Процес дихання або загальновідомий як дихання дуже важливий для живих істот, особливо для того, щоб мати можливість зберегти своє виживання, одним з яких є можливість отримувати енергію. У процесі вироблення енергії дихання поділяється на 2 форми: аеробне дихання та анаеробне дихання. Головна відмінність між ними - їх залежність від кисню. Аеробне дихання - це процес дихання, який тим часом потребує кисню Анаеробне дихання не потребує кисню. Енергія, вироблена цим процесом, допоможе нам у повсякденній діяльності.
З цієї нагоди ми далі обговоримо аеробне дихання, починаючи від розуміння, до його стадій.
Аеробне дихання
Трохи про дихання, дихання - це процес відновлення, окислення та розкладання, незалежно від того, може воно використовувати кисень чи ні, що перетворить складні органічні сполуки в більш прості сполуки, а також супроводжується процесом виділення певної кількості енергії в форма АТФ (аденозинтрифосфат). Форма енергії, що генерується в результаті цього процесу, походить від хімічної потенційної енергії у вигляді хімічних зв’язків.
Тим часом аеробне дихання можна трактувати як реакцію на розпад сполук глюкози, які потребують кисневої допомоги. Кисень тут відіграє певну роль у захопленні електронів, які потім вступають у реакцію з іонами водню і виробляють воду (Н2О). Ця подія відбуватиметься в наших тілах у двох місцях, а саме в цитоплазмі (відбувається гліколіз)
Джерело зображення: genome.gov
і мітохондрії (відбувається окисне декарбоксилювання, цикл Кребса та транспорт електронів).
Джерело зображення: tribunnewswiki.com
Аеробні стадії дихання
Після того, як ми знаємо, що таке аеробне дихання, настав час нам знати, як працює цей процес дихання, і які результати ми отримаємо. Для початку розглянемо приклад реакції на аеробне дихання, яка виглядає так:
C.6H12О6 + 6O2 -> 6CO2 + 6Н2O + енергія (38 АТФ)
Для більш детальної інформації ми можемо побачити наступну таблицю:
| Етапи | Вхідні дані | Продукт |
| Гліколіз (цитоплазма) | Глюкоза | 2 піровиноградної кислоти, 2 НАДН, 2 АТФ |
| Окисне декарбоксилювання (мітохондріальна матриця) | 2 Піровиноградна кислота | 2 ацетил Ко-А, 2 СО2 , 2 NADH |
| Цикл Кребса (мітохондріальна матриця) | 2 Ацетил Ко-А | 4 CO 2 , 6 NADH, 2 FADH 2 , 2 АТФ |
| Електронний транспорт (внутрішня мітохондріальна мембрана) | 10 NADH, 2 FADH 2 | 34 АТФ, 6 год 2 О |
Гліколіз
У цьому процесі глюкоза (6 атомів вуглецю) розпадається на піровиноградну кислоту (3 атоми вуглецю). Цей процес відбувається в цитоплазмі у двох типах реакцій - ендергонічній (вимагає АТФ) та екзергонічній (виробляє АТФ). На цій стадії буде вироблено 2 АТФ, 2 піровиноградної кислоти та 2 NADH, отримана піровиноградна кислота буде використана як інгредієнт у наступному процесі, а саме окисному декарбоксилюванні.
Окисне декарбоксилювання
Окисне декарбоксилювання також можна назвати проміжною реакцією, оскільки окисне декарбоксилювання є реакцією перед входом у наступну стадію, а саме Цикл Кребса. Процес окисного декарбоксилювання відбувається в мітохондріях, саме в матриксі мітохондрій. У процесі окисного декарбоксилювання 1 піровиноградна кислота стає 1 ацетил Ко-А.
На стадії гліколізу кількість однієї сполуки глюкози виробляє 2 піровиноградної кислоти, в результаті також утворюється 2 ацетил-Ко-А, для цього процесу також потрібен кофермент-А, який вироблятиме 2 НАДН з НАД +.
2 молекули ацетил-Ко-А перейдуть до наступного етапу, а саме до циклу Кребса.
