대부분의 살아있는 세포는 산소를 흡수하여 에너지를 방출하는 세포 호흡을 통해 영양소로부터 에너지를 생성합니다. 전자 수송 사슬 또는 ETC는이 과정의 세 번째이자 마지막 단계이며, 다른 두 단계는 해당 작용 그리고 구연산 회로.
생산 된 에너지는 다음과 같은 형태로 저장됩니다. ATP 또는 살아있는 유기체 전체에서 발견되는 뉴클레오티드 인 아데노신 삼인산.
ATP 분자는 에너지를 인산염 결합. ETC는 가장 많은 ATP를 생성하기 때문에 에너지 관점에서 세포 호흡의 가장 중요한 단계입니다. 일련의 산화 환원 반응에서 에너지가 방출되어 세 번째 인산기를 아데노신이 인산에 부착하여 세 개의 인산기가있는 ATP를 생성하는 데 사용됩니다.
세포가 에너지를 필요로 할 때 세 번째 인산기 결합을 끊고 그 결과 에너지를 사용합니다.
산화 환원 반응이란 무엇입니까?
세포 호흡의 많은 화학 반응은 산화 환원 반응입니다. 이들은 다음을 포함하는 세포 물질 간의 상호 작용입니다. 절감 과 산화 (또는 산화 환원) 동시에. 전자가 분자 사이에서 이동함에 따라 한 세트의 화학 물질이 산화되고 다른 세트는 감소됩니다.
일련의 산화 환원 반응은 전자 수송 사슬.
산화되는 화학 물질은 환원제입니다. 그들은 전자를 받아들이고 전자를 가져옴으로써 다른 물질을 감소시킵니다. 이 다른 화학 물질은 산화제입니다. 그들은 산화 환원 화학 반응에서 전자를 기부하고 다른 당사자를 산화시킵니다.
일련의 산화 환원 화학 반응이 발생하면 전자는 최종 환원제와 결합 될 때까지 여러 단계를 통과 할 수 있습니다.
진핵 생물에서 전자 수송 연쇄 반응은 어디에 있습니까?
진보 된 유기체 또는 진핵 생물의 세포는 핵 그리고 불린다 진핵 세포. 이 높은 수준의 세포는 또한 막 결합 세포를위한 에너지를 생산하는 미토콘드리아라고 불리는 구조. 미토콘드리아는 ATP 분자 형태로 에너지를 생성하는 작은 공장과 같습니다. 전자 수송 연쇄 반응은 내부에서 일어납니다. 미토콘드리아.
세포가하는 일에 따라 세포는 더 많거나 더 적은 미토콘드리아를 가질 수 있습니다.
ETC 반응은 미토콘드리아의 내부 막에서 그리고이를 가로 질러 일어납니다. 또 다른 세포 호흡 과정 인 구연산 회로, 미토콘드리아 내부에서 발생하며 ETC 반응에 필요한 일부 화학 물질을 전달합니다. ETC는 내부 미토콘드리아 막 합성하다 ATP 분자.
Mitochondrion은 어떻게 생겼습니까?
미토콘드리아는 세포보다 작고 훨씬 작습니다. 그것을 제대로보고 그 구조를 연구하기 위해서는 수 천배의 배율을 가진 전자 현미경이 필요하다. 전자 현미경의 이미지는 미토콘드리아가 부드럽고 길쭉한 외막을 가지고 있고 무겁게 접힌 내부 막.
내막 주름은 손가락 모양이며 미토콘드리아 내부 깊숙이 도달합니다. 내부 멤브레인의 내부에는 매트릭스라고하는 유체가 포함되어 있으며 내부 멤브레인과 외부 멤브레인 사이에는 점성 유체로 채워진 영역이 있습니다. 막간 공간.
시트르산 순환은 매트릭스에서 발생하며 ETC에서 사용하는 일부 화합물을 생성합니다. ETC는 이러한 화합물에서 전자를 가져와 제품을 구연산 회로로 되돌립니다. 내부 멤브레인의 접힘은 전자 수송 연쇄 반응을위한 많은 공간과 함께 넓은 표면적을 제공합니다.
ETC 반응은 원핵 생물에서 어디에서 발생합니까?
