Процесс дыхания или обычно известный как дыхание очень важен для живых существ, особенно для того, чтобы они могли выжить, одна из которых - иметь возможность получать энергию. В процессе выработки энергии дыхание делится на 2 формы: аэробное дыхание и анаэробное дыхание. Основное различие между ними - их зависимость от кислорода. Аэробное дыхание - это процесс дыхания, который требует кислорода, тогда как анаэробное дыхание не требует кислорода. Энергия, полученная в результате этого процесса, поможет нам в нашей повседневной деятельности.
По этому поводу мы поговорим об аэробном дыхании, начиная с понимания и заканчивая его стадиями.
Аэробного дыхания
Немного о дыхании, дыхание - это процесс восстановления, окисления и разложения, независимо от того, может ли он использовать кислород или нет, который преобразует сложные органические соединения в более простые соединения, а также сопровождается процессом высвобождения некоторой энергии в форму АТФ (аденозинтрифосфат). . Форма энергии, генерируемая в результате этого процесса, исходит из химической потенциальной энергии в форме химических связей.
Между тем, мы можем интерпретировать аэробное дыхание как реакцию на расщепление соединений глюкозы, которым требуется кислородная помощь. Кислород здесь играет роль в захвате электронов, которые затем вступают в реакцию с ионами водорода с образованием воды (H 2 O). Это событие будет происходить в нашем организме в двух местах, а именно в цитоплазме (происходит гликолиз).
Источник изображения: genome.gov
и митохондрии (прогрессирование окислительного декарбоксилирования, цикл Кребса и перенос электронов).
Источник изображения: tribunnewswiki.com
Этапы аэробного дыхания
Зная, что такое аэробное дыхание, пришло время узнать, как работает этот процесс дыхания и какие результаты мы получим. Для начала рассмотрим пример реакции на аэробное дыхание, которая выглядит так:
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 -> 6CO 2 + 6H 2 O + Энергия (38 АТФ)
Для более подробной информации мы можем увидеть следующую таблицу:
| Этапы | Ввод | Товар |
| Гликолиз (цитоплазма) | Глюкоза | 2 пировиноградная кислота, 2 НАДН, 2 АТФ |
| Окислительное декарбоксилирование (митохондриальная матрица) | 2 пировиноградная кислота | 2 ацетил Co-A, 2 CO 2 , 2 NADH |
| Цикл Кребса (митохондриальная матрица) | 2 ацетил Co-A | 4 СО 2 , 6 НАДН, 2 ФАДН 2 , 2 АТФ |
| Электронный транспорт (внутренняя митохондриальная мембрана) | 10 НАДН, 2 ФАДН 2 | 34 АТФ, 6 H 2 O |
Гликолиз
В этом процессе глюкоза (6 атомов углерода) распадается на пировиноградную кислоту (3 атома углерода). Этот процесс протекает в цитоплазме в виде двух типов реакций: эндергонической (требуется АТФ) и экзергонической (продуцирует АТФ). На этой стадии будут производиться 2 АТФ, 2 пировиноградная кислота и 2 НАДН. Полученная пировиноградная кислота будет использоваться в качестве ингредиента в следующем процессе, а именно окислительном декарбоксилировании.
Окислительное декарбоксилирование
Окислительное декарбоксилирование также можно назвать промежуточной реакцией, потому что окислительное декарбоксилирование - это реакция, предшествующая переходу на следующую стадию, а именно цикл Кребса. Процесс окислительного декарбоксилирования происходит в митохондриях, а именно в митохондриальном матриксе. В процессе окислительного декарбоксилирования 1 пировиноградная кислота превращается в 1 ацетил Co-A.
На стадии гликолиза количество одного соединения глюкозы будет производить 2 пировиноградной кислоты, в результате чего также будет образовываться 2 ацетил Co-A, для этого процесса также требуется кофермент-A, который будет производить 2 NADH из NAD +.
2 молекулы ацетил-Со-А перейдут на следующую стадию, а именно на цикл Кребса.
