Живи организми чине енергетски ланац у којем биљке производе храну коју животиње и други организми користе за енергију. Главни процес који производи храну је фотосинтеза код биљака и главни метод претварања хране у енергију је ћелијско дисање.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
Молекул за пренос енергије који користе ћелије је АТП. Процес ћелијског дисања претвара молекул АДП у АТП, где се енергија складишти. Ово се одвија кроз тростепени процес гликолизе, циклус лимунске киселине и ланац транспорта електрона. Ћелијско дисање се раздваја и оксидира глукозу дајући молекуле АТП.
Током фотосинтезе, биљке хватају светлосну енергију и користе је за покретање хемијских реакција у биљним ћелијама. Светлосна енергија омогућава биљкама да комбинују угљеник из угљен-диоксида у ваздуху са водоником и кисеоником из воде да би се формирали глукоза.
У ћелијско дисање, организми попут животиња једу храну која садржи глукозу и разлажу глукозу на енергију, угљен-диоксид и воду. Угљен-диоксид и вода се избацују из организма и енергија се складишти у молекулу тзв
Врсте ћелија које користе глукозу за енергију
Живи организми су или једноћелијски прокариоти или еукариоти, који могу бити једноћелијски или вишећелијски. Главна разлика између њих две је та што прокариоти имају једноставну ћелијску структуру без језгра или ћелијских органела. Еукариоти увек имају а језгро и сложенијих ћелијских процеса.
Једноћелијски организми оба типа могу да користе неколико метода за производњу енергије, а многи користе и ћелијско дисање. Напредне биљке и животиње су сви еукариоти и готово искључиво користе ћелијско дисање. Биљке користе фотосинтезу за хватање сунчеве енергије, али затим већину те енергије складиште у облику глукозе.
И биљке и животиње користе глукозу произведену из фотосинтезе као извор енергије.
Ћелијско дисање омогућава организмима да ухвате енергију глукозе
Фотосинтеза производи глукозу, али глукоза је само начин складиштења хемијске енергије и ћелије је не могу директно користити. Целокупан процес фотосинтезе може се сажети у следећу формулу:
6ЦО2 + 12Х2О + светлосна енергија → Ц.6Х.12О.6 + 6О2 + 6Х2О.
Биљке користе фотосинтезу за претварање светлосна енергија у хемијску енергију и хемијску енергију складиште у глукози. Други поступак је потребан да би се искористила ускладиштена енергија.
Ћелијско дисање претвара хемијску енергију ускладиштену у глукози у хемијску енергију ускладиштену у молекулу АТП. АТП користе све ћелије за снабдевање свог метаболизма и својих активности. Мишићне ћелије су међу врстама ћелија које користе глукозу за енергију, али је прво претварају у АТП.
Укупна хемијска реакција ћелијског дисања је следећа:
Ц.6Х.12О.6 + 6О2 → 6ЦО2 + 6Х2О + АТП молекули
Ћелије разлажу глукозу на угљен-диоксид и воду, док производе енергију коју складиште у АТП молекулима. Затим користе АТП енергију за активности попут контракције мишића. Комплетни процес ћелијског дисања има три фазе.
Ћелијско дисање започиње разбијањем глукозе на два дела
Глукоза је угљени хидрат са шест атома угљеника. Током прве фазе процеса ћелијског дисања тзв гликолиза, ћелија разбија молекуле глукозе на два молекула пирувата или молекула са три угљеника. За започињање процеса потребна је енергија, па се користе два АТП молекула из ћелијских резерви.
На крају процеса, када се створе два молекула пирувата, енергија се ослобађа и складишти у четири АТП молекула. Гликолиза користи два молекула АТП и производи четири за сваки обрађени молекул глукозе. Нето добитак су два АТП молекула.
Које од ћелијских органела ослобађају енергију која се чува у храни?
Гликолиза започиње у ћелијској цитоплазми, али се процес ћелијског дисања углавном одвија у митохондрије. Врсте ћелија које користе глукозу за енергију укључују скоро све ћелије у људском телу, са изузетком високо специјализованих ћелија као што су крвне ћелије.
Митохондрији су мале органеле везане за мембрану и фабрике су ћелија које производе АТП. Имају глатку спољну мембрану и веома су пресавијени унутрашња опна где се одвијају реакције ћелијског дисања.
Реакције се прво одвијају унутар митохондрија да би произвеле градијент енергије кроз унутрашњу мембрану. Накнадне реакције које укључују мембрану производе енергију која се користи за стварање молекула АТП.
Циклус лимунске киселине производи ензиме за ћелијско дисање
Пируват произведен гликолизом није коначни производ ћелијског дисања. Друга фаза прерађује два молекула пирувата у другу међу супстанцу која се назива ацетил ЦоА. Ацетил ЦоА улази у циклус лимунске киселине а атоми угљеника из оригиналног молекула глукозе у потпуности се претварају у ЦО2. Тхе лимунска киселина корен се рециклира и повезује са новим молекулом ацетил ЦоА да би се поновио поступак.
Оксидацијом атома угљеника настају још два АТП молекула и претвара ензиме НАД+ и ФАД до НАДХ и ФАДХ2. Претворени ензими се користе у трећој и последњој фази ћелијског дисања, где делују као донатори електрона за ланац транспорта електрона.
Молекули АТП хватају део произведене енергије, али већина хемијске енергије остаје у молекулима НАДХ. Реакције циклуса лимунске киселине одвијају се унутар митохондрија.
Ланац транспорта електрона захваћа већину енергије из ћелијског дисања
Тхе ланац за транспорт електрона (ЕТЦ) састоји се од низа једињења која се налазе на унутрашњој мембрани митохондрија. Користи електроне из НАДХ и ФАДХ2 ензими произведени циклусом лимунске киселине за пумпање протона преко мембране.
У ланцу реакција, високоенергетски електрони из НАДХ и ФАДХ2 се преносе низом ЕТЦ једињења са сваким кораком који доводи до нижег енергетског стања електрона и протони се пумпају кроз мембрану.
На крају ЕТЦ реакција, молекули кисеоника прихватају електроне и формирају молекуле воде. Енергија електрона која првобитно долази од цепања и оксидације молекула глукозе претворена је у градијент протонске енергије преко унутрашње мембране митохондрија.
Будући да постоји дисбаланс протона преко унутрашње мембране, протони осећају силу да се дифундирају назад у унутрашњост митохондрија. Ензим тзв АТП синтаза је уграђен у мембрану и ствара отвор који омогућава протонима да се крећу натраг преко мембране.
Када протони прођу кроз отвор АТП синтазе, ензим користи енергију из протона да створи молекуле АТП. Главнина енергије из ћелијског дисања је ухваћена у овој фази и ускладиштена је у 32 АТП молекула.
АТП молекул чува ћелијску енергију дисања у својим фосфатним везама
АТП је сложена органска хемикалија са аденинском базом и три фосфатне групе. Енергија се складишти у везама које држе фосфатне групе. Кад ћелији треба енергија, она прекида једну од веза фосфатних група и користи хемијску енергију за стварање нових веза у другим ћелијским супстанцама. Молекул АТП постаје аденозин дифосфат или АДП.
У ћелијском дисању, ослобођена енергија се користи за додавање фосфатне групе у АДП. Додатак фосфатне групе хвата енергију из гликолизе, циклус лимунске киселине и велику количину енергије из ЕТЦ-а. Организам који настале молекуле АТП може користити за активности као што су кретање, тражење хране и размножавање.