Ce nu este reciclat în respirația celulară?

Formele predominante de viață vizibilă pe Pământ, plante și animale, funcționează într-un mod complementar, ceea ce cu siguranță nu este un accident.

O substanță vitală pentru hrănirea plantelor nu este altceva decât un produs rezidual la om și la alte animale și a substanța aruncată ca deșeuri de către plante este necesară de către animale (și diferite părți ale aceleiași celule vegetale) pentru aerobie respiraţie. Alte molecule sunt „conservate” și în acest fel.

Cele patru substanțe reciclate în timpul fotosintezei și respirației sunt: dioxid de carbon (CO₂), care este emis ca deșeuri în respirația celulară și utilizat de plante pentru a produce glucoză, oxigen (O₂), care este emis ca deșeu de plante și preluat de animale pentru a permite respirația celulară să continue, glucoza (C₆H₁₂O₆), care se consumă în respirația celulară și se face din CO₂ în fotosinteză și apă(H₂O), care este un produs rezidual al respirației celulare, dar necesar pentru fotosinteză și o serie de alte reacții.

În unele forme de

Fotosinteză este modul în care plantele, lipsite de gură și de sistemele digestive în general, își obțin hrana. Prin preluarea gazului cu dioxid de carbon prin deschiderile din frunzele lor numite stoma, acestea încorporează materia primă de care au nevoie pentru a construi glucoza. O parte din această glucoză este utilizată de plantă în sine în respirația celulară, în timp ce restul pot deveni hrană pentru animale.

Prima parte a fotosintezei constă din reacții ușoare și necesită o sursă de lumină pentru a continua. Lumina lovește structurile din interiorul celulelor vegetale numite cloroplaste, care conțin tilakoizi, care la rândul lor conțin un grup de pigmenți numiți clorofilă. Rezultatul final este recoltarea de energie pentru a doua parte a fotosintezei și eliberarea oxigenului gazos ca deșeu.

În reacții întunecate, care nu necesită lumina soarelui (dar nu sunt afectate negativ de aceasta), dioxidul de carbon este combinat cu un carbon cu cinci compus numit ribuloză-1,5-bifosfat pentru a produce un intermediar cu șase atomi de carbon, dintre care unele devin în cele din urmă glucoză. Energia pentru această fază provine de la ATP și NADPH realizate în reacțiile luminoase.

Ecuația fotosintezei este:

6 CO₂ + 6 H₂O + Energie luminoasă → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Respirația celulară este oxidarea completă a glucozei în celulele eucariote.

Acesta include patru pași: glicoliză, conversia glucozei în piruvat independent de oxigen; reacția puntei, care este oxidarea piruvatului la acetil coenzima A, ciclul Krebs, care a combinat acetil CoA cu oxaloacetat pentru a face un compus cu șase carbon care este transformat în cele din urmă în oxaloacetat, producând purtători de electroni și ATP și lanțul de transport al electronilor, unde se generează cea mai mare parte a ATP-ului respirației celulare.

Ultimele trei dintre aceste etape, cuprinzând respirația aerobă, au loc în mitocondrii, în timp ce glicoliza are loc în citoplasmă. O concepție greșită obișnuită este că plantele suferă fotosinteza in loc de respirație celulară; de fapt, le folosesc pe amândouă, folosind primul proces pentru a produce glucoza ca element de intrare pentru cel de-al doilea proces.

Ecuația completă pentru respirația celulară este

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

Când piruvatul nu poate fi procesat prin reacțiile aerobe ale respirației celulare, fie pentru că nu există suficient oxigen, fie organismului îi lipsesc enzimele pentru a-l utiliza, fermentaţie este o alternativă. Așa se întâmplă atunci când alergi un sprint complet sau ridici greutăți mari și mergi la „datorii de oxigen” din acest exercițiu anaerob.

În acest proces de fermentarea acidului lactic, care apare și în citoplasmă, piruvatul este transformat în acid lactic într-o reacție de reducere care generează NAD⁺ de la NADH. Acest lucru face mai mult NAD⁺ disponibil pentru glicoliză, care, împreună cu îndepărtarea piruvatului din mediu, tinde să conducă glicoliza înainte. Lactatul poate fi utilizat de unele celule animale, dar este considerat în general un deșeu.

În drojdie, fermentația produce etanol produs în doi carboni în loc de lactat. Deși sunt încă deșeuri, este de necontestat că societățile umane ar arăta foarte diferit dacă nu ar exista etanol, ingredientul activ în băuturile alcoolice din întreaga lume.