Γιατί η κυτταρική αναπνοή είναι αερόβια διαδικασία
Το μοριακό οξυγόνο χρησιμεύει ως ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων κατά την κυτταρική αναπνοή. Καθώς η κυτταρική αναπνοή απαιτεί οξυγόνο, θεωρείται αερόβια διαδικασία.
Η κυτταρική αναπνοή είναι τα καθολικά σύνολα αντιδράσεων που εμπλέκονται στην παραγωγή ενέργειας με τη μορφή ATP, ξεκινώντας από την απλή οργανική ένωση, τη γλυκόζη. Τα τρία στάδια που εμπλέκονται στην κυτταρική αναπνοή είναι η γλυκόλυση, ο κύκλος του Krebs και η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων.
Βασικές περιοχές που καλύπτονται
1. Τι είναι η Κυτταρική Αναπνοή
– Ορισμός, Βήματα, Σημασία
2. Γιατί η κυτταρική αναπνοή είναι αερόβια διαδικασία
– Χρήση οξυγόνου στην κυτταρική αναπνοή
Βασικοί όροι:αερόβια αναπνοή, κυτταρική αναπνοή, αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, γλυκόλυση, κύκλος Krebs, μοριακό οξυγόνο
Τι είναι η κυτταρική αναπνοή
Η κυτταρική αναπνοή είναι η διαδικασία μέσω της οποίας η βιοχημική ενέργεια μετατρέπεται σε ενέργεια στο ATP. Είναι μια καθολική διαδικασία που παρατηρείται σε όλους τους οργανισμούς που ζουν στη γη. Εξαλείφει το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό ως απόβλητα. Οι υδατάνθρακες, οι πρωτεΐνες και το λίπος μετατρέπονται πρώτα σε γλυκόζη και στη συνέχεια χρησιμοποιούνται στην κυτταρική αναπνοή. Το ATP χρησιμεύει ως το κύριο νόμισμα της κυτταρικής ενέργειας. Η κυτταρική αναπνοή πραγματοποιείται μέσω τριών βημάτων:γλυκόλυση, κύκλος Krebs και αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων.
Γλυκόλυση
Το πρώτο βήμα της κυτταρικής αναπνοής είναι η γλυκόλυση κατά την οποία η γλυκόζη (C6) διασπάται σε δύο μόρια πυροσταφυλικού (C3). Εμφανίζεται στο κυτταρόπλασμα.
Κύκλος Krebs
Το δεύτερο βήμα της κυτταρικής αναπνοής είναι ο κύκλος του Krebs. Τα άλλα ονόματα για τον κύκλο του Krebs είναι κύκλος κιτρικού οξέος και κύκλος TCA. Εμφανίζεται μέσα στη μιτοχονδριακή μήτρα στους ευκαρυώτες. Ως εκ τούτου, τα δύο μόρια πυροσταφυλικού άλατος εισάγονται στα μιτοχόνδρια. Στα προκαρυωτικά, εμφανίζεται στο ίδιο το κυτταρόπλασμα. Το πυροσταφυλικό στη συνέχεια υφίσταται οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση για την παραγωγή ακετυλο-CoA, το οποίο με τη σειρά του συνδυάζεται με οξαλοξικό (C4), σχηματίζοντας κιτρικό άλας (C6). Τέλος, όλο το ακετυλο-CoA μετατρέπεται σε διοξείδιο του άνθρακα, 6NADH, 2FADH2 , και 2ATP.
Αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων
Το τρίτο βήμα της κυτταρικής αναπνοής είναι η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Η οξειδωτική φωσφορυλίωση είναι ο μηχανισμός της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων και τα ένζυμα στους μιτοχονδριακούς κρύστες διέπουν αυτό. Βοηθά στην παραγωγή 30 ATP οξειδώνοντας NADH και FADH2 . Η διαδικασία της πλήρους κυτταρικής αναπνοής φαίνεται στην εικόνα 1.
Εικόνα 1:Κυτταρική αναπνοή
Γιατί η κυτταρική αναπνοή είναι αερόβια διαδικασία
Το οξυγόνο χρησιμεύει ως ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων. Ως εκ τούτου, παρουσία οξυγόνου, NADH και FADH2 υφίστανται οξειδωτική φωσφορυλίωση, παράγοντας ΑΤΡ. Το μοριακό οξυγόνο δέχεται δύο ηλεκτρόνια στο τελευταίο βήμα της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, παράγοντας νερό. Δεδομένου ότι η διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής απαιτεί οξυγόνο, είναι μια αερόβια διαδικασία.
Ελλείψει οξυγόνου, τα ανόργανα θειικά και νιτρικά άλατα χρησιμεύουν ως ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων. Είναι ένα είδος αναερόβιας αναπνοής. Η ζύμωση είναι ένας άλλος τύπος αναερόβιας αναπνοής κατά την οποία το πυροσταφυλικό μετατρέπεται είτε σε γαλακτικό οξύ είτε σε αιθανόλη απουσία οξυγόνου.
Συμπέρασμα
Τα τρία βήματα της κυτταρικής αναπνοής είναι η γλυκόλυση, ο κύκλος του Krebs και η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης, η γλυκόζη διασπάται σε πυροσταφυλικό. Κατά τον κύκλο του Krebs, το ακετυλο-CoA διασπάται πλήρως σε διοξείδιο του άνθρακα, παράγοντας μόρια υψηλής ενέργειας όπως NADH και FADH2 . Αυτό το NADH και το FADH2 χρησιμοποιούνται στην παραγωγή ΑΤΡ κατά την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Εφόσον το μοριακό οξυγόνο χρησιμεύει ως ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, η κυτταρική αναπνοή είναι μια αερόβια διαδικασία.
Αναφορά:
1. «Αερόβια κυτταρική αναπνοή:Στάδια, εξίσωση και προϊόντα». Study.com , Διαθέσιμο εδώ.
Εικόνα Ευγενική προσφορά:
1. "CellRespiration" By RegisFrey – Δική εργασία (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
