Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Vrste stanica koje koriste glukozu za energiju
- Stanična respiracija omogućava organizmu da hvata energiju glukoze
- Stanična respiracija započinje razbijanjem glukoze u dva dijela
- Koje ćelije organganela oslobađa energiju pohranjenu u hrani?
- Ciklus limunske kiseline stvara enzime za stanično disanje
- Elektronski transportni lanac hvata većinu energije iz stanične respiracije
- ATP molekula čuva staničnu respiracijsku energiju u svojim fosfatnim vezama
Živi organizmi tvore energetski lanac u kojem biljke proizvode hranu koju životinje i drugi organizmi koriste za energiju. Glavni proces koji proizvodi hranu je fotosinteza u biljkama i glavna metoda pretvaranja hrane u energiju je stanično disanje.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Molekula koja prenosi energiju koristi stanice ATP, Proces staničnog disanja pretvara molekulu ADP u ATP, gdje se pohranjuje energija. To se odvija procesom glikolize u tri faze, ciklusom limunske kiseline i prijenosnim lancem elektrona. Stanično disanje dijeli i oksidira glukozu da tvori ATP molekule.
Tijekom fotosinteze biljke hvataju svjetlosnu energiju i koriste je za pokretanje kemijskih reakcija u biljnim stanicama. Svjetlosna energija omogućuje biljkama da kombiniraju ugljik iz ugljičnog dioksida u zraku s vodikom i kisik iz vode glukoza.
U staničnom disanju organizmi poput životinja jedu hranu koja sadrži glukozu i razgrađuju glukozu u energiju, ugljični dioksid i vodu. Ugljični dioksid i voda se izbacuju iz organizma, a energija se skladišti u molekuli koja se naziva adenozin trifosfat ili ATP, Molekula za prijenos energije koju koriste stanice je ATP i pruža energiju za sve ostale aktivnosti stanica i organizma.
Vrste stanica koje koriste glukozu za energiju
Živi organizmi su ili jednoćelijski prokariota ili eukariota, koji mogu biti jednostanični ili višećelijski. Glavna razlika između njih dvojice je u tome što prokarioti imaju jednostavnu staničnu strukturu bez jezgara ili staničnih organela. Eukarioti uvijek imaju jezgro i složenije ćelijske procese.
Jednostanični organizmi oba tipa mogu koristiti nekoliko metoda za proizvodnju energije, a mnogi koriste i stanično disanje. Napredne biljke i životinje svi su eukarioti i koriste gotovo stanično disanje gotovo isključivo. Biljke koriste fotosintezu za hvatanje energije iz sunca, ali tada skladište većinu te energije u obliku glukoze.
I biljke i životinje koriste glukozu proizvedenu fotosintezom kao an izvor energije.
Stanična respiracija omogućava organizmu da hvata energiju glukoze
Fotosinteza stvara glukozu, ali glukoza je samo način skladištenja kemijske energije i stanice je nemoguće izravno koristiti. Cjelokupni proces fotosinteze može se sažeti u sljedeću formulu:
6CO2 + 12H2O + svjetlosna energija → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Biljke koriste fotosintezu za pretvaranje svjetlosna energija u kemijsku energiju i oni pohranjuju kemijsku energiju u glukozu. Za korištenje iskorištene energije potreban je drugi postupak.
Ćelijsko disanje pretvara kemijsku energiju pohranjenu u glukozi u kemijsku energiju pohranjenu u molekuli ATP-a. ATP koriste sve stanice za pojačavanje metabolizma i njihovih aktivnosti. Mišićne stanice su među vrstama stanica koje koriste glukozu za energiju, ali prvo je pretvaraju u ATP.
Ukupna kemijska reakcija na stanično disanje je sljedeća:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP molekule
Stanice razgrađuju glukozu u ugljični dioksid i vodu, stvarajući energiju koju pohranjuju u molekulama ATP-a. Zatim koriste ATP energiju za aktivnosti poput ugovaranja mišića. Kompletan stanični proces disanja ima tri faze.
Stanična respiracija započinje razbijanjem glukoze u dva dijela
Glukoza je ugljikohidrat sa šest atoma ugljika. Tijekom prve faze procesa staničnog disanja tzv glikoliza, stanica razbija molekule glukoze u dvije molekule piruvata, ili molekule tri ugljika. Da bi se započeo proces potrebno je energije pa se koriste dvije molekule ATP-a iz staničnih rezervi.
