Hvordan opfanger celler energi frigivet af cellulær respiration?

Alle levende ting har brug for energi til at overleve, så celler bruger en stor indsats for at omdanne energi til en form, som kan pakkes og bruges. Da dyr har udviklet sig, har også kompleksiteten af ​​energiproduktionssystemerne. Åndedrætssystemet, fordøjelsessystemet, kredsløbssystemet og lymfesystemet er alle dele af kroppen hos mennesker, der kun er nødvendige for at fange energi i et enkelt molekyle, der kan opretholde livet.

ATP

hensigten om cellulær respiration er at generere ATP eller adenosintrifosfat, det primære energilagrings- og overføringsmolekyle i cellen. ATP er et komplekst molekyle, der indeholder nogle få forskellige molekylære ringstrukturer, men det vigtige ved at huske er de tre tilknyttede fosfatgrupper, hvorfra navnet triphosphat stammer. ATP bruges til at opretholde sådanne processer som muskelkontraktion, hvorefter det bliver et molekyle af ADP eller adenosindiphosphat. Ved cellulær åndedræt er ADP udstyret med fosfat for at blive ATP igen.

Katabolisk reaktion

Kemisk energi genereres ved nedbrydning af molekyler. Der er mange måder at beskrive denne reaktion på, men udtrykket katabolisme bruges til at beskrive den præcise nedbrydning af molekyler til energi i cellen. I tilfælde af ATP frigør fjernelsen af ​​en phosphatgruppe en stor mængde fri energi, hvilket tillader molekylet at blive anvendt til arbejde. Den kemiske reaktion sker gennem hydrolyse, hvor dekomponering af et stof ledsages af indsættelse af et vandmolekyle mellem to bindinger. Når den tredje phosphatgruppe er blevet fjernet, har ADP kun to tilbage. Derfor vil en enkelt fosfatgruppe genoprette ADP til ATP.

Glukose

Energi går ind i processen med cellulær respiration i form af glucose, et simpelt sukker, der fordøjes og nedbrydes fra kompleks kulhydrater, så bragt ind i cellerne gennem kroppens kredsløbssystemer. Glucose er et almindeligt og let modificeret molekyle. Planter syntetiserer glucose som et slutprodukt i processen kendt som fotosyntese ved at omdanne lysenergi til kemisk energi.

Energieudvinding

Dyr på den anden side udvinder energi fra glucose med det formål at producerer ATP som et slutresultat. I modsætning til fotosyntese forbliver energien i samme form. Det begynder som kemisk energi og ender som kemisk energi. Dette opnås ved at modificere glucose i en meget kompleks og involveret vej for at udvinde den nødvendige energi til at nulstille ADP til ATP. Med andre ord, hvis nedbrydningen af ​​ATP leverer arbejde til kroppen, skal en udvendig energikilde blive brudt ned for at genoprette ATP, fordi energien ikke kan genoptages og kun strømmer en vej gennem systemet.

Energiproduktion

Fra en enkelt molekyl af glucose kan en celle generere et nettovægt på 36 molekyler af ATP. Men det meste af energien i en organisme går tabt som varme, så processen er meget ineffektiv. Faktisk frigør alle energibesparende reaktioner varme. Den energi, der er tilbage, kan sættes i gang med at holde en organisme aktiv og levende.