Az élő szervezetek olyan energialáncot képeznek, amelyben a növények olyan élelmiszert állítanak elő, amelyet az állatok és más organizmusok energiához használnak. A fő élelmiszer-előállítási folyamat az fotoszintézis növényekben és az élelmiszer energiává alakításának fő módszere a sejtlégzés.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A sejtek által használt energiaátadó molekula ATP. A sejtlégzés folyamata átalakítja az ADP molekulát ATP -vé, ahol az energia tárolódik. Ez a glikolízis háromlépcsős folyamatán, a citromsavcikluson és az elektrontranszportláncon keresztül zajlik. A sejtes légzés felosztja és oxidálja a glükózt, így ATP-molekulákat képez.
A fotoszintézis során a növények megfogják a fényenergiát, és a növényi sejtekben kémiai reakciókat hajtanak végre. A fényenergia lehetővé teszi, hogy a növények a levegőben lévő szén-dioxidból származó szenet a hidrogénnel és a vízből származó oxigénnel egyesítsék szőlőcukor.
Ban ben sejtlégzés, az organizmusok, például az állatok glükózt tartalmazó ételt fogyasztanak, és a glükózt energiára, szén-dioxidra és vízre bontják. A szén-dioxid és a víz kiürül a szervezetből, és az energiát az úgynevezett molekulában tárolják
adenozin-trifoszfát vagy ATP. A sejtek által használt energiaátadó molekula ATP, és biztosítja az energiát minden más sejt és organizmus tevékenységhez.Azok a sejtek, amelyek glükózt használnak energiához
Az élő szervezetek vagy egysejtűek prokarióták vagy eukarióták, amely lehet egysejtű vagy többsejtű. A fő különbség a kettő között az, hogy a prokarióták egyszerű sejtszerkezettel rendelkeznek, sejtmagok és sejtorganellák nélkül. Az eukariótáknak mindig van egy atommag és bonyolultabb sejtfolyamatok.
Mindkét típusú egysejtű organizmusok számos módszert alkalmazhatnak energia előállítására, és sokan alkalmazzák a sejtlégzést is. A fejlett növények és állatok mind eukarióták, és szinte kizárólag sejtlégzést alkalmaznak. A növények fotoszintézissel rögzítik a napból származó energiát, de azután az energia nagy részét glükóz formájában tárolják.
A növények és az állatok a fotoszintézis során előállított glükózt használják fel energiaforrás.
A sejtes légzés lehetővé teszi, hogy az organizmusok megragadják a glükózenergiát
A fotoszintézis glükózt termel, de a glükóz csak a kémiai energia tárolásának egyik módja, és a sejtek nem használhatják fel közvetlenül. A teljes fotoszintézis folyamat a következő képlettel foglalható össze:
6CO2 + 12H2O + fényenergia → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
A növények fotoszintézist alkalmaznak az átalakításhoz fényenergia vegyi energiává és a kémiai energiát glükózban tárolják. Egy második folyamatra van szükség a tárolt energia felhasználásához.
A sejtlégzés átalakítja a glükózban tárolt kémiai energiát az ATP-molekulában tárolt kémiai energiává. Az ATP-t az összes sejt felhasználja az anyagcseréjük és tevékenységeik megerősítésére. Az izomsejtek azon sejtek közé tartoznak, amelyek glükózt használnak energiává, de először ATP-vé alakítják át.
A sejtlégzés általános kémiai reakciója a következő:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP molekulák
A sejtek lebontják a glükózt szén-dioxiddá és vízzé, miközben energiát termelnek, amelyet az ATP molekulákban tárolnak. Ezután az ATP energiát olyan tevékenységekre használják fel, mint az izmok összehúzódása. A teljes sejtlégzési folyamatnak megvan három szakasz.
A sejtes légzés a glükóz két részre bontásával kezdődik
A glükóz hat szénatomos szénhidrát. A sejtlégzési folyamat első szakaszában ún glikolízis, a sejt a glükózmolekulákat két piruvátmolekulára vagy három szénatomos molekulára bontja. A folyamat megkezdéséhez energiára van szükség, így a sejt tartalékaiból két ATP-molekulát használnak fel.
A folyamat végén, amikor a két piruvát molekula létrejön, az energia felszabadul és négy ATP molekulában tárolódik. A glikolízis két ATP-molekulát használ, és négyet termel minden egyes feldolgozott glükózmolekulához. A nettó nyereség két ATP molekula.
