Co nie podlega recyklingowi w oddychaniu komórkowym?

Dominujące formy życia widzialnego na Ziemi, rośliny i zwierzęta, działają w sposób komplementarny, co na pewno nie jest przypadkowe.

Substancja niezbędna do odżywiania roślin jest jedynie produktem odpadowym u ludzi i innych zwierząt oraz substancja usuwana jako odpad przez rośliny jest potrzebna zwierzętom (i różnym częściom tej samej komórki roślinnej) do aerobiku oddychanie. W ten sposób „konserwowane” są również inne cząsteczki.

Cztery substancje poddane recyklingowi podczas fotosyntezy i oddychania to: dwutlenek węgla (CO₂), który jest emitowany jako odpad w oddychaniu komórkowym i wykorzystywany przez rośliny do produkcji glukozy, tlen (O₂), który jest emitowany jako odpady przez rośliny i pobierany przez zwierzęta w celu umożliwienia dalszego oddychania komórkowego, glukoza (C₆H₁₂O₆), który jest zużywany podczas oddychania komórkowego i wytwarzany z CO₂ w fotosyntezie i woda(H₂O), który jest produktem ubocznym oddychania komórkowego, ale niezbędnym do fotosyntezy i wielu innych reakcji.

W niektórych formach oddychania komórkowegojednak substancje są substances nie poddane recyklingowi w reakcjach i dlatego są uważane za odpady, chociaż niekoniecznie oznacza to, że ludzie nie znaleźli zastosowań dla tego „jednorazowego” materiału.

Fotosynteza w ten sposób rośliny, pozbawione ust i ogólnie układu pokarmowego, zdobywają pożywienie. Pobierając gazowy dwutlenek węgla przez otwory w liściach zwane stomią, wykorzystują surowiec, którego potrzebują do produkcji glukozy. Część tej glukozy jest wykorzystywana przez samą roślinę w oddychaniu komórkowym, podczas gdy reszta może stać się pokarmem dla zwierząt.

Pierwsza część fotosyntezy składa się z lekkie reakcje i wymaga źródła światła, aby kontynuować. Światło uderza w struktury wewnątrz komórek roślinnych zwane chloroplasty, które zawierają tylakoidy, które z kolei zawierają grupę pigmentów zwanych chlorofil. Efektem końcowym jest zebranie energii do drugiej części fotosyntezy i uwolnienie gazowego tlenu jako odpadu.

w ciemne reakcje, które nie wymagają światła słonecznego (ale nie mają na nie negatywnego wpływu), dwutlenek węgla łączy się z pięciowęglowym związek o nazwie rybulozo-1,5-bifosforan w celu wytworzenia sześciowęglowego związku pośredniego, z którego część ostatecznie staje się glukozą. Energia dla tej fazy pochodzi z ATP i NADPH powstających w reakcjach świetlnych.

Równanie fotosyntezy to:

6 CO₂ + 6 godz₂O + Energia świetlna → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Oddychanie komórkowe to całkowite utlenienie glukozy w komórkach eukariotycznych.

Obejmuje cztery kroki: glikoliza, niezależną od tlenu konwersję glukozy do pirogronianu; reakcja mostkowa, czyli utlenianie pirogronianu do acetylokoenzymu A, cykl Krebsa, w którym połączono acetylo-CoA ze szczawiooctanem w celu wytworzenia sześciowęglowego związku, który ostatecznie jest ponownie przekształcany w szczawiooctan, dając nośniki elektronów i ATP oraz łańcuch transportu elektronów, gdzie generowana jest większość ATP oddychania komórkowego.

Ostatnie trzy z tych etapów, obejmujące oddychanie tlenowe, zachodzą w mitochondriach, podczas gdy glikoliza zachodzi w cytoplazmie. Powszechnym błędem jest przekonanie, że rośliny przechodzą fotosyntezę zamiast oddychania komórkowego; w rzeczywistości używają obu, używając pierwszego procesu do wytworzenia glukozy jako wkładu do drugiego procesu.

Pełne równanie oddychania komórkowego to

do₆H₁₂O₆ + 6 O₂→6 CO₂ + 6 godz₂O + 36 (lub 38) ATP

Gdy pirogronian nie może być przetwarzany w tlenowych reakcjach oddychania komórkowego, ponieważ nie ma wystarczającej ilości tlenu lub organizmowi brakuje enzymów, aby go wykorzystać, fermentacja jest jedną z alternatyw. Tak się dzieje, gdy biegasz na maksa lub podnosisz duże ciężary i wpadasz w „dług tlenowy” z tego ćwiczenia beztlenowego.

W tym procesie fermentacja kwasu mlekowego, który występuje również w cytoplazmie, pirogronian jest przekształcany w kwas mlekowy w reakcji redukcji, która generuje NAD⁺ od NADH. To sprawia, że ​​więcej NAD⁺ dostępne dla glikolizy, która wraz z usuwaniem pirogronianu ze środowiska ma tendencję do przyspieszania glikolizy. Mleczan może być używany przez niektóre komórki zwierzęce, ale ogólnie jest uważany za produkt odpadowy.

W drożdżach fermentacja wytwarza dwuwęglowy produkt etanol zamiast mleczanu. Chociaż nadal są marnotrawstwem, nie można zaprzeczyć, że społeczeństwa ludzkie wyglądałyby zupełnie inaczej, gdyby nie było etanolu, aktywnego składnika napojów alkoholowych na całym świecie.