ให้เซลล์มีพลังงาน แหล่งพลังงาน

การสร้าง

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์ยกเว้นไวรัส พวกเขาให้กระบวนการทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับชีวิตของพืชหรือสัตว์ เซลล์เองอาจเป็นสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกัน และโครงสร้างที่ซับซ้อนเช่นนี้สามารถดำรงอยู่ได้โดยปราศจากพลังงาน ไม่แน่นอน ดังนั้นเซลล์จ่ายพลังงานจะทำอย่างไร มันขึ้นอยู่กับกระบวนการที่เราพิจารณาด้านล่าง

การจัดหาเซลล์ด้วยพลังงาน: สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้อย่างไร

มีเซลล์เพียงไม่กี่แห่งที่ได้รับพลังงานจากภายนอกพวกมันผลิตเอง เซลล์ยูคาริโอตมี "สถานี" อยู่หนึ่งชนิด และแหล่งพลังงานในเซลล์ก็คือไมโตคอนเดรียซึ่งเป็นสารอินทรีย์ มันเป็นกระบวนการของการหายใจของเซลล์ เนื่องจากเซลล์จะได้รับพลังงาน อย่างไรก็ตามพวกมันมีอยู่ในพืชสัตว์และเชื้อราเท่านั้น ไมโตคอนเดรียจะหายไปในเซลล์แบคทีเรีย ดังนั้นเซลล์เหล่านี้จึงให้พลังงานส่วนใหญ่เนื่องจากกระบวนการหมักไม่ใช่การหายใจ

โครงสร้างไมโตคอนเดรียน

นี่คือ organoid สองเยื่อที่ปรากฏในเซลล์ยูคาริโอตในกระบวนการวิวัฒนาการอันเป็นผลมาจากการดูดซึมของเซลล์โปรคาริโอตขนาดเล็ก สิ่งนี้อาจอธิบายถึงความจริงที่ว่าไมโทคอนเดรียมี DNA และ RNA ของตัวเองรวมทั้งไมโทคอนเดรียไรโบโซมซึ่งผลิตโปรตีนที่จำเป็นสำหรับออร์ก

ให้เซลล์ด้วยพลังงาน

เยื่อหุ้มชั้นในมีผลพลอยได้ที่เรียกว่า cristae หรือยอด กระบวนการหายใจของเซลล์เกิดขึ้นที่ cristae

สิ่งที่อยู่ภายในเยื่อหุ้มทั้งสองเรียกว่าเมทริกซ์ มันมีโปรตีนเอนไซม์ที่จำเป็นในการเร่งปฏิกิริยาเคมีเช่นเดียวกับโมเลกุลอาร์เอ็นเอ DNA และไรโบโซม

การหายใจของเซลลูล่าร์เป็นพื้นฐานของชีวิต

มันเกิดขึ้นในสามขั้นตอน มาดูรายละเอียดของแต่ละคนกัน

แหล่งพลังงาน

ขั้นตอนแรกเป็นการเตรียมการ

ในช่วงระยะที่ซับซ้อนอินทรีย์นี้สารประกอบจะแบ่งออกเป็นสารที่ง่ายกว่า ดังนั้นโปรตีนจะแตกตัวเป็นกรดอะมิโนไขมันเป็นกรดคาร์บอกซิลิกและกลีเซอรีนกรดนิวคลีอิกไปจนถึงนิวคลีโอไทด์และคาร์โบไฮเดรตเป็นกลูโคส

glycolysis

นี่คือขั้นตอนที่เป็นพิษ มันประกอบไปด้วยความจริงที่ว่าสารที่ได้รับในช่วงแรกจะถูกแยกออกไปอีก แหล่งพลังงานหลักที่เซลล์ใช้ในขั้นตอนนี้คือโมเลกุลของกลูโคส แต่ละคนในกระบวนการของ glycolysis แบ่งโมเลกุล pyruvate ถึงสองโมเลกุล สิ่งนี้เกิดขึ้นในช่วงสิบปฏิกิริยาเคมีต่อเนื่อง เนื่องจากห้าคนแรกกลูโคสจะถูกฟอสโฟรีเลชั่นแล้วแบ่งออกเป็นสอง phosphotrioses ในห้าปฏิกิริยาต่อไปนี้จะมีโมเลกุลของ ATP (adenosine triphosphate acid) สองโมเลกุลและสองโมเลกุลของ PVC (กรด pyruvic) พลังงานของเซลล์จะถูกเก็บไว้ในรูปแบบของ ATP

กระบวนการทั้งหมดของ glycolysis สามารถอธิบายได้ง่ายดังนี้:

2NAD + 2ADF + 2H3RO4 + C6H12โอ้6 2H2O + 2NAD.H2 + 2C3H4โอ้3 + 2ATP

ดังนั้นการใช้กลูโคสหนึ่งโมเลกุลสองโมเลกุลของ ADP และกรดฟอสฟอริกสองเซลล์จะได้รับสองโมเลกุลของ ATP (พลังงาน) และสองโมเลกุลของกรด pyruvic ซึ่งจะใช้ในขั้นตอนต่อไป

