אנו מסבירים מהי נשימה אירובית, כיצד היא מתבצעת ודוגמאות. בנוסף, שלביו השונים והנשימה האנאירובית.
מהי נשימה אירובית?
זה ידוע בתור נשימה אירובית או נשימה אירובית לסדרה של תגובות מטבוליות המתרחשות בתוךתאים של ה יצורים חיים, שדרכו אתה מקבל אֵנֶרְגִיָה כִּימִיָה מהפירוק של מולקולות אורגנית (נשימה תאית).
זהו תהליך מורכב של השגה אֵנֶרְגִיָה, אשר צורך גלוקוז (C6H12O6) כדלק וחמצן כקולטן סופי עבור אלקטרונים (חמצון) בתגובה עם חומצה פירובית (C3H4O3). זה מתקבל ככהפחמן דו חמצני (CO2), מים (H2O) וכמויות רבות של אדנוזין טריפוספט (ATP), מולקולת האנרגיה הביוכימית פר אקסלנס.
תהליך זה אופייני לאאוקריוטים וצורות מסוימות של חיידק, ומתרחש לפי הנוסחה הבאה:ג6ח12אוֹ6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP.
דוגמאות לנשימה אירובית
כמה דוגמאות לנשימה אירובית הן:
- ה חילוף חומרים של ה בני אנוש, זוחלים, ציפורים ויונקים לחלוטין, הם משתמשים בריאותיהם כדי לקבל חמצן מהאוויר.
- חילוף החומרים של דגים ויצורים מימיים אחרים, שיש להם זימים כדי להשיג חמצן מה מים.
- חילוף החומרים של חרקים, המשלבים חמצן מה אוויר דרך סדרה של קנה נשימה בכל הגוף. מקרה נוסף הוא תולעים ותולעים, שעושים את אותו הדבר לעור (נשימה עורית).
שלבים של נשימה אירובית
נשימה אירובית היא תהליך מורכב הכולל סדרה של שלבים בתגובה כימית ממושכת. השלבים האלה הם:
- גליקוליזה. השלב הראשוני של הנשימה האירובית מתרחש ב ציטופלזמה של התא והוא חמצון של גלוקוז (וגליצרול מטריגליצרידים, אם יש). תהליך זה שובר את הקשרים של כל מולקולה של סוכר זה ומקבל בתמורה שתי מולקולות של חומצה פירובית, יחד עם שתי מולקולות של ATP.
- דקרבוקסילציה חמצונית של חומצה פירובית. מולקולות חומצה פירובית נכנסות לציטופלזמה לתוך המטריצה של מיטוכונדריה (אברונים אנרגטיים של התא), שם הם מעובדים על ידי קומפלקס שלאנזימים (פירובאט דהידרוגנאז) שמסירים אטום פחמן (דה-קרבוקסילציה), המשתחרר כ-CO2, ולאחר מכן שני אטומי מימן (דה-הידרוגנציה). כתוצאה מכך מתקבלים רדיקלים אצטיל (-CO-CH3) שאיתם מתחיל השלב הבא.
- מחזור קרבס. השלב האחרון של הנשימה מתרחש במחזור מטבולי במטריקס המיטוכונדריאלי, המכונה מחזור קרבס. זה מתחיל באצטיל מהשלב הקודם, נתון לחמצון לייצור שתי מולקולות של CO2 ואנרגיה בצורה של Guanosine triphosphate (GTP) ומולקולות מפחיתות אחרות שמישות.
ואז שרשרת של תגובה כימית שמחמצנים מחדש את הרכיבים האנזימטיים שהופחתו בשלב הקודם, מה שהופך אותם לזמינים לשימוש חדש ומשיג ATP חדש בתהליך.
האחרון מתרחש כבר בקרום הפנימי של המיטוכונדריה. האלקטרונים והפרוטונים המשתחררים בתהליך נקלטים על ידי חמצן שלאחר מכן מופחת למים.
נשימה אנאירובית
נשימה אנאירובית או אנאירובית שונה מאירובית בדבר אחד: נוכחות חמצן. סוג זה של נשימה תאית מורכב מחמצון-הפחתת סוכרים חד-סוכרים, תוך שימוש באלמנט אחר מלבד חמצן לצורך חמצון: נגזרות של חנקן (חנקות), גופרית (סולפטים וסולפידים), פחמן דו חמצני, יונים ברזל או מנגן, סלניום (סלנט), ארסן (ארסנט), בין היתר. מולקולות אלו פחות יעילות ונוצרת פחות אנרגיה מאשר שימוש בחמצן.
נשימה אנאירובית שונה מ תְסִיסָה, ומייצר חומרים שונים כתוצרי לוואי, בהתאם ליסוד המשמש כמקבל אלקטרונים. מנגנון מטבולי זה אופייני לחיידקים מסוימים ו מיקרואורגניזמים פרוקריוטים המאכלסים סביבות דל בחמצן.