Biologi för icke-Majors i

cellulär andning är en process som alla levande saker använder för att omvandla glukos till energi. Autotrofer (som växter) producerar glukos under fotosyntesen. Heterotrofer (som människor) äter andra levande saker för att få glukos. Medan processen kan verka komplex, tar den här sidan dig igenom nyckelelementen i varje del av cellulär andning.

Låt oss granska

cellulär andning är en samling av tre unika metaboliska vägar: glykolys, citronsyracykeln och elektrontransportkedjan. Glykolys är en anaerob process, medan de andra två vägarna är aeroba. För att flytta från glykolys till citronsyracykeln måste pyruvatmolekyler (utsignalen från glykolys) oxideras i en process som kallas pyruvatoxidation.

glykolys

glykolys är den första vägen i cellulär andning. Denna väg är anaerob och äger rum i cellens cytoplasma. Denna väg bryter ner 1 glukosmolekyl och producerar 2 pyruvatmolekyler. Det finns två halvor av glykolys, med fem steg i varje hälft. Den första halvan är känd som” energikrävande ” steg. Denna halva delar glukos, och använder upp 2 ATP. Om koncentrationen av pyruvatkinas är tillräckligt hög kan den andra halvan av glykolys fortsätta. Under andra halvåret släpps ”energiutlösningen: steg, 4 molekyler ATP och 2 NADH. Glykolys har en nettovinst på 2 ATP-molekyler och 2 NADH.

vissa celler (t.ex. mogna däggdjursröda blodkroppar) kan inte genomgå aerob andning, så glykolys är deras enda källa till ATP. De flesta celler genomgår emellertid pyruvatoxidation och fortsätter till de andra vägarna för cellulär andning.

Pyruvatoxidation

i eukaryoter sker pyruvatoxidation i mitokondrier. Pyruvatoxidation kan bara hända om syre är tillgängligt. I denna process oxideras pyruvatet som skapas genom glykolys. I denna oxidationsprocess avlägsnas en karboxylgrupp från pyruvat, vilket skapar acetylgrupper, vilken förening med koenzym A (CoA) för att bilda acetyl CoA. Denna process släpper också ut CO2.

citronsyracykel

citronsyracykeln (även känd som Krebs-cykeln) är den andra vägen i cellulär andning, och den äger också rum i mitokondrier. Cykelhastigheten styrs av ATP-koncentration. När det finns mer ATP tillgängligt, sänks hastigheten; när det finns mindre ATP ökar hastigheten. Denna väg är en sluten slinga: det sista steget producerar föreningen som behövs för det första steget.

citronsyracykeln anses vara en aerob väg eftersom NADH och FADH2 som den producerar fungerar som tillfälliga elektronlagringsföreningar och överför sina elektroner till nästa väg (elektrontransportkedja), som använder atmosfäriskt syre. Varje vändning av citronsyracykeln ger en nettovinst på CO2, 1 GTP eller ATP och 3 NADH och 1 FADH2.

elektrontransportkedja

de flesta ATP från glukos genereras i elektrontransportkedjan. Det är den enda delen av cellulär andning som direkt förbrukar syre; men i vissa prokaryoter är detta en anaerob väg. I eukaryoter sker denna väg i det inre mitokondriella membranet. I prokaryoter förekommer det i plasmamembranet.

elektrontransportkedjan består av 4 proteiner längs membranet och en protonpump. En kofaktor skyttar elektroner mellan proteiner I-III.om NAD är utarmad, hoppa över I: FADH2 börjar på II. Vid kemiosmos tar en protonpump väten från insidan mitokondrier till utsidan; detta snurrar ”motorn” och fosfatgrupperna fäster vid det. Rörelsen ändras från ADP till ATP, vilket skapar 90% av ATP erhållen från aerob glukoskatabolism.

Låt oss öva

Nu när du har granskat cellulär andning, kommer denna övningsaktivitet att hjälpa dig att se hur väl du känner till cellulär andning:

Klicka här för en textversion av aktiviteten.

bidra!

förbättra denna sidalär dig mer