แหล่งพลังงานในเซลล์นั้น

ขั้นตอนที่สามคือการเกิดออกซิเดชัน

ขั้นตอนนี้จะเกิดขึ้นเฉพาะในกรณีที่ออกซิเจน ปฏิกิริยาทางเคมีของขั้นตอนนี้เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรีย นี่คือส่วนหลักของการหายใจของเซลล์ซึ่งเป็นช่วงที่พลังงานส่วนใหญ่ถูกปลดปล่อยออกมา ในขั้นตอนนี้กรด pyruvic ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนถูกย่อยสลายเป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ นอกจากนี้ยังสร้างโมเลกุล 36 ATP ดังนั้นเราสามารถสรุปได้ว่าแหล่งพลังงานหลักในเซลล์คือกลูโคสและกรดไพรูวิค

เมื่อรวมปฏิกิริยาทางเคมีทั้งหมดและตัดรายละเอียดออกไปเราสามารถแสดงกระบวนการทั้งหมดของการหายใจของเซลล์ด้วยสมการที่ง่าย

6D2 + C6H12โอ้6 + 38ADF + 38N3RO4 6SO2 + 6H2O + 38ATF

ดังนั้นในการหายใจจากหนึ่งโมเลกุลกลูโคสหกโมเลกุลของออกซิเจนโมเลกุลสามสิบแปดของ ADP และกรดฟอสฟอริกในปริมาณเดียวกันเซลล์จะได้รับ 38 โมเลกุลของ ATP ในรูปแบบของพลังงาน

พลังงานสำหรับกิจกรรมสำคัญที่เซลล์ได้รับ

ความหลากหลายของเอนไซม์ไมโตคอนเดรีย

เซลล์ได้รับพลังงานสำหรับกิจกรรมที่สำคัญระบบทางเดินหายใจนับ - ออกซิเดชันกลูโคสแล้วกรด pyruvic ปฏิกิริยาทางเคมีเหล่านี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้หากปราศจากเอนไซม์ - ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ ลองดูพวกที่อยู่ในไมโตคอนเดรีย - อวัยวะที่รับผิดชอบการหายใจของเซลล์ พวกเขาทั้งหมดเรียกว่า oxidoreductases เพราะพวกมันต้องการความมั่นใจในการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์

พลังงานของเซลล์

oxidoreductases ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

  • เดส;
  • dehydrogenase;

ในทางกลับกันดีไฮโดรจีเนสถูกแบ่งออกแอโรบิกและแบบไม่ใช้ออกซิเจน แอโรบิกมีโคเอ็นไซม์ Riboflavin ซึ่งร่างกายได้รับจากวิตามินบี 2 แอโรบิกดีไฮโดรจีเนสมีโมเลกุล NAD และ NADF เป็นโคเอ็นไซม์

ออกซิเดชันมีความหลากหลายมากขึ้น ก่อนอื่นพวกเขาถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

  • ผู้ที่มีทองแดง
  • ผู้ที่มีธาตุเหล็ก

อันแรก ได้แก่ โพลีฟีนอลออกซิเดส, แอสคอร์เบตออกซิเดส, ตัวที่สอง - ตัวเร่งปฏิกิริยา, เปอร์ออกซิเดส, ไซโตโครม หลังแบ่งออกเป็นสี่กลุ่ม:

  • ไซโตโครม
  • ไซโตโครมข;
  • cytochromes c;
  • cytochromes d.

Cytochromes a มีธาตุเหล็ก - formylporphyrin, cytochromes b - iron protoporphyrin, c - memesoporphyrin เหล็กที่ใช้แทน, d - dihydroporphyrin เหล็ก

วิธีอื่นในการรับพลังงานเป็นไปได้หรือไม่?

แม้ว่าเซลล์ส่วนใหญ่จะได้รับก็ตามเป็นผลมาจากการหายใจของเซลล์นอกจากนี้ยังมีแบคทีเรียที่ไม่จำเป็นต้องใช้ออกซิเจน พวกมันผลิตพลังงานที่จำเป็นโดยการหมัก นี่เป็นกระบวนการที่คาร์โบไฮเดรตแยกตัวด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์ที่ไม่มีออกซิเจนซึ่งเป็นผลมาจากการที่เซลล์ได้รับพลังงาน การหมักมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์สุดท้ายของปฏิกิริยาเคมี มันอาจเป็นกรดแลคติก, แอลกอฮอล์, กรดบิวริก, อะซิโตน - บิวเทน, ซิเตรต

ตัวอย่างเช่นพิจารณาการหมักแอลกอฮอล์ มันสามารถแสดงได้โดยสมการต่อไปนี้:

C6H12โอ้6 C2H5เขา + 2CO2

นั่นคือแบคทีเรียแบ่งโมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุลออกเป็นหนึ่งโมเลกุลของเอทิลแอลกอฮอล์และสองโมเลกุลของคาร์บอนิกออกไซด์ (IV)

ความคิดเห็น (0)
เพิ่มความคิดเห็น