대부분의 단세포 유기체는 원핵 생물이므로 세포에 핵이 없습니다. 이 원핵 세포는 세포벽과 세포막이 세포를 둘러싸고 세포로 들어가고 나가는 것을 제어하는 단순한 구조를 가지고 있습니다. 원핵 세포 미토콘드리아 및 기타 부족 막 결합 세포 기관. 대신, 세포 에너지 생산은 세포 전체에서 발생합니다.
녹조류와 같은 일부 원핵 세포는 다음으로부터 포도당을 생성 할 수 있습니다. 광합성, 다른 사람들은 포도당을 포함하는 물질을 섭취합니다. 포도당은 세포 호흡을 통한 세포 에너지 생산을위한 음식으로 사용됩니다.
이 세포에는 미토콘드리아가 없기 때문에 세포 호흡이 끝날 때의 ETC 반응은 세포벽 바로 안쪽에 위치한 세포막에서 일어나야합니다.
전자 수송 사슬에서 무슨 일이 일어나는가?
ETC는 구연산 순환에 의해 생성 된 화학 물질에서 고 에너지 전자를 사용하여 4 단계를 거쳐 저에너지 수준으로 이동합니다. 이러한 화학 반응의 에너지는 양성자 펌프 막을 가로 질러. 이 양성자는 막을 통해 다시 확산됩니다.
원핵 세포의 경우 단백질은 세포를 둘러싼 세포막을 통해 펌핑됩니다. 미토콘드리아가있는 진핵 세포의 경우 양성자는 내부 미토콘드리아 막을 통해 매트릭스에서 막간 공간으로 펌핑됩니다.
화학 전자 공여체에는 다음이 포함됩니다. NADH 과 FADH 최종 전자 수용체는 산소입니다. 화학 물질 NAD와 FAD는 구연산 회로로 되돌아 가고 산소는 수소와 결합하여 물을 형성합니다.
막을 가로 질러 펌핑 된 양성자는 양성자 구배. 구배는 양성자가 막을 통해 다시 이동할 수 있도록하는 양성자 동 기력을 생성합니다. 이 양성자 운동은 ATP 합성 효소를 활성화하고 다음으로부터 ATP 분자를 생성합니다. ADP. 전반적인 화학 공정은 산화 적 인산화.
ETC의 4 개 단지의 기능은 무엇입니까?
4 개의 화학 복합체가 전자 수송 사슬을 구성합니다. 다음과 같은 기능이 있습니다.
- 복합 I 매트릭스에서 전자 공여체 NADH를 가져 와서 전자를 사슬 아래로 보내면서 에너지를 사용하여 막을 가로 질러 양성자를 펌핑합니다.
- 복합 II FADH를 전자 공여체로 사용하여 추가 전자를 체인에 공급합니다.
- III 단지 전자를 사이토 크롬이라고하는 중간 화학 물질로 전달하고 막을 통해 더 많은 양성자를 펌핑합니다.
- 콤플렉스 IV 사이토 크롬에서 전자를 받아 두 개의 수소 원자와 결합하여 물 분자를 형성하는 산소 분자의 절반으로 전달합니다.
이 과정이 끝나면 양성자 구배는 막을 가로 질러 양성자를 펌핑하는 복잡한 각각에 의해 생성됩니다. 결과 양성자 동 기력 ATP 합성 효소 분자를 통해 막을 통해 양성자를 끌어 당깁니다.
그들이 미토콘드리아 기질 또는 원핵 세포의 내부를 통과 할 때, 양성자는 ATP 합성 효소 분자가 인산기를 ADP 또는 아데노신이 인산에 추가 할 수 있도록합니다. 분자. ADP는 ATP 또는 아데노신 삼인산이되고 에너지는 여분의 인산염 결합에 저장됩니다.
전자 수송 사슬이 중요한 이유는 무엇입니까?
세 가지 세포 호흡 단계는 각각 중요한 세포 과정을 포함하지만 ETC는 지금까지 가장 많은 ATP를 생성합니다. 에너지 생산은 세포 호흡의 핵심 기능 중 하나이기 때문에 ATP는 그 관점에서 가장 중요한 단계입니다.
ETC가 생산하는 곳 34 분자의 ATP 하나의 포도당 분자의 생성물에서 구연산 회로는 2 개를 생성하고 해당 과정은 4 개의 ATP 분자를 생성하지만 그 중 2 개를 소모합니다.
