Kas netiek pārstrādāts šūnu elpošanā?

Uz Zemes dominējošās redzamās dzīves formas, augi un dzīvnieki, darbojas papildinoši, kas noteikti nav nejaušība.

Augu barošanai vitāli svarīga viela ir tikai cilvēku un citu dzīvnieku atkritumi, un a viela, ko augi izmet kā atkritumus, ir nepieciešama dzīvniekiem (un vienas un tās pašas augu šūnas dažādām daļām) aerobikas nolūkos elpošana. Šādā veidā tiek "konservētas" arī citas molekulas.

Četras fotosintēzes un elpošanas laikā pārstrādātās vielas ir: oglekļa dioksīds (CO₂), kas izdalās kā atkritumi šūnu elpošanā un ko augi izmanto glikozes ražošanai, skābeklis (O₂), ko augi izdala kā atkritumus un uzņem dzīvnieki, lai varētu turpināt šūnu elpošanu, glikoze (C.₆H₁₂O₆), kas tiek patērēts šūnu elpošanā un izgatavots no CO₂ fotosintēzē un ūdens(H₂O), kas ir šūnu elpošanas atkritumi, bet kas vajadzīgs fotosintēzei un daudzām citām reakcijām.

Dažās formās šūnu elpošanatomēr vielas ir nē tiek pārstrādāti reakcijās un tādējādi tiek uzskatīti par atkritumiem, lai gan tas nebūt nenozīmē, ka cilvēki nav atraduši šī "vienreizējā" materiāla izmantošanas veidus.

Fotosintēze ir tas, kā augi, kuriem trūkst mutes un gremošanas sistēmas, iegūst pārtiku. Paņemot oglekļa dioksīda gāzi caur atverēm to lapās, ko sauc par stomu, viņi iekļauj izejvielu, kas nepieciešama glikozes veidošanai. Daļu no šīs glikozes augs pats izmanto šūnu elpošanā, bet pārējais var kļūt par dzīvnieku barību.

Pirmo fotosintēzes daļu veido gaismas reakcijas un tam ir nepieciešams gaismas avots. Gaisma streiko struktūras augu šūnās, ko sauc hloroplasts, kas satur tilakoīdus, kas savukārt satur pigmentu grupu, ko sauc hlorofils. Gala rezultāts ir enerģijas iegūšana fotosintēzes otrajai daļai un skābekļa gāzes izdalīšanās kā atkritumi.

Iekš tumšas reakcijas, kuriem nav nepieciešama saules gaisma (bet tas tos negatīvi neietekmē), oglekļa dioksīds tiek apvienots ar piecu oglekļa dioksīdu savienojumu, ko sauc par ribulozes-1,5-bifosfātu, lai izveidotu sešu oglekļa starpproduktu, no kuriem daži galu galā kļūst par glikozi. Enerģija šai fāzei nāk no ATP un NADPH, kas iegūti gaismas reakcijās.

Fotosintēzes vienādojums ir:

6 CO₂ + 6 H₂O + Gaismas enerģija → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Šūnu elpošana ir pilnīga glikozes oksidēšanās eikariotu šūnās.

Tas ietver četrus soļus: glikolīze, no skābekļa neatkarīga glikozes pārveidošana par piruvātu; tilta reakcija, kas ir piruvāta oksidēšanās par acetilkoenzīmu A, Krebsa cikls, kas apvienoja acetil CoA ar oksaloacetātu, iegūstot sešu oglekļa savienojumu, kas galu galā atkal tiek pārveidots par oksaloacetātu, iegūstot elektronu nesējus, ATP un elektronu transporta ķēde, kur rodas lielākā daļa šūnu elpošanas ATP.

Pēdējie trīs no šiem posmiem, kas ietver aerobo elpošanu, notiek mitohondrijos, savukārt glikolīze notiek citoplazmā. Bieži sastopams nepareizs uzskats, ka augiem tiek veikta fotosintēze tā vietā šūnu elpošana; faktiski viņi izmanto abus, izmantojot pirmo procesu glikozes pagatavošanai kā izejvielu otrajam procesam.

Pilnīgs šūnu elpošanas vienādojums ir

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

Ja piruvātu nevar apstrādāt, izmantojot šūnu elpošanas aerobās reakcijas, vai nu tāpēc, ka nepietiek skābekļa, vai arī organismam trūkst fermentu, lai to izmantotu, fermentācija ir viena alternatīva. Tas notiek, kad jūs veicat visu sprintu vai pacelat smagus svarus un nonākat "skābekļa parādā" no šī anaerobā vingrinājuma.

Šajā procesā pienskābes fermentācija, kas notiek arī citoplazmā, redukcijas reakcijā, kas ģenerē NAD, piruvāts tiek pārveidots par pienskābi⁺ no NADH. Tas padara vairāk NAD⁺ pieejams glikolīzei, kas kopā ar piruvāta noņemšanu no vides mēdz virzīt glikolīzi uz priekšu. Laktātu var izmantot dažas dzīvnieku šūnas, taču to parasti uzskata par atkritumiem.

Raugā, fermentējot, laktāta vietā rodas divu oglekļa produkts - etanols. Lai gan tas joprojām ir atkritumi, nav noliedzams, ka cilvēku sabiedrības izskatītos ļoti atšķirīgas, ja visā pasaulē nebūtu etanola - aktīvā sastāvdaļa alkoholiskajos dzērienos.