3 steg i cellrespirationen ger oss en förståelse för hur cellerna får energi från glukos i korthet.

Som ni vet får växter sin mat genom en process som kallas fotosyntes. Fotosyntesen hjälper växterna att lagra energi i form av glukos. Djur har också glukos där energi lagras och används för att växa.

Nu kanske du har några frågor om levande varelser. Levande organismer använder energin genom en process som kallas cellandning. Cellrespirationen spelar en viktig roll när det gäller att frigöra energin för att bryta ner glukos för att göra ATP (Adenosintrifosfat).

Adenosintrifosfat, även känt som ATP, är en organisk förening som ger energi i levande celler i kroppen. I den här processen bildar varje glukosmolekyl 38 molekyler ATP. Här är ekvationen nedan:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ≈38 ATP

Steg för cellrespiration

Här är tre viktiga steg för cellrespirationen.

1. Cellrespirationens steg 1 (Glykolys):

Tecknet glykolys betyder ”spotta glukos” och är viktigt för cellandningen. Denna viktiga process sker i cytosolen i cytoplasman. I denna process av glykolys behöver den inget syre för att fungera, vilket kallas anaerob respiration. Glykolysen kräver glukos för att fungera, vilket är nödvändigt.

Kemisk ekvation för glykolysen:

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

Två ATP-molekyler behöver klyva glukosmolekylen och de två elektronbärarmolekylerna är 2NAD+ (nikotinamidadenin-dinukleotid). Därefter blir fyra molekyler ADP+P (Adenosindifosfat) till fyra ATP-molekyler.

Visa mer: En glukosmolekyl delas av enzymerna och bildar två molekyler pyruvat som kallas pyruvsyra. När de två pyruvatmolekylerna bildades frigjorde energin fyra ATP-molekyler och de två elektronbärarna NADH (Nicotinamide Adenine Dinucleotide + Hydrogen) tillverkades.

Nu var den kemiska reaktanten i glykolysen glukos, NAD+ och ADP. Detta har sex kolmolekyler i sin struktur.

Nu var glykolysens produkter 2 pyruvsyror, 2ATP och 2NADH. Dessa pyruvatmolekyler består av tre kolatomer.

Fortfarande består varje molekyl av väte och två elektronbärarmolekyler. Kroppens celler kan använda potentiell energi effektivt och korrekt.

1. Stegen i cellandning 2 (Krebscykeln eller citronsyracykeln):

Krbscykeln eller CAC (citronsyracykeln) kräver flera kemiska reaktioner som sker i levande organismer. Krebscykeln sker i mitokondriernas matris i eukaryota celler.

Krökcykeln frigör den lagrade energin genom metoden oxidation av acetyl-CoA.

Krökcykeln börjar med acetyl-CoA, som reagerar med en molekyl med fyra kol som kallas OAA (Oxaloacetat). Under bindningen med OAA bildas citronsyra som innehåller sex kolatomer. Följaktligen kallas Krebscykeln också för citronsyracykeln.

Denna acetyl-CoA kommer från pyruvsyror, slutprodukten av glykolysen.

Pyruvsyror deltar inte direkt i reaktionerna i Krebscykeln. Den omvandlas först till acetyl-CoA. Acetyl-CoA går in i Krebscykeln.

Fyra kolacceptormolekyler påverkar upp i cykeln, vilket gör två acetyl-CoA (vardera innehåller två kolmolekyler). Samtidigt binder två kol Acetyl-CoA med en fyra kolmolekyl genom hela cykeln och bildar sedan CO2 och olika elektronmolekyler.

Tillfälligt binder kolet med pyruvsyror och inklusive syremolekylerna för att bilda 6CO2. Dessutom bildas 8 NADH- och 2 FADH2-elektronbärarmolekyler och 2 ATP-molekyler tillsammans, där cellen kan använda den potentiella energin.

Håll dig i minnet att en acceptormolekyl med fyra kolkällor aldrig förändras och alltid anger sin första form för att ta emot ytterligare en Acetyl CoA för en extra runda för Krebscykeln. Krebscykeln återkommer kontinuerligt och kontinuerligt.

Som ni vet fortsätter alla kolväten att binda sig till pyruvsyror och till syremolekylerna och blir till koldioxid, det är det andra steget i cellandningen.

För övrigt är väteatomerna och elektronerna på NADH och FADH2 kvar från den ursprungliga glukosen. Som ett resultat av detta kommer väteatomerna, och elektronerna på NADH, och FADH2, som kommer att leda till elektrontransportkedjan för de höga energivillkoren för cellandning.

Resultatet av Krebscykeln är:

• 4 ATP (innehåller 2 molekyler från glykolysen)
• 10 NADH (innehåller 2 molekyler från glykolysen)
• 2 FADH2

1. Stegen i cellulär respiration 3 (Elektrontransportkedjan):

Den tredje fasen av cellandning betecknar elektrontransportkedjan. Elektrontransportkedjan innebär en grupp av elektrontransportörer och system som förflyttar sig från en elektrondonator till elektronacceptorer i mitten av mitokondriernas membran.

SEE MORE:

• A 2 Z om elektrontransportkedjan eller oxidativ fosforylering
• Detaljerad diskussion om stegen i den cellulära respirationen

Elektrontransportkedjans reaktanter innehar 10 NADH-elektronbärarmolekyler, 2FADH2, sex syreatomer från den ursprungliga glukosmolekylen och framför allt 34 ADP och P för att binda till ATP-syntesen. ATP-syntas är en typ av enzym som kontinuerligt tillverkar ATP för reaktionerna och cellandningen. 10 NADH består av 2 molekyler från glykolysen och 8 molekyler från Krebscykeln. 2FADH2 accepteras från Krebscykeln.

Dessa reaktanter kommer dessutom att överföra elektronerna från elektronbärarmolekylerna från hög till låg transportkedja med hjälp av aktiv transport. NADH och FADH2 avger elektroner med hög potentiell energi. Å andra sidan är elektrontransportkedjan från mitokondrions centrala membran, som ockuperade elektronerna med hög potentiell energi längs vägen.

Det finns tre typer av molekyler i elektrontransportsystemet.

1. Flavoprotein
2. Cytokrom
3. Ubiquinoner eller koenzym Q.

Som ni vet fångas elektronerna med hög potentiell energi in, medan de högenergiska elektronerna också transporterar vätejoner från NADH och FADH2 från den ena sidan till den andra av mitokondriernas centrala membran.

NADH och FADH2 finns i mitokondriernas matris och accepterar elektrontransportkedjan för att generera ATP upprepade gånger. 10 NADH-elektroner har lägre nivåer av energibehov, så de kommer inte att orsaka många ATP. NADH kommer för övrigt att ge 3 ATP, medan varje FADH2 kommer att skapa 2 ATP effektivt i cellen. Det ger några ATP eftersom elektronerna överförs till elektrontransportkedjan som har obetydligt lägre energinivåer än NADH.

Denna aeroba andning kommer att resultera om inte cellerna i kroppen använder syret på ett effektivt sätt. Generellt sett utnyttjas dessa aspekter av den aeroba respirationen för att bestämma ATP från glukosmolekyler i den cellulära respirationen. Glukos spelar en viktig roll i glykolysen, Krebscykeln och ETC (elektrontransportkedjan). En glukosmolekyl kan potentiellt orsaka 38 molekyler ATP från cellandning.

Katabolism av proteiner, fetter och kolhydrater i cellandningens tre steg

Steg 1: Oxidation av fettsyror, glukos och vissa aminosyror ger acetyl-CoA.

Steg 2: Oxidation av acetylgrupper i citronsyracykeln omfattar fyra steg där elektroner abstraheras.

Steg 3: Elektroner som transporteras av NADH och FADH2 leds in i en kedja av mitokondriella (eller, i bakterier, plasmamembranbundna) elektronbärare – den respiratoriska kedjan – som slutligen reducerar O2 till H2O. Detta elektronflöde driver produktionen av ATP.