Energiatermelés élőlényekben - kémia iskola
Ma kémia órán: | Az energiatermelés szükségessége és lehetőségei. Energiatermelés légzéssel. Energianyereség erjesztéssel.
123. Energiatermelés élőlényekben
Evés és ivás - az akkumulátorok újratöltése
Minden állati és növényi életnek energiára van szüksