3 pași ai respirației celulare ne fac să înțelegem pe scurt cum obțin celulele energie din glucoză.

După cum știți, plantele își obțin hrana printr-un proces numit fotosinteză. Fotosinteza ajută plantele să stocheze energie sub formă de glucoză. Animalele au, de asemenea, glucoză în care energia este stocată și utilizată pentru creștere.

Acum, s-ar putea să aveți câteva întrebări despre ființele vii. Lucrurile vii folosesc această energie printr-un proces numit respirație celulară. Respirația celulară joacă un rol important în eliberarea energiei pentru a descompune glucoza pentru a produce ATP (Adenozin Trifosfat).

Adenosin Trifosfat, cunoscut și ca, ATP este un compus organic, care furnizează energie în celulele vii din organism. În acest proces, fiecare moleculă de glucoză produce 38 de molecule de ATP. Iată ecuația de mai jos:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ≈38 ATP

Etapele respirației celulare

Iată trei etape importante ale respirației celulare.

1. Etapele respirației celulare 1 (Glicoliza):

Termenul glicoliză înseamnă, „scuiparea glucozei” și este important pentru respirația celulară. Acest proces esențial are loc în citosolul din citoplasmă. În acest proces de glicoliză, nu are nevoie de oxigen pentru a funcționa, ceea ce este cunoscut sub numele de respirație anaerobă. Glicoliza are nevoie de glucoză pentru a funcționa, care este necesară.

Ecuația chimică a glicolizei:

C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP → 2 piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O

Două molecule de ATP au nevoie de scindarea moleculei de glucoză, iar moleculele purtătoare de doi electroni sunt 2NAD+ (nicotinamidă adenină dinucleotidă). Apoi, patru molecule de ADP+P (adenozindifosfat) vor deveni patru molecule de ATP.

Vezi mai mult: Procesul pas cu pas al glicolizei.

O moleculă de glucoză este scindată de către enzime și se formează în două molecule de piruvat, așa cum este cunoscut ca acid piruvic. Când s-au format cele două molecule de piruvat, energia a eliberat patru molecule de ATP și s-au format purtătorii de doi electroni NADH (Nicotinamidă Adenină Dinucleotidă + Hidrogen).

AcumReactantul chimic al glicolizei a fost glucoza, NAD+ și ADP. Aceasta are în structura sa molecule cu șase atomi de carbon.

Acum, produsele glicolizei au fost 2 acizi piruvici, 2ATP și 2NADH. Aceste molecule de piruvat sunt formate din trei atomi de carbon.

În plus, fiecare moleculă este formată din molecule de hidrogen și două molecule purtătoare de electroni. Celulele organismului pot utiliza energia potențială în mod eficient și corespunzător.

1. Etapele respirației celulare 2 (ciclul Krebs sau ciclul acidului citric):

Ciclul Krebs sau CAC (ciclul acidului citric) necesită mai multe reacții chimice care au loc în organismele vii. Ciclul Krebs are loc în matricea mitocondriilor din celulele eucariote.

Ciclul Krebs a eliberat energia stocată prin metoda de oxidare a acetil-CoA.

Ciclul Krebs începe cu acetil-CoA, care reacționează cu molecula cu patru atomi de carbon cunoscută sub numele de OAA (oxaloacetat). În timpul legăturii cu OAA, se produce acid citric care include șase atomi de carbon. În consecință, ciclul Krebs este cunoscut și sub numele de ciclul acidului citric.

Acest acetil-CoA provine din acizii piruvici, produsul final al glicolizei.

Acizii piruvici nu participă direct la reacțiile din ciclul Krebs. Acesta se transformă mai întâi în acetil-CoA. Acetil-CoA intră în ciclul Krebs.

Molcula acceptoare cu patru atomi de carbon influențează ciclul, care face două acetil-CoA (fiecare conține două molecule de carbon). În același timp, acetil-CoA cu două atomi de carbon se leagă cu o moleculă cu patru atomi de carbon pe tot parcursul ciclului, iar apoi formează CO2 și diferite molecule de electroni.

În plus, carbonul se leagă cu acizii piruvici și inclusiv cu moleculele de oxigen pentru a face 6CO2. Mai mult, se formează împreună 8 molecule de purtător de electroni NADH și 2 molecule de FADH2 și 2 molecule de ATP, în care celula poate folosi energia potențială.

