Mi nem újrahasznosítható a sejtlégzésben?

A földön látható élet uralkodó formái, a növények és az állatok, egymást kiegészítő módon működnek, ami biztosan nem véletlen.

A növények táplálásához létfontosságú anyag nem más, mint salakanyag emberekben és más állatokban, és a a növények által hulladékként kidobott anyagra az állatoknak (és ugyanazon növényi sejt különböző részeinek) van szükségük az aerobikhoz légzés. Más molekulákat is ilyen módon "konzerválnak".

A fotoszintézis és a légzés során újrahasznosított négy anyag: szén-dioxid (CO₂), amelyet a sejtlégzés során hulladékként bocsátanak ki, és amelyet a növények glükóz előállítására használnak, oxigén (O₂), amelyet a növények hulladékként bocsátanak ki, és az állatok befogadják a sejtlégzés folytatásához, glükóz (C₆H₁₂O₆), amelyet sejtlégzésben fogyasztanak és CO-ból készülnek₂ a fotoszintézisben és víz(H₂O), amely a sejtlégzés hulladékterméke, de szükséges a fotoszintézishez és számos más reakcióhoz.

Egyes formáiban sejtlégzésbár az anyagok igen nem a reakciókban újrafeldolgozott, és ezért hulladéknak számítanak, bár ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy az emberek nem találtak felhasználási lehetőséget ennek az "eldobható" anyagnak.

Fotoszintézis a növények, mivel hiányzik a szájuk és általában az emésztőrendszer, táplálékot kapnak. Azáltal, hogy leveleikben a sztómának nevezett nyílásokon keresztül szén-dioxid-gázt vesznek fel, beépítik a glükóz felépítéséhez szükséges nyersanyagot. A glükóz egy részét a növény maga használja fel a sejtlégzés során, míg a többit az állatok táplálékává válhatja.

A fotoszintézis első része a fényreakciók és folytatásához fényforrásra van szükség. A fény a növényi sejtek belsejében lévő struktúrákra hat kloroplasztok, amelyek tilakoidokat tartalmaznak, amelyek viszont az úgynevezett pigmentek egy csoportját tartalmazzák klorofill. A végeredmény a fotoszintézis második részéhez szükséges energia összegyűjtése és az oxigéngáz hulladékként történő felszabadulása.

Ban,-ben sötét reakciók, amelyek nem igénylik a napfényt (de nem befolyásolják hátrányosan), a szén-dioxid öt szénnel kombinálódik ribulóz-1,5-bifoszfát nevű vegyület hat szénatomos köztitermék előállítására, amelyek egy része végül glükózzá válik. Ennek a fázisnak az energiája a fényreakciók során előállított ATP-ből és NADPH-ból származik.

A fotoszintézis egyenlete:

6 CO₂ + 6 H₂O + fényenergia → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

A sejtlégzés a glükóz teljes oxidációja az eukarióta sejtekben.

Négy lépést tartalmaz: glikolízis, a glükóz oxigéntől független átalakulása piruváttá; a hídreakció, amely a piruvát oxidálása acetil-koenzim A -vá, a Krebs-ciklus, amely az acetil-CoA-t oxaloacetáttal kombinálva hat szénatomos vegyületet kapott, amely végül ismét oxaloacetáttá alakult, így elektronhordozókat, ATP-t és elektronszállító lánc, ahol a sejtlégzés ATP-jének legnagyobb része keletkezik.

Az aerob légzést magában foglaló utolsó három lépés a mitokondriumokban, míg a glikolízis a citoplazmában történik. Általános tévhit, hogy a növények fotoszintézisen mennek keresztül ahelyett sejtlégzés; valójában mindkettőt használják, az előbbi eljárást felhasználva glükóz előállítására az utóbbi folyamat inputjaként.

A sejtlégzés teljes egyenlete az

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂→6 CO₂ + 6 H₂O + 36 (vagy 38) ATP

Ha a piruvátot nem lehet a sejtlégzés aerob reakcióival feldolgozni, vagy azért, mert nincs elegendő oxigén, vagy a szervezetnek hiányoznak az enzimek, hogy felhasználhassák, erjesztés az egyik alternatíva. Ez történik, ha fut egy teljes körű sprint, vagy nehéz súlyokat emel, és "oxigénadósságba megy" ebből az anaerob gyakorlatból.

Ebben a folyamatban tejsav fermentáció, amely a citoplazmában is előfordul, a piruvát átalakul tejsavvá egy redukciós reakció során, amely NAD-ot generál⁺ a NADH-tól. Ezáltal több NAD lesz⁺ elérhető a glikolízishez, amely a piruvát környezetből való eltávolításával együtt elősegíti a glikolízist. A laktátot néhány állati sejt felhasználhatja, de általában hulladéknak számít.

Élesztőben az erjesztés a laktát helyett a kétszénes etanolt eredményezi. Bár továbbra is pazarlás, tagadhatatlan, hogy az emberi társadalmak nagyon másképp néznének ki, ha az egész világon nem lenne etanol, az alkoholos italok hatóanyaga.