Цикл Кребса
Этот цикл также часто называют циклом лимонной кислоты, потому что на этой стадии исходное соединение вырабатывается в форме лимонной кислоты. Место, где проходят стадии цикла Кребса, находится в матриксе митохондрий.
Результатом цикла Кребса является соединение, которое служит поставщиком углеродного скелета для синтеза других соединений, 3 НАДН, 1 ФАДН 2 и 1 АТФ для каждой отдельной пировиноградной кислоты.
Поскольку предыдущий ввод субстрата составлял 2 ацетил-Со-А для каждой молекулы соединений глюкозы, результаты, полученные из цикла Кребса в этом процессе дыхания, составляют 2 АТФ, 6 НАДН и 2 ФАДН 2 .
Еще одно соединение, образующееся в этом процессе, - это CO 2 , одно происходит в процессе образования NADH из NAD +, который производит 2 части CO 2 , поскольку используется 2 ацетил Co-A, образуется 4 CO 2 .
Мы можем заключить, что результаты процесса цикла Кребса - 2 АТФ, 4 СО 2 , 6 НАДН и 2 ФАДН 2 . Следующим процессом является перенос электронов, который преобразует соединения НАДН и ФАДН 2, полученные на предыдущем этапе, в АТФ, чтобы они могли использоваться организмом.
Электронный транспорт
Электронный транспорт или окислительное фосфорилирование - это стадия, на которой НАДН и ФАДН 2 преобразуются в энергию в форме АТФ, так что они могут быть использованы организмом. Место, где происходит этап переноса электронов, находится в митохондриях, а именно во внутренней мембране (кристах) митохондрий.
Каждая молекула НАДН производит 3 АТФ, а каждая молекула ФАДН 2 производит 2 АТФ. Тогда каково общее количество генерируемого АТФ? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте посчитаем вместе:
Количество НАДН, полученного на предыдущих этапах, составляет:
| Процесс | Количество НАДН |
| Гликолиз | 2 НАДН |
| Окислительное декарбоксилирование | 2 НАДН |
| Цикл Кребса | 6 НАДН |
Из предыдущего процесса мы получаем 10 НАДН, поскольку 1 молекула НАДН производит 3 АТФ, тогда общий полученный АТФ составляет:
10 НАДН x 3 АТФ = 30 АТФ
Между тем количество FADH 2, которое мы получаем из цикла Кребса, составляет 2 молекулы FADH 2. Если 1 молекула FADH 2 будет производить 2 АТФ, то общее количество АТФ, которое мы получаем от FADH 2, составляет 4 АТФ.
Если мы добавим 4 АТФ, которые мы получаем в процессе гликолиции и цикла Кребса, то общее количество АТФ, произведенное в процессе аэробного дыхания, составит:
2 АТФ + 2 АТФ + 30 АТФ + 4 АТФ = 38 АТФ
Однако в процессе гликолиза происходит движение от цитоплазмы к следующему процессу, а именно к переносу электронов, который происходит в митохондриях. Для этого процесса передачи потребуется 2 энергии АТФ. Таким образом, чистый объем произведенного АТФ составляет 36 АТФ.
Вывод
Из 4 процессов, которые проходят при аэробном дыхании, мы получим результат или формулу в виде:
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 -> 6CO 2 + 6H 2 O + Энергия (38 АТФ)
Тем не менее, 2 АТФ будут использоваться для процесса перехода из цитоплазмы в митохондрии, так что конечный результат АТФ составляет 36 АТФ, которые могут использоваться нашим телом в качестве источника энергии для повседневной деятельности. Весь процесс аэробного дыхания происходит в нашем организме, точнее в наших клетках, а именно в цитоплазме (происходит гликолиз) и митохондриях (происходит окислительное декарбоксилирование, цикл Кребса и транспорт электронов). Которая превращает глюкозу в источник энергии для человеческого тела.
Это все, что вам следует знать об аэробном дыхании. У вас есть вопросы по этому поводу? Запишите свой вопрос в колонку комментариев и не забудьте поделиться своими знаниями!
