Tutti gli esseri viventi hanno bisogno di energia per sopravvivere e svolgere i processi vitali. Alcune delle differenze più fondamentali tra gli organismi viventi riguardano come e cosa mangiano.
Sia che un organismo produca il proprio cibo o mangi un altro organismo per il cibo, utilizza il processo di respirazione cellulare per trasformare il proprio cibo in energia utilizzabile.
Respirazione cellulare: definizione
Tutti gli esseri viventi usano la respirazione cellulare per trasformare le molecole organiche in energia. Respirazione cellulare è il processo chimico di scomposizione delle molecole di cibo per creare energia sotto forma di adenosina trifosfato (ATP). Questo processo rende disponibile l'energia delle molecole alimentari affinché l'organismo possa svolgere i processi vitali.
La respirazione cellulare di solito avviene in presenza di ossigeno. Questo è chiamato respirazione aerobica. Quando l'ossigeno non è presente o è presente in quantità molto basse, respirazione anaerobica ha luogo.
Per alcuni organismi, inclusi molti batteri, la respirazione anaerobica è uno stile di vita. Fermentazione è un tipo specifico di respirazione anaerobica che viene utilizzato dal lievito e da alcuni batteri.
Respirazione cellulare: equazione
La respirazione cellulare può essere rappresentata dall'equazione:
C6H12oh6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP
Il equazione della respirazione cellulare rappresenta il processo attraverso il quale le molecole di glucosio reagiscono con l'ossigeno, creando energia sotto forma di ATP oltre che anidride carbonica e acqua come sottoprodotti.
La respirazione cellulare è una serie di reazioni chimiche più piccole che possono variare a seconda del tipo di organismo; tuttavia, l'equazione della respirazione cellulare rappresenta i componenti principali di questo processo che sono comuni alla maggior parte degli organismi.
Tipi di cellule che subiscono la respirazione cellulare
Gli organismi viventi possono essere raggruppati in due categorie: eucarioti e procarioti. eucarioti sono organismi le cui cellule hanno un nucleo e organelli legati alla membrana. procarioti sono organismi le cui cellule sono prive di nucleo.
Gli eucarioti svolgono la respirazione cellulare con l'aiuto dei mitocondri. Mitocondri sono organelli che producono gli enzimi necessari per catalizzare la serie di reazioni che producono ATP. I mitocondri sono necessari per svolgere la respirazione cellulare negli organismi eucarioti. I tipi di organismi con cellule eucariotiche includono animali, piante, funghi e protisti.
I procarioti non hanno mitocondri e producono gli enzimi per la respirazione cellulare usando la loro membrana cellulare. Sebbene manchino di mitocondri, questi tipi di cellule possono ancora subire una forma di respirazione cellulare per trasformare le loro molecole alimentari in energia utilizzabile sotto forma di ATP.
Due tipi di organismi
Esistono due tipi principali di organismi che utilizzano la respirazione cellulare: autotrofi ed eterotrofi.
autotrofi sono organismi che possono produrre il proprio cibo. I tipi di organismi autotrofi includono piante, nonché alcuni batteri e protisti (come le alghe).
eterotrofi sono organismi che non possono produrre il proprio cibo. I tipi di organismi che sono eterotrofi includono animali, funghi, alcuni protisti e batteri.
Autotrofi: organismi che possono produrre il proprio cibo
Autotrofi, detti anche produttori, possono essere raggruppati in due categorie principali: fotoautotrofi e chemioautotrofi.
La maggior parte degli autotrofi sono fotoautotrofi, che sono organismi che usano la luce del sole per fare fotosintesi. La fotosintesi è il processo di trasformazione dell'energia solare per produrre molecole di glucosio.
I tipi di organismi che utilizzano la fotosintesi sono piante, alcuni batteri e protisti simili a piante.
Esempio di respirazione cellulare: fotoautotrofi
La stragrande maggioranza delle piante sono autotrofi e si affidano alla fotosintesi per produrre il loro cibo. Quando le piante non sono sottoposte alla fotosintesi, usano la respirazione cellulare per trasformare le molecole di glucosio che producono in energia che possono utilizzare per svolgere i processi della vita.
Le piante "respirano" ossigeno durante la fotosintesi ed espirano anidride carbonica durante la respirazione cellulare. Questo esempio di respirazione cellulare ha un grande effetto sulla composizione dell'atmosfera terrestre.
Esempio di respirazione cellulare: chemioautotrofi
I chemioautotrofi sono batteri che possono produrre il proprio cibo ma usano sostanze chimiche per questo processo invece della luce solare. I chemioautotrofi subiscono la respirazione cellulare per trasformare le molecole inorganiche in energia che possono utilizzare.
Questo è un esempio di respirazione cellulare che si verifica in condizioni estreme che di solito sono privi di luce e ossigeno. Questi tipi di organismi trasformano molecole inorganiche come idrogeno solforato, metano o ammoniaca in molecole organiche che possono utilizzare per il cibo.
Eterotrofi: organismi che non possono produrre il proprio cibo
Gli organismi che non possono produrre il proprio cibo sono chiamati eterotrofi.
Un'altra parola per gli eterotrofi è consumatori. Questi organismi devono consumare molecole organiche create da altri organismi per il loro cibo. Gli eterotrofi mangeranno gli autotrofi o altri eterotrofi.
Esempio di respirazione cellulare: eterotrofi
Gli eterotrofi sono tenuti a consumare altri organismi o parti di organismi per ottenere le loro molecole di cibo. Subiscono la respirazione cellulare per trasformare il cibo che mangiano in energia che possono utilizzare.
Gli eterotrofi si affidano agli autotrofi che immagazzinano energia dal sole come biomassa che gli eterotrofi possono consumare. Gli autotrofi che utilizzano la fotosintesi forniscono oltre il 99 percento dell'energia utilizzata per supportare tutta la vita sulla Terra.