Цикл Кребса
Цей цикл також часто називають циклом лимонної кислоти, оскільки на цьому етапі вихідна сполука утворюється у формі лимонної кислоти. Місце, де проходять стадії циклу Кребса, знаходиться в матриці мітохондрій.
Результатом циклу Кребса є сполука, яка служить вуглецевим каркасом для синтезу інших сполук, 3 NADH, 1 FADH 2 та 1 АТФ на кожну піровинограду.
Оскільки попереднім введенням субстрату було 2 ацетил-Ко-А для кожної молекули сполук глюкози, результати, отримані в циклі Кребса в цьому процесі дихання, становлять 2 АТФ, 6 НАДН та 2 ФАДГ. 2 .
Ще однією сполукою, яка утворюється в цьому процесі, є CO 2 , один походить від процесу утворення NADH з NAD +, який виробляє 2 шматки CO 2 , оскільки використовується 2 ацетил-Ко-А, утворюється 4 СО 2 .
Можна зробити висновок, що результат цього циклу Кребса - 2 АТФ, 4 CO2, 6 NADH і 2 FADH 2 . Наступним процесом є Електронний Транспорт, який змінить сполуки NADH та FADH 2 що утворюється на попередній стадії стає АТФ, щоб він міг бути використаний організмом.
Електронний транспорт
Електронний транспорт або окисне фосфорилювання - це стадія, коли NADH і FADH перетворюються 2 в енергію у формі АТФ, щоб вона могла бути використана організмом. Місце, де відбувається стадія електронотранспорту, знаходиться в мітохондріях, саме у внутрішній мембрані (кристах) мітохондрій.
На кожну 1 молекулу NADH утворюється 3 АТФ і на кожну 1 молекулу FADH 2 буде виробляти 2 АТФ. Тоді яка загальна кількість виробленого АТФ? Щоб мати можливість відповісти на це питання, порахуймо разом:
Кількість NADH, що генерується на попередніх етапах, становить:
| Процес | Кількість NADH |
| Гліколіз | 2 NADH |
| Окисне декарбоксилювання | 2 NADH |
| Цикл Кребса | 6 NADH |
З попереднього процесу ми отримуємо 10 НАДН, оскільки 1 молекула НАДН утворює 3 АТФ, тоді загальний отриманий АТФ складає:
10 НАДН х 3 АТФ = 30 АТФ
Тим часом кількість FADH 2 що ми отримуємо в процесі циклу Кребса - це 2 молекули FADH 2. Якщо 1 молекула FADH2 буде виробляти 2 АТФ, тоді загальний АТФ ми отримуємо від FADH 2 становить 4 АТФ.
Якщо додати 4 АТФ, які ми отримуємо в процесі гликоліції та циклу Кребса, то загальний АТФ, що виробляється в процесі аеробного дихання, є:
2 АТФ + 2 АТФ + 30 АТФ + 4 АТФ = 38 АТФ
Однак у процесі гліколізу відбувається процес переміщення від цитоплазми до наступного процесу, а саме транспорту електронів, що відбувається в мітохондріях. Цей процес передачі вимагатиме 2 енергії АТФ. Отже, чистий вироблений АТФ становить 36 АТФ.
Висновок
З 4 процесів, які проходять при аеробному диханні, ми отримаємо результат або формулу у вигляді:
C.6H12О6 + 6O2 -> 6CO2 + 6Н2O + енергія (38 АТФ)
Однак 2 АТФ будуть використані для процесу переходу від цитоплазми до мітохондрій, так що кінцевий результат АТФ дорівнює 36 АТФ, який може використовуватися нашими тілами як джерело енергії для щоденної діяльності. Весь аеробний процес дихання відбувається в нашому тілі, точніше в клітинах нашого тіла, а саме в цитоплазма (триває гліколіз) і мітохондрії (відбувається окисне декарбоксилювання, цикл Кребса та транспорт електронів). Яка перетворює глюкозу як джерело енергії для людського організму.
Це все про аеробне дихання, що ви повинні знати. У вас є запитання щодо цього? Будь ласка, напишіть своє питання в колонці коментарів і не забудьте поділитися цими знаннями!
