Dlaczego oddychanie komórkowe jest procesem tlenowym?
Spisu treści:
Tlen cząsteczkowy służy jako końcowy akceptor elektronów w łańcuchu transportu elektronów podczas oddychania komórkowego. Ponieważ oddychanie komórkowe wymaga tlenu, jest uważane za proces tlenowy.
Oddychanie komórkowe to uniwersalny zestaw reakcji zaangażowanych w produkcję energii w postaci ATP, począwszy od prostego związku organicznego, glukozy. Trzy etapy oddychania komórkowego to glikoliza, cykl Krebsa i łańcuch transportu elektronów.
Kluczowe obszary objęte
1. Co to jest oddychanie komórkowe? – Definicja, kroki, znaczenie 2. Dlaczego oddychanie komórkowe jest procesem tlenowym? – Wykorzystanie tlenu w oddychaniu komórkowym
Kluczowe terminy: oddychanie tlenowe, oddychanie komórkowe, łańcuch transportu elektronów, glikoliza, cykl Krebsa, tlen cząsteczkowy
Czym jest oddychanie komórkowe
Oddychanie komórkowe to proces, w którym energia biochemiczna przekształca się w energię w ATP. Jest to uniwersalny proces występujący we wszystkich organizmach żyjących na ziemi. Eliminuje dwutlenek węgla i wodę jako produkty odpadowe. Węglowodany, białka i tłuszcze są najpierw przekształcane w glukozę, a następnie wykorzystywane w oddychaniu komórkowym. ATP służy jako główna waluta energii komórkowej. Oddychanie komórkowe odbywa się w trzech etapach: glikoliza, cykl Krebsa i łańcuch transportu elektronów.
Glikoliza
Pierwszym etapem oddychania komórkowego jest glikoliza, w której glukoza (C6) jest rozkładana na dwie cząsteczki pirogronianu (C3). Występuje w cytoplazmie.
Cykl Krebsa
Drugim etapem oddychania komórkowego jest cykl Krebsa. Inne nazwy cyklu Krebsa to cykl kwasu cytrynowego i cykl TCA. Występuje wewnątrz macierzy mitochondrialnej u eukariontów. Stąd dwie cząsteczki pirogronianu są importowane do mitochondriów. U prokariontów występuje w samej cytoplazmie. Pirogronian podlega następnie dekarboksylacji oksydacyjnej z wytworzeniem acetylo-CoA, który z kolei łączy się ze szczawiooctanem (C4), tworząc cytrynian (C6). Wreszcie, cały acetylo-CoA przekształca się w dwutlenek węgla, 6NADH, 2FADH2i 2ATP.
Łańcuch transportu elektronów
Trzecim etapem oddychania komórkowego jest łańcuch transportu elektronów. Fosforylacja oksydacyjna jest mechanizmem łańcucha transportu elektronów, a rządzą nim enzymy w grzebieniach mitochondrialnych. Pomaga w produkcji 30 ATP poprzez utlenianie NADH i FADH2. Proces pełnego oddychania komórkowego przedstawiono na rycinie 1.
Rysunek 1: Oddychanie komórkowe
Dlaczego oddychanie komórkowe jest procesem tlenowym?
Tlen służy jako końcowy akceptor elektronów łańcucha transportu elektronów. Stąd w obecności tlenu NADH i FADH2 ulegają fosforylacji oksydacyjnej, wytwarzając ATP. Tlen cząsteczkowy przyjmuje dwa elektrony na ostatnim etapie łańcucha transportu elektronów, wytwarzając wodę. Ponieważ proces oddychania komórkowego wymaga tlenu, jest to proces tlenowy.
W przypadku braku tlenu jako ostateczny akceptor elektronów służą nieorganiczne siarczany i azotany. Jest to rodzaj oddychania beztlenowego. Fermentacja to inny rodzaj oddychania beztlenowego, w którym pirogronian przekształca się w kwas mlekowy lub etanol bez dostępu tlenu.
Wniosek
Trzy etapy oddychania komórkowego to glikoliza, cykl Krebsa i łańcuch transportu elektronów. Podczas glikolizy glukoza rozkłada się na pirogronian. Podczas cyklu Krebsa acetylo-CoA całkowicie rozkłada się na dwutlenek węgla, wytwarzając cząsteczki o wysokiej energii, takie jak NADH i FADH2. To NADH i FADH2 są wykorzystywane do produkcji ATP podczas łańcucha transportu elektronów. Ponieważ tlen cząsteczkowy służy jako końcowy akceptor elektronów w łańcuchu transportu elektronów, oddychanie komórkowe jest procesem tlenowym.
Referencja:
1. „Aerobowe oddychanie komórkowe: etapy, równania i produkty”. Study.com, dostępne tutaj.
Zdjęcie dzięki uprzejmości:
1. „CellRespiration” autorstwa RegisFrey - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
