Зміст
- Паливо для енергії
- Порівнюючи бродіння та клітинне дихання
- Енергія від клітинного дихання
- Енергія від процесу бродіння
Все життя потребує енергії для виконання життєвих функцій. Навіть сидіти і читати забирає енергію. Зростання, травлення, рухомість: все вимагає витрачання енергії. Біг на марафон забирає багато енергії. Отже, звідки береться вся ця енергія?
Паливо для енергії
Енергія, необхідна для виконання життєвих функцій, надходить від розпаду цукру. Фотосинтез використовує енергію сонця для об'єднання вуглекислого газу та води для утворення глюкози (цукру), виділяючи кисень як продукт відходу. Рослини зберігають цю глюкозу як цукор або крохмаль. Тварини, грибки, бактерії та - іноді - інші рослини живляться цими рослинними ресурсами, розщеплюючи крохмаль або цукор, щоб звільнити накопичену енергію.
Порівнюючи бродіння та клітинне дихання
Ферментація та клітинне дихання відрізняються одним критичним фактором: киснем. Клітинне дихання використовує кисень у хімічній реакції, яка звільняє енергію з їжі. Бродіння відбувається в анаеробному або кисневому середовищі. Оскільки для ферментації не використовується кисень, молекула цукру не руйнується повністю і тим самим вивільняє менше енергії. Процес бродіння в клітинах вивільняє близько двох енергетичних одиниць, тоді як клітинне дихання звільняє загалом близько 38 енергетичних одиниць.
Енергія від клітинного дихання
При клітинному диханні кисень поєднується з цукрами, щоб звільнити енергію. Цей процес починається в цитоплазмі і завершується в мітохондріях. У цитоплазмі один цукор розпадається на дві молекули піровиноградної кислоти, вивільняючи дві енергетичні одиниці аденозинтрифосфату або АТФ. Дві молекули піровиноградної кислоти переміщуються в мітохондрії, де кожна молекула перетворюється на молекулу під назвою ацетил CoA. Атоми водню ацетил CoA видаляються у присутності кисню, вивільняючи електрон щоразу, поки не залишається водню. У цей момент ацетил CoA був розбитий, і залишаються лише вуглекислий газ і вода. Цей процес випускає чотири енергоблоки АТФ. Тепер електрони проходять по ланцюгу транспорту електронів, в кінцевому рахунку вивільняючи близько 32 одиниць АТФ. Так, процес клітинного дихання звільняє приблизно 38 одиниць енергії АТФ з кожної молекули глюкози.
Енергія від процесу бродіння
Що робити, якщо клітині не вистачає кисню для клітинного дихання? Фраза "відчути опік" є результатом цього анаеробного шляху. Якщо рівень кисню в клітинах занадто низький для клітинного дихання, як правило, через те, що легені не можуть йти в ногу з необхідними клітинам кисню, то відбувається бродіння клітинного дихання. У цьому випадку молекула цукру розпадається лише в клітинах цитоплазми, вивільняючи близько двох енергетичних одиниць АТФ. Процес розпаду не триває в мітохондріях. Цей частковий розпад глюкози звільняє трохи енергії, тому клітина може продовжувати працювати, але неповна реакція виробляє молочну кислоту, яка накопичується в клітині. Це молочнокисле бродіння викликає відчуття печіння, коли м'язи не отримують достатню кількість кисню для клітинного дихання.