Rețineți, o moleculă de acceptor cu patru atomi de carbon nu se schimbă niciodată și întotdeauna se declară la prima sa formă pentru a lua un alt Acetil CoA pentru o rundă suplimentară pentru ciclul Krebs. Ciclul Krebs se repetă continuu și neîntrerupt.

După cum știți, toți carbonații continuă să se lege cu acizii piruvici și cu moleculele de oxigen și să devină dioxid de carbon, acesta fiind al doilea pas al respirației celulare.

Mai mult, atomii de hidrogen și electronii de pe NADH și FADH2 sunt rămași de la glucoza inițială. Ca urmare, atomii de hidrogen, și electronii de pe NADH, și FADH2, care vor conduce la lanțul de transport al electronilor pentru condițiile de energie ridicată pentru respirația celulară.

Rezultatele ciclului Krebs sunt:

• 4 ATP (conține 2 molecule din Glicoliză)
• 10 NADH (conține 2 molecule din Glicoliză)
• 2 FADH2

1. Etapele respirației celulare 3 (Lanțul de transport al electronilor):

Cea de-a treia fază a respirației celulare denumește lanțul de transport al electronilor. Lanțul de transport al electronilor implică un grup de transportori de electroni și sisteme care se deplasează de la un donor de electroni la acceptori de electroni în centrul membranei mitocondriale.

VEZI MAI MULT:

• A 2 Z despre lanțul de transport al electronilor sau fosforilarea oxidativă
• Dezbatere detaliată despre etapele respirației celulare

Reactanții lanțului de transport al electronilor dețin 10 molecule de transport al electronilor NADH, 2FADH2, șase atomi de oxigen din molecula inițială de glucoză și, mai ales, 34 ADP și P pentru a se lega cu ATP Sinteza. ATP Sinteza ATP este un tip de enzimă care produce ATP în mod continuu pentru reacțiile și respirația celulară. 10 NADH este de 2 molecule din Glicoliză, 8 molecule din ciclul Krebs. 2FADH2 este acceptat din ciclul Krebs.

În plus, acești reactanți vor transfera electronii de la moleculele purtătoare de electroni de la lanțul de transport superior la cel inferior prin utilizarea transportului activ. NADH și FADH2 au descărcat electroni cu potențial energetic ridicat. Pe de altă parte, lanțul de transport al electronilor pornește de la membrana centrală a mitocondriei, care a ocupat pe parcurs electronii cu potențial energetic ridicat.

Există trei tipuri de molecule în sistemul de transport al electronilor.

1. Flavoproteina
2. Citocromul
3. Ubichinonele sau Coenzima Q.

După cum știți, electronii cu potențial energetic ridicat sunt captați, în timp ce electronii de mare energie transportă, de asemenea, ionii de hidrogen de la NADH și FADH2 de la o parte la alta a membranei centrale a mitocondriei.

NADH și FADH2 se află în matricea mitocondriilor și acceptă lanțul de transport al electronilor pentru a genera ATP în mod repetat. 10 Electronii NADH au niveluri mai mici de cerință energetică, deci nu vor genera mulți ATP. NADH va da întâmplător 3 ATP, în timp ce fiecare FADH2 va crea 2 ATP în mod eficient în celulă. Aceasta produce niște ATP deoarece electronii transferați către lanțul de transport al electronilor care are niveluri nesemnificativ mai mici de energie decât NADH.

Această respirație aerobă va rezulta dacă celulele din organism nu folosesc eficient oxigenul. În general, aceste aspecte ale respirației aerobe utilizate pentru a determina ATP din moleculele de glucoză în respirația celulară. Glucoza joacă un rol vital în Glicoliză, în ciclul Krebs, în ETC (lanțul de transport al electronilor). O moleculă de glucoză poate determina potențial 38 de molecule de ATP din respirația celulară.

Catabolismul proteinelor, grăsimilor și carbohidraților în cele 3 etape ale respirației celulare

Etapa 1: prin oxidarea acizilor grași, a glucozei și a unor aminoacizi se obține acetil-CoA.

Etapa 2: oxidarea grupărilor acetil în ciclul acidului citric include patru etape în care sunt abstracți electroni.

Etapa 3: electronii transportați de NADH și FADH2 sunt canalizați într-un lanț de purtători de electroni mitocondriali (sau, la bacterii, legați de membrana plasmatică) – lanțul respirator – reducând în cele din urmă O2 la H2O. Acest flux de electroni conduce la producerea de ATP.

.