A sejtek melyik szerveiből szabadul fel az élelmiszerekben tárolt energia?
A glikolízis a sejt citoplazmájában kezdődik, de a sejtlégzési folyamat főleg a mitokondrium. Azok a sejtek, amelyek energiát használnak a glükózból, az emberi test szinte minden sejtjét magukban foglalják, kivéve az erősen specializált sejteket, például a vérsejteket.
A mitokondrium kicsi, membránhoz kötött organellumok és az ATP-t előállító sejtgyárak. Sima külső membránjuk van és erősen hajtogatott belső membrán ahol a sejtes légzési reakciók zajlanak.
A reakciók először a mitokondrium belsejében játszódnak le, hogy a belső membránon keresztül egy energiagradiens alakuljon ki. A membránt érintő későbbi reakciók előállítják az ATP molekulák létrehozásához szükséges energiát.
A citromsav-ciklus enzimeket állít elő a sejtek légzéséhez
A glikolízissel előállított piruvát nem a sejtlégzés végterméke. A második szakasz a két piruvátmolekulát egy másik közbenső anyaggá dolgozza fel acetil CoA. Az acetil CoA belép a citromsav ciklus és az eredeti glükózmolekula szénatomjai teljesen átalakulnak CO-vá2. A citromsav A gyökér újrafeldolgozásra kerül, és új acetil CoA molekulához kapcsolódik, hogy megismételje a folyamatot.
A szénatomok oxidációja további két ATP-molekulát eredményez, és átalakítja a NAD enzimeket+ és FAD to NADH és FADH2. Az átalakított enzimeket a sejtlégzés harmadik és utolsó szakaszában alkalmazzák, ahol elektrondonorként működnek az elektrontranszportláncban.
Az ATP molekulák megfogják a megtermelt energia egy részét, de a kémiai energia nagy része a NADH molekulákban marad. A citromsav-ciklus reakciói a mitokondrium belsejében játszódnak le.
Az elektrontranszport lánc a sejtek légzéséből kapja meg a legtöbb energiát
A elektronszállító lánc (STB) a mitokondrium belső membránján elhelyezkedő vegyületek sorozatából áll. A NADH és a FADH elektronjait használja2 a citromsav-ciklus által termelt enzimek a protonok szivattyúzására a membránon keresztül.
A reakció láncában a nagy energiájú elektronok a NADH-ból és a FADH-ból származnak2 az ETC-vegyületek sorozatát adják tovább, és minden lépés alacsonyabb elektronenergia-állapothoz vezet, és a protonokat a membránon keresztül pumpálják.
Az ETC-reakciók végén az oxigénmolekulák elfogadják az elektronokat és vízmolekulákat alkotnak. Az eredetileg a glükózmolekula hasadásából és oxidációjából származó elektronenergia a proton energia gradiens a mitokondrium belső membránján keresztül.
Mivel a protonok egyensúlyhiánya van a belső membránon, a protonok erőt tapasztalnak, hogy visszaszóródjanak a mitokondrium belsejébe. Az úgynevezett enzim ATP-szintáz beágyazódik a membránba, és létrehoz egy nyílást, amely lehetővé teszi a protonok visszahúzódását a membránon keresztül.
Amikor a protonok áthaladnak az ATP szintáz nyílásán, az enzim a protonok energiáját használja fel ATP molekulák létrehozására. A sejtlégzésből származó energia nagy részét ebben a szakaszban rögzítik és 32 ATP-molekulában tárolják.
Az ATP-molekula tárolja a sejtek légzési energiáját foszfátkötéseiben
Az ATP komplex szerves vegyi anyag, adeninbázissal és három foszfátcsoporttal. Az energiát a foszfátcsoportokat tartó kötések tárolják. Amikor egy sejtnek szüksége van energiára, megszakítja a foszfátcsoportok egyik kötését, és a kémiai energiát felhasználva új kötéseket hoz létre más sejtanyagokban. Az ATP molekula válik adenozin-difoszfát vagy ADP.
Sejtes légzésben a felszabadult energiát egy foszfátcsoport hozzáadásához használják az ADP-hez. A foszfátcsoport hozzáadása megragadja a glikolízis, a citromsav-körforgás energiáját és az ETC-ből származó nagy mennyiségű energiát. A kapott ATP-molekulákat a szervezet felhasználhatja olyan tevékenységekre, mint a mozgás, az étel keresése és a szaporodás.