תוֹכֶן
התהליכים התאיים בגופם של בני אדם, בעלי חיים ואפילו דגים תלויים ביצירת אדנוזין טריפוספט (ATP). כימיקל אורגני מורכב זה יכול להמיר למונו ודי פוספטים פחות מורכבים, ולשחרר אנרגיה שהאורגניזם צורך. זה גם מעורב בייצור DNA ו- RNA. ATP הוא אחד מתוצרי הלוואי של הנשימה סלולרית, שעבורם המרכיבים הגלם הם גלוקוז וחמצן.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
במהלך הנשימה סלולרית, מולקולת גלוקוז אחת משתלבת עם שש מולקולות חמצן לייצור מים, פחמן דו חמצני ו -38 יחידות ATP. הנוסחה הכימית לתהליך הכולל היא:
ג6ח12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6 ח2O + 36 או 38 ATP
פורמולה כימית להנשמה
גלוקוזה, סוכר מורכב, משתלב עם חמצן בזמן הנשימה כדי לייצר מים, פחמן דו חמצני ו- ATP. השילוב של מולקולת גלוקוז אחת עם שש מולקולות של חמצן גזי מייצר שש מולקולות מים, שש מולקולות פחמן דו חמצני ו -38 מולקולות של ATP. המשוואה הכימית לתגובה היא:
ג6ח12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6 ח2מולקולות O + 36 או 38 ATP
בעוד גלוקוז הוא הדלק העיקרי לנשימה, אנרגיה יכולה להגיע גם משומנים וחלבונים, אם כי התהליך אינו יעיל באותה מידה. הנשימה מתרחשת בארבעה שלבים נפרדים ומשחררת כ- 39 אחוז מהאנרגיה המאוחסנת במולקולות הגלוקוז.
ארבעה שלבי נשימה
למרות שהתהליך העיקרי של הנשימה סלולרית הוא בעצם תגובת חמצון, ארבעה דברים צריכים לקרות, כך שתוכלו למצות את מלוא הכמות הפוטנציאלית של ATP. אלה כוללים את ארבעת שלבי הנשימה:
גליקוליזה מתרחשת בציטופלזמה. מולקולת גלוקוז אחת מתפרקת לשתי מולקולות של חומצה פירובית (C3ח4O3). תהליך זה מביא לייצור נטו של שתי מולקולות של ATP.
בתוך ה תגובת מעבר, חומצה פירובית עוברת למיטוכונדריה והופכת לאצטיל CoA.
במהלך מחזור קרבס, או מעגל החומצה הציטרית, כל אטומי המימן ב- Acetyl CoA משתלבים עם אטומי חמצן, ומייצרים 4 מולקולות של ATP וניקוטין-אדנין דינוקלוטיד הידריד (NADH), שמתפרק עוד יותר בשלב הסופי. זה מייצר פסולת פחמן דו חמצני ומים במחזור שאתה צריך לגירוש.
השלב הרביעי, שרשרת העברת אלקטרונים מייצר את עיקר ה- ATP. תהליך מורכב זה מתרחש בתוך המיטוכונדריה.
לאחר שהליפאזות בזרם הדם מפרקים אותם, שומנים יכולים להפוך ל- Acetyl CoA בתהליכים מורכבים ולהיכנס למחזור קרבס כדי להניב כמויות של ATP הדומות לאלו המופקות מגלוקוזה. חלבונים יכולים גם לייצר ATP, אך עליהם לעבור תחילה לחומצות אמינו לפני שיהיו זמינים להנשמה.