ETC의 또 다른 핵심 기능은 NAD 과 일시적 유행 처음 두 화학 복합체의 NADH 및 FADH에서. ETC 복합체 I과 복합체 II의 반응 생성물은 구연산 순환에 필요한 NAD 및 FAD 분자입니다.
결과적으로 구연산 순환은 ETC에 의존합니다. ETC는 최종 전자 수용체 역할을하는 산소가있을 때만 발생할 수 있기 때문에 세포 호흡주기는 유기체가 산소를 섭취 할 때만 완전히 작동 할 수 있습니다.
산소는 어떻게 미토콘드리아로 들어가나요?
모든 고급 유기체는 생존을 위해 산소가 필요합니다. 일부 동물은 공기에서 산소를 흡입하는 반면 수생 동물은 턱볏 또는 그들의 통해 산소를 흡수 스킨.
고등 동물에서 적혈구는 폐 그리고 그것을 몸으로 수행하십시오. 동맥과 작은 모세 혈관이 신체 조직 전체에 산소를 분배합니다.
미토콘드리아가 산소를 사용하여 물을 생성하면 산소가 적혈구 밖으로 확산됩니다. 산소 분자는 세포막을 통해 세포 내부로 이동합니다. 기존의 산소 분자가 소모됨에 따라 새로운 분자가 대신합니다.
충분한 산소가 존재하는 한 미토콘드리아는 세포에 필요한 모든 에너지를 공급할 수 있습니다.
세포 호흡과 ETC의 화학적 개요
포도당은 탄수화물 산화되면 이산화탄소와 물이 생성됩니다. 이 과정에서 전자는 전자 수송 사슬로 공급됩니다.
전자의 흐름은 미토콘드리아 또는 세포막의 단백질 복합체에 의해 수소 이온을 운반하는 데 사용됩니다. H +, 막을 가로 질러. 내부보다 멤브레인 외부에 더 많은 수소 이온이 존재하면 pH 불균형 막 외부에 더 산성 용액으로.
pH의 균형을 맞추기 위해 수소 이온은 ATP 합성 효소 단백질 복합체를 통해 막을 통해 역류하여 ATP 분자의 형성을 유도합니다. 전자에서 수집 된 화학 에너지는 수소 이온 구배에 저장된 에너지의 전기 화학적 형태로 변경됩니다.
ATP 합성 효소 복합체를 통해 수소 이온 또는 양성자의 흐름을 통해 전기 화학적 에너지가 방출되면 생화학 에너지 ATP의 형태로.
전자 사슬 전달 메커니즘 억제
ETC 반응은 세포가 이동, 번식 및 생존에 사용할 에너지를 생산하고 저장하는 매우 효율적인 방법입니다. 일련의 반응 중 하나가 차단되면 ETC가 더 이상 작동하지 않고 이에 의존하는 세포가 죽습니다.
일부 원핵 생물은 산소 이외의 물질을 최종 전자로 사용하여 에너지를 생성하는 대체 방법을 가지고 있습니다. 수용자, 그러나 진핵 세포는 산화 적 인산화와 에너지에 대한 전자 수송 사슬에 의존합니다. 필요합니다.
ETC 작용을 억제 할 수있는 물질은 산화 환원 반응 차단, 양성자 전달을 억제하거나 주요 효소를 수정합니다. 산화 환원 단계가 차단되면 전자의 전달이 중지되고 산화가 산소 끝에서 높은 수준으로 진행되고 사슬의 시작 부분에서 추가 환원이 발생합니다.
양성자가 막을 통해 이동할 수 없거나 ATP 합성 효소와 같은 효소가 분해되면 ATP 생산이 중단됩니다.
두 경우 모두 세포 기능이 중단되고 세포가 죽습니다.
다음과 같은 식물성 물질 로테 논, 화합물과 같은 나트륨 및 다음과 같은 항생제 항 마이신 ETC 반응을 억제하고 표적 세포 사멸을 유발하는 데 사용할 수 있습니다.
예를 들어 로테 논은 살충제로 사용되고 항생제는 박테리아를 죽이는 데 사용됩니다. 유기체의 증식과 성장을 통제 할 필요가있을 때 ETC는 귀중한 공격 지점으로 볼 수 있습니다. 기능을 방해하면 세포가 살아가는 데 필요한 에너지를 빼앗 깁니다.
