Proces oddychania, zwany potocznie oddychaniem, jest bardzo ważny dla organizmów żywych, szczególnie, aby móc przetrwać, a jednym z nich jest zdobycie energii. W procesie wytwarzania energii oddychanie dzieli się na 2 formy: oddychanie tlenowe i oddychanie beztlenowe. Główną różnicą między nimi jest zależność od tlenu. Oddychanie aerobowe to proces oddychania, który w międzyczasie wymaga tlenu Oddychanie beztlenowe nie potrzebuje tlenu. Energia wytworzona w tym procesie pomoże nam w codziennych czynnościach.
Przy tej okazji porozmawiamy dalej o oddychaniu tlenowym, począwszy od zrozumienia, a skończywszy na jego etapach.
Oddychanie aerobowe
Trochę o oddychaniu, oddychanie to proces redukcji, utleniania i rozkładu, niezależnie od tego, czy może on wykorzystywać tlen, czy nie, który przekształci złożone związki organiczne w prostsze związki, a także towarzyszy mu proces uwalniania pewnej ilości energii do forma ATP (trójfosforan adenozyny). Forma energii generowanej w tym procesie pochodzi z chemicznej energii potencjalnej w postaci wiązań chemicznych.
Tymczasem oddychanie tlenowe można interpretować jako reakcję na rozpad związków glukozy, które wymagają wspomagania tlenem. Tlen odgrywa tutaj rolę w wychwytywaniu elektronów, które następnie będą reagować z jonami wodoru i wytwarzać wodę (H.2O). To wydarzenie będzie miało miejsce w naszych ciałach, w dwóch miejscach, a mianowicie w cytoplazmie (zachodzi glikoliza)
Źródło obrazu: genome.gov
i mitochondria (zachodzi oksydacyjna dekarboksylacja, cykl Krebsa i transport elektronów).
Źródło obrazu: tribunnewswiki.com
Etapy oddychania tlenowego
Po poznaniu, czym jest oddychanie tlenowe, nadszedł czas, abyśmy wiedzieli, jak działa ten proces oddychania i jakie wyniki uzyskamy. Na początek spójrzmy na przykład reakcji na oddychanie tlenowe, która wygląda następująco:
do6H.12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + Energia (38 ATP)
Więcej informacji można znaleźć w poniższej tabeli:
| Gradacja | Wejście | Produkt |
| Glikoliza (cytoplazma) | Glukoza | 2 Kwas pirogronowy, 2 NADH, 2 ATP |
| Oksydacyjna dekarboksylacja (macierz mitochondrialna) | 2 Kwas pirogronowy | 2 Acetyl Co-A, 2 CO2 , 2 NADH |
| Cykl Krebsa (macierz mitochondrialna) | 2 Acetyl Co-A | 4 CO 2 , 6 NADH, 2 FADH 2 , 2 ATP |
| Transport elektronów (wewnętrzna błona mitochondrialna) | 10 NADH, 2 FADH 2 | 34 ATP, 6 godz 2 O |
Glikoliza
W tym procesie glukoza (6 atomów węgla) rozpada się na kwas pirogronowy (3 atomy węgla). Proces ten zachodzi w cytoplazmie w dwóch typach reakcji: endergonicznej (wymaga ATP) i egzergonicznej (wytwarza ATP). Na tym etapie zostaną wyprodukowane 2 ATP, 2 Kwas Pirogronowy i 2 NADH Otrzymany kwas pirogronowy zostanie wykorzystany jako składnik w kolejnym procesie, czyli dekarboksylacji oksydacyjnej.
Oksydacyjna dekarboksylacja
Dekarboksylację oksydacyjną można również nazwać reakcją pośrednią, ponieważ dekarboksylacja oksydacyjna jest reakcją przed przejściem do następnego etapu, a mianowicie cyklu Krebsa. Proces oksydacyjnej dekarboksylacji zachodzi w mitochondriach, a dokładnie w macierzy mitochondrialnej. W procesie oksydacyjnej dekarboksylacji 1 kwas pirogronowy staje się 1 acetylo-Co-A.
Na etapie glikolizy ilość jednego związku glukozy wytworzy kwas pirogronowy 2, w wyniku czego powstanie również 2 acetylo-Co-A, proces ten wymaga również koenzymu-A, który wytworzy 2 NADH z NAD +.
