Клеточное дыхание
Клеточное дыхание - это то, что клетки делают для расщепления сахаров, чтобы получить энергию, которую они могут использовать. Клеточное дыхание принимает пищу и использует ее для создания АТФ, химического вещества, которое клетка использует для получения энергии.
Обычно этот процесс использует кислород и называется аэробным дыханием. Он состоит из четырех стадий, известных как гликолиз, реакция связи, цикл Кребса и транспортная цепь электронов. В результате образуется АТФ, который снабжает клетки энергией, необходимой для работы.
Когда им не хватает кислорода, клетки используют анаэробное дыхание, которое не требует кислорода. Однако этот процесс производит молочную кислоту и не так эффективен, как при использовании кислорода.
Аэробное дыхание, процесс, который использует кислород, производит гораздо больше энергии и не производит молочную кислоту. Он также производит углекислый газ как отходящий продукт, который затем поступает в кровеносную систему. Углекислый газ доставляется в легкие, где он обменивается на кислород.
Упрощенная формула аэробного клеточного дыхания:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Энергия (как ATP)
Слово "уравнение" для этого:
Глюкоза (сахар) + Кислород → Углекислый газ + Вода + Энергия (как АТФ)
Аэробное клеточное дыхание имеет четыре стадии. Каждая из них важна и не могла произойти без предшествующей. Этапы аэробно-клеточного дыхания:
Гликолиз
При гликолизе глюкоза в цитоплазме разбивается на две молекулы пирувата. Для десяти промежуточных соединений в этом процессе требуется десять ферментов.
- Два богатых энергией АТФ запускают процесс.
- В конце находятся две молекулы пирувата, плюс
- Уровень субстрата - Четыре молекулы АТФ изготовлены в реакции под номером 7 и 10.
- В клетках, использующих кислород, пируват используется во втором процессе - цикле Кребса, который производит больше молекул АТФ.
Производительность цикла
В учебниках биологии часто говорится, что на одну окисленную молекулу глюкозы при клеточном дыхании можно изготовить 38 молекул АТФ (две из гликолиза, две из цикла Кребса и около 34 из транспортной цепи электронов). Однако процесс фактически производит меньше энергии (АТФ) из-за потерь через протекающие мембраны. Оценки составляют от 29 до 30 АТФ на глюкозу.
Аэробный метаболизм примерно (см. предложение выше) в 15 раз эффективнее, чем анаэробный. Анаэробный метаболизм дает 2 моль АТФ на 1 моль глюкозы. Они разделяют начальный путь гликолиза, но аэробный метаболизм продолжается с циклом Кребса и окислительным фосфорилированием. Постгликолитические реакции происходят в митохондриях в эукариотических клетках и в цитоплазме в прокариотических клетках.
Реакция на связь
Пируват из гликолиза активно закачивается в митохондрии. Одна молекула углекислого газа и одна молекула водорода удаляются из пирувата (так называемое окислительное декарбоксилирование) для образования ацетиловой группы, которая присоединяется к ферменту, называемому CoA, и образует ацетиловую CoA. Это необходимо для цикла Кребса.
цикл Кребса
Ацетил КоА соединяется с оксалоацетатом и образует соединение с шестью атомами углерода. Это первый шаг в постоянно повторяющемся цикле Кребса. Поскольку из каждой молекулы глюкозы получают две молекулы ацетил-КоА, на каждую молекулу глюкозы требуется два цикла. Поэтому в конце двух циклов получаются следующие продукты: два АТФ, шесть NADH, два FADH и четыре CO2. АТФ является молекулой, которая несет энергию в химической форме для использования в других клеточных процессах. Этот процесс также известен как цикл TCA (трикарбоксильный (try-car-box-ILL-ick) кислотный цикл), цикл лимонной кислоты, или цикл Кребса после биохимика, который выяснил его реакции.
Электронная транспортная цепь (ETC)
Именно здесь производится большая часть ATP. Все молекулы водорода, которые были удалены на предыдущих этапах (цикл Кребса, реакция Link), закачиваются внутрь митохондрий, используя энергию, которую высвобождают электроны. В конце концов, электроны, питающие закачку водорода в митохондрии, смешиваются с некоторым количеством водорода и кислорода, образуя воду, и молекулы водорода перестают закачиваться.
В конце концов, водород возвращается в цитоплазму митохондрий по белковым каналам. По мере поступления водорода АТФ изготавливается из АДФ и фосфат-ионов.
Вопросы и ответы
В: Что такое клеточное дыхание?
О: Клеточное дыхание - это процесс, который клетки используют для расщепления сахаров и получения энергии, которую они могут использовать. Оно принимает пищу и использует ее для создания АТФ, химического вещества, которое клетка использует для получения энергии.
В: Каковы два типа дыхания?
О: Два типа дыхания - это аэробное дыхание и анаэробное дыхание. Аэробное дыхание использует кислород и производит больше энергии, чем анаэробное дыхание, но не производит молочную кислоту. При анаэробном дыхании кислород не используется, а вместо него образуется молочная кислота.
В: Какова формула аэробного клеточного дыхания?
О: Формула аэробного клеточного дыхания: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + энергия (в виде АТФ). Словесное уравнение для этого: Глюкоза (сахар) + кислород → углекислый газ + вода + энергия (в виде АТФ).
В: Сколько стадий имеет аэробное клеточное дыхание?
О: Аэробное клеточное дыхание имеет четыре стадии - гликолиз, реакция Линка, цикл Кребса и цепь переноса электронов - каждая из которых важна и не может происходить без предыдущей.
В: Что происходит с углекислым газом, образующимся во время аэробного клеточного дыхания?
О: Углекислый газ, образующийся во время аэробного клеточного дыхания, попадает в кровеносную систему, откуда он направляется в легкие, где обменивается на кислород.
В: Какой тип отходов образуется при анаэробном дыхании?
О: Анаэробное дыхание производит молочную кислоту в качестве продукта отходов, в то время как аэробное дыхание производит углекислый газ в качестве продукта отходов.