Na kraju procesa, kada se stvore dvije molekule piruvata, energija se oslobađa i pohranjuje u četiri ATP molekule. Glikoliza koristi dvije ATP molekule i stvara se četiri za svaku obrađenu molekulu glukoze. Neto dobitak su dvije ATP molekule.
Koje ćelije organganela oslobađa energiju pohranjenu u hrani?
Glikoliza započinje u staničnoj citoplazmi, ali proces staničnog disanja uglavnom se odvija u mitohondriji, Vrste stanica koje koriste glukozu za energiju uključuju gotovo svaku stanicu u ljudskom tijelu, s izuzetkom visoko specijaliziranih stanica, poput krvnih stanica.
Mitohondrije su male organele vezane na membranu i tvornice su stanica koje proizvode ATP. Imaju glatku vanjsku membranu i vrlo presavijenu unutarnja membrana gdje se odvijaju reakcije staničnog disanja.
Prvo se reakcije odvijaju unutar mitohondrija kako bi se stvorio gradijent energije preko unutarnje membrane. Naknadne reakcije koje uključuju membranu proizvode energiju koja se koristi za stvaranje molekula ATP-a.
Ciklus limunske kiseline stvara enzime za stanično disanje
Piruvat nastao glikolizom nije konačni proizvod staničnog disanja. U drugom stupnju se dvije molekule piruvata pretvaraju u drugu intermedijarnu tvar acetil CoA, Acetil CoA ulazi u ciklus limunske kiseline, a ugljikovi se atomi iz prvotne molekule glukoze potpuno pretvaraju u CO2, Korijen limunske kiseline reciklira se i povezuje se s novom molekulom acetil CoA kako bi se ponovio postupak.
Oksidacijom ugljikovih atoma stvaraju se još dvije ATP molekule i pretvaraju enzimi NAD+ i FAD do NADH i FADH2, Pretvoreni enzimi koriste se u trećem i posljednjem stupnju staničnog disanja gdje djeluju kao donori elektrona za lanac transporta elektrona.
ATP molekule hvataju dio proizvedene energije, ali većina kemijske energije ostaje u molekulama NADH. Reakcije ciklusa limunske kiseline odvijaju se unutar mitohondrija.
Elektronski transportni lanac hvata većinu energije iz stanične respiracije
lanac transporta elektrona (ETC) sastoji se od niza spojeva smještenih na unutarnjoj membrani mitohondrija. Koristi elektrone iz NADH i FADH2 enzimi proizvedeni ciklusom limunske kiseline za pumpanje protona kroz membranu.
U lancu reakcija, visokoenergetski elektroni iz NADH i FADH2 prenose se nizom ETC spojeva, pri čemu svaki korak vodi u niže stanje elektronske energije i protoni se pumpaju preko membrane.
Na kraju reakcija ETC, molekule kisika prihvaćaju elektrone i tvore molekule vode. Energija elektrona koja izvorno dolazi od cijepanja i oksidacije molekule glukoze pretvorena je u a protonski energetski gradijent preko unutarnje membrane mitohondrija.
Budući da postoji neravnoteža protona preko unutarnje membrane, protoni doživljavaju silu da se difuzno vrate u unutrašnjost mitohondrija. Enzim zvan ATP sintaza ugrađen je u membranu i stvara otvor, koji omogućuje protonima da se kreću natrag preko membrane.
Kad protoni prođu kroz otvor ATP sintaze, enzim koristi energiju iz protona za stvaranje ATP molekula. Najveći dio energije od staničnog disanja uhvaćen je u ovoj fazi i pohranjen je u 32 ATP molekule.
ATP molekula čuva staničnu respiracijsku energiju u svojim fosfatnim vezama
ATP je složena organska kemikalija s adeninskom bazom i tri fosfatne skupine. Energija se skladišti u vezama koje drže fosfatne skupine. Kad ćeliji treba energija, ona prekida jednu od veza fosfatnih skupina i koristi kemijsku energiju za stvaranje novih veza u drugim staničnim tvarima. Molekula ATP-a postaje adenozin-difosfat ili ADP.
U staničnom disanju oslobođena energija koristi se za dodavanje fosfatne skupine u ADP. Dodatak fosfatne skupine bilježi energiju glikolize, ciklusa limunske kiseline i veliku količinu energije iz ETC. Nastale molekule ATP-a organizam može koristiti za aktivnosti poput kretanja, traženja hrane i reprodukcije.