2 Cząsteczki acetylo-Co-A przejdą do następnego etapu, mianowicie do cyklu Krebsa.
Cykl Krebsa
Cykl ten jest często nazywany cyklem kwasu cytrynowego, ponieważ na tym etapie początkowy związek jest wytwarzany w postaci kwasu cytrynowego. Miejsce, w którym zachodzą etapy cyklu Krebsa, znajduje się w macierzy mitochondrialnej.
Wynikiem cyklu Krebsa jest związek, który służy jako dostawca szkieletu węglowego do syntezy innych związków, 3 NADH, 1 FADH 2 i 1 ATP na każdy kwas pirogronowy.
Ponieważ poprzedni wkład substratu wynosił 2 acetylo-Co-A na każdą cząsteczkę związków glukozy, wyniki uzyskane z cyklu Krebsa w tym procesie oddychania to 2 ATP, 6 NADH i 2 FADH. 2 .
Jeszcze jednym związkiem, który powstaje w tym procesie, jest CO 2 , jeden pochodzi z procesu tworzenia NADH z NAD +, który wytwarza 2 sztuki CO 2 ponieważ stosuje się 2 acetylo-Co-A, powstanie 4 CO 2 .
Możemy wywnioskować, że wynikiem tego procesu cyklu Krebsa jest 2 ATP, 4 CO2, 6 NADH i 2 FADH 2 . Następnym procesem jest transport elektronów, który zmieni związki NADH i FADH 2 wygenerowany w poprzednim etapie staje się ATP, aby mógł być wykorzystany przez organizm.
Transport elektronów
Transport elektronów lub fosforylacja oksydacyjna to etap, w którym NADH i FADH są przekształcane 2 w energię w postaci ATP, aby mógł być wykorzystany przez organizm. Miejsce, w którym zachodzi faza transportu elektronów, znajduje się w mitochondriach, a dokładnie w wewnętrznej błonie (cristae) mitochondriów.
Na każdą 1 cząsteczkę NADH wytwarza 3 ATP i na każdą 1 cząsteczkę FADH 2 wyprodukuje 2 ATP. Jaka jest zatem całkowita ilość wyprodukowanego ATP? Aby móc odpowiedzieć na to pytanie, policzmy razem:
Ilość NADH wygenerowanego w poprzednich etapach to:
| Proces | Liczba NADH |
| Glikoliza | 2 NADH |
| Oksydacyjna dekarboksylacja | 2 NADH |
| Cykl Krebsa | 6 NADH |
Z poprzedniego procesu otrzymujemy 10 NADH, ponieważ 1 cząsteczka NADH wytwarza 3 ATP, wówczas całkowity uzyskany ATP wynosi:
10 NADH x 3 ATP = 30 ATP
Tymczasem liczba FADH 2 to, co otrzymujemy z procesu cyklu Krebsa, to 2 cząsteczki FADH 2. Jeśli 1 cząsteczka FADH2 wyprodukuje 2 ATP, a następnie całkowity ATP, który otrzymamy z FADH 2 wynosi 4 ATP.
Jeśli dodamy 4 ATP, które otrzymujemy z procesu glikolizacji i cyklu Krebsa, to całkowity ATP wytwarzany w procesie oddychania tlenowego wynosi:
2 ATP + 2 ATP + 30 ATP + 4 ATP = 38 ATP
Jednak w procesie glikolizy zachodzi proces przemieszczania się z cytoplazmy do kolejnego procesu, a mianowicie transportu elektronów, który zachodzi w mitochondriach. Ten proces transferu będzie wymagał 2 energii ATP. Zatem wyprodukowany ATP netto wynosi 36 ATP.
Wniosek
Z 4 procesów, które są przekazywane w oddychaniu tlenowym, otrzymamy wynik lub wzór w postaci:
do6H.12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + Energia (38 ATP)
Jednak 2 ATP zostaną wykorzystane do procesu przemieszczania się z cytoplazmy do mitochondriów, dzięki czemu ostateczny wynik ATP to 36 ATP, które mogą być wykorzystywane przez nasz organizm jako źródło energii do codziennych czynności. Cały proces oddychania tlenowego zachodzi w naszym organizmie, a dokładniej w naszych komórkach ciała, a mianowicie w cytoplazma (trwająca glikoliza) i mitochondria (zachodzi oksydacyjna dekarboksylacja, cykl Krebsa i transport elektronów). Który przekształca glukozę jako źródło energii dla organizmu ludzkiego.
To wszystko, co powinieneś wiedzieć o oddychaniu tlenowym. Czy masz jakieś pytania w tej sprawie? Wpisz swoje pytanie w kolumnie komentarzy i nie zapomnij podzielić się tą wiedzą!
