Tiere, einschließlich Menschen, erhalten Energie aus der Nahrung, die sie durch einen komplexen Prozess namens zellulärer Atmung verbrauchen. Dieser lebenswichtige biochemische Weg findet in den Zellen des Körpers statt und wandelt die in Lebensmittel gespeicherte chemische Energie in nutzbare Energie in Form von ATP -Molekülen (Adenosintriphosphat) um. Hier ist eine vereinfachte Erklärung des Prozesses der Zellatmung:
Glykolyse (Schritt 1):
1. Verdauung :Tiere nehmen Lebensmittel auf, die verschiedene organische Verbindungen enthalten, wie Kohlenhydrate, Fette und Proteine.
- Kohlenhydrate werden in einfachen Zucker (Glukose) im Mund und im Dünndarm unterteilt.
- Proteine werden in Aminosäuren zerlegt und Fette werden in Fettsäuren und Glycerin unterteilt.
2. Zelltrieb :Glukose, Aminosäuren und Fettsäuren werden in die Zellen transportiert.
3. Glykolyse -Abschlusse :
- Im Zytoplasma erfährt Glucose eine Reihe enzymatischer Reaktionen, die als Glykolyse bezeichnet werden.
- Die Glykolyse teilt jedes Glucosemolekül in zwei Pyruvatmoleküle zusammen mit einer geringen Menge ATP (2 Netto -ATP -Moleküle) und NADH (Nikotinamid -Adenin -Dinukleotid), ein Energieträgermolekül.
Pyruvatverarbeitung (Schritt 2):
4. Pyruvat zu Acetyl Coa :Die in der Glykolyse produzierten Pyruvatmoleküle gelangen in die Mitochondrien, die Energiezentren der Zelle.
- Jedes Pyruvatmolekül erfährt eine weitere Verarbeitung, um Acetyl -CoA (Acetyl -Coenzym A) zu bilden, das die Acetylgruppe trägt.
Krebszyklus (Zitronensäurzyklus) (Schritt 3):
5. Energieextraktion :Acetyl COA tritt in den Krebszyklus ein, eine Reihe von chemischen Reaktionen, die innerhalb der Mitochondrien auftreten.
- Über mehreren Zyklen werden die Acetylgruppen von Acetyl-CoA oxidiert, wodurch Kohlendioxid (CO2) freigesetzt und Elektronenträger mit hoher Energien erzeugt werden:NADH und FADH2 (Flavin-Adenin-Dinukleotid).
Elektronentransportkette (Schritt 4):
6. Elektronentransfer :NADH- und FADH2-Moleküle, die in der Glykolyse erzeugt wurden, und der Krebszyklus befördert energiereiche Elektronen zur Elektronentransportkette, eine Reihe von membrangebundenen Proteinkomplexen.
- Wenn sich die Elektronen durch die Kette bewegen, wird ihre Energie verwendet, um Wasserstoffionen (H+) über die mitochondriale Membran zu pumpen und einen Gradienten zu erzeugen.
7. ATP -Produktion :Die Wasserstoffionen (H+), die über den Membranfluss durch einen spezifischen Proteinkomplex, der als ATP -Synthase bezeichnet wird, zurückgepumpt und die Synthese von ATP -Molekülen antreiben.
- ATP -Synthase wirkt wie eine winzige Turbine und wandelt die Energie des Protonengradienten in die in ATP gespeicherte chemische Energie um.
8. Oxidative Phosphorylierung :Sauerstoff dient als endgültiger Elektronenakzeptor in der Elektronentransportkette und kombiniert mit Elektronen und Wasserstoffionen zur Bildung von Wasser (H2O).
- Dieser Prozess ist als oxidative Phosphorylierung bekannt, bei der Sauerstoff verwendet wird, um den größten Teil des ATP bei der Zellatmung zu erzeugen.
ATP -Auslastung:
9. Energie für zelluläre Prozesse :Die ATP -Moleküle, die durch zelluläre Atmung produziert werden, sind die primäre Energiequelle für verschiedene zelluläre Prozesse wie Muskelkontraktion, Nervenimpulsübertragung und chemische Synthese.
- In ATP gespeicherte Energie wird freigesetzt, wenn seine terminale Phosphatbindung gebrochen ist und chemische Energie für zelluläre Aktivitäten freigibt.
Zusammenfassend ist die Zellatmung ein Prozess, durch den Tiere die in Lebensmittel gespeicherte chemische Energie in ATP -Moleküle, die Energiewährung der Zelle, umwandeln. Dieser komplizierte Prozess umfasst Glykolyse, Pyruvatverarbeitung, Krebszyklus und die Elektronentransportkette. Die zelluläre Atmung ermöglicht es Tieren, Energie aus den Nahrungsmitteln zu extrahieren, die sie konsumieren, und nutzen sie, um ihre zellulären Funktionen zu betreiben und das Leben aufrechtzuerhalten.