Клеточное дыхание представляет собой набор процессов, происходящих в эукариотических клетках, которые генерируют АТФ (аденозинтрифосфат) для получения энергии клеток и включает как анаэробные, так и аэробные этапы. В целом клеточное дыхание можно разделить на четыре стадии: Гликолиз, который не требует кислорода и происходит в митохондриях всех клеток, и три стадии аэробного дыхания, все из которых происходят в митохондриях: мост (или же переход) реакция в Цикл Кребса и электронная транспортная цепь реакции.
Итак, если вас попросят определить стадию (или стадии) клеточного дыхания, которое происходит полностью, за пределами митохондрий, вы можете ответить «гликолиз» и покончить с этим. Но у любопытных возникает только вопрос: что именно происходит? внутри эти митохондрии? То есть, что происходит в самом конце с молекулой глюкозы из шести атомов углерода, которая вступает в гликолиз в цитоплазме?
Дыхание у Prokaryotes vs. Эукариоты
Прокариотические клетки не имеют внутренних мембраносвязанных
В эукариотических клетках мостиковая реакция, цикл Кребса и цепь переноса электронов вместе составляют аэробное дыхание, и как таковые являются последними тремя этапами клеточного дыхания как весь.
Какой из четырех этапов клеточного дыхания происходит в митохондриях?
На самом деле, лучший вопрос, который стоит задать, если вы хотите узнать, какие процессы происходят и где они происходят в эукариотических клетках, может быть: Что из следующего делает нет происходят в митохондриях?
- Расщепление сахара
- Реакция моста
- Цикл Кребса
- Электронная транспортная цепочка
Ответ, один, запоминается, учитывая, что все клетки используют гликолиз (расщепление глюкозу на две трехуглеродные молекулы пирувата), но только эукариотические клетки имеют органеллы, в том числе митохондрии.
Кроме того, в некотором смысле для эукариот гликолиз - это почти неприятность, обслуживая только две из 36–38 АТФ, генерируемых клеточным дыханием в целом на молекулу глюкозы. Исходя из простых пропорций, можно ожидать, что почти все клеточное дыхание будет происходить где-то в митохондриях, и на самом деле это так - три из четырех фаз.
Строение и функция митохондрий
Митохондрии заключены в двойную плазматическую мембрану, подобную той, которая окружает клетку в целом и другие органеллы (например, аппарат Гольджи). Внутренняя часть митохондрий, пространство, аналогичное цитоплазме, если митохондрии уподобляются клеткам, называется внутренним пространством митохондрий. матрица.
У митохондрий есть своя собственная ДНК в цитоплазме, именно там, где она была бы обнаружена, если бы митохондрии все еще были свободно существующими бактериями. Он передается только через яйцеклетки, то есть только по материнской (материнской) линии предков и потомков.
Клеточное дыхание: фазы и участки
Гликолиз: фаза цитоплазмы. В этой серии из десяти реакций в цитоплазме, глюкоза превращается в пару молекул пирувата. генерируются два АТФ, и кислород не требуется. Если кислород присутствует и клетка является эукариотической, пируват передается в митохондрии.
Мостиковая реакция: митохондрии, фаза 1. Пируват превращается в ацетилкофермент А за счет потери атома углерода (в форме диоксида углерода CO2) и получая на ее место молекулу кофермента А. Ацетил-КоА является важным промежуточным продуктом метаболизма во всех клетках.
Цикл Кребса: митохондрии, фаза 2. В митохондриальном матриксе ацетил-КоА объединяется с оксалоацетатом с четырехуглеродной молекулой с образованием цитрата. В серии шагов, которые генерируют два АТФ (один АТФ на предшествующую молекулу пирувата), эта молекула снова превращается в оксалоацетат. При этом переносчики электронов НАДН и ФАДН2 производятся в изобилии.
Электронная транспортная цепочка: митохондрии, фаза 3. На внутренней митохондриальной мембране переносчики электронов из цикла Кребса используются для присоединения фосфатных групп к АДФ (аденозиндифосфат) с образованием от 32 до 34 АТФ. Таким образом, клеточное дыхание генерирует От 36 до 38 АТФ на молекулу глюкозы, От 34 до 36 из них на трех митохондриальных стадиях.