक्रियाओं के अंत में, ऑक्सीजन अणु इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करते हैं और पानी के अणु बनाते हैं। मूल रूप से ग्लूकोज अणु के विभाजन और ऑक्सीकरण से आने वाली इलेक्ट्रॉन ऊर्जा को a. में परिवर्तित कर दिया गया है प्रोटॉन ऊर्जा प्रवणता माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली के पार।
क्योंकि आंतरिक झिल्ली में प्रोटॉन का असंतुलन होता है, प्रोटॉन माइटोकॉन्ड्रिया के आंतरिक भाग में वापस फैलने के लिए एक बल का अनुभव करते हैं। एक एंजाइम कहा जाता है एटीपी सिंथेज़ झिल्ली में अंतर्निहित है और एक उद्घाटन बनाता है, जिससे प्रोटॉन झिल्ली के पार वापस जा सकते हैं।
जब प्रोटॉन एटीपी सिंथेज़ ओपनिंग से गुजरते हैं, तो एंजाइम एटीपी अणुओं को बनाने के लिए प्रोटॉन से ऊर्जा का उपयोग करता है। सेलुलर श्वसन से ऊर्जा का बड़ा हिस्सा इस स्तर पर कब्जा कर लिया जाता है और 32 एटीपी अणुओं में संग्रहीत होता है।
एटीपी अणु अपने फॉस्फेट बांड में सेलुलर श्वसन ऊर्जा को स्टोर करता है
एटीपी एक जटिल कार्बनिक रसायन है जिसमें एडेनिन बेस और तीन फॉस्फेट समूह होते हैं। फॉस्फेट समूहों को धारण करने वाले बंधों में ऊर्जा संग्रहित होती है। जब किसी कोशिका को ऊर्जा की आवश्यकता होती है, तो वह फॉस्फेट समूहों के एक बंधन को तोड़ देती है और अन्य कोशिका पदार्थों में नए बंधन बनाने के लिए रासायनिक ऊर्जा का उपयोग करती है। एटीपी अणु बन जाता है एडीनोसिन डाइफॉस्फेट या एडीपी.
सेलुलर श्वसन में, मुक्त ऊर्जा का उपयोग एडीपी में फॉस्फेट समूह को जोड़ने के लिए किया जाता है। फॉस्फेट समूह के अतिरिक्त ग्लाइकोलाइसिस, साइट्रिक एसिड चक्र और ईटीसी से बड़ी मात्रा में ऊर्जा को कैप्चर करता है। परिणामी एटीपी अणुओं का उपयोग जीव द्वारा गति, भोजन की तलाश और प्रजनन जैसी गतिविधियों के लिए किया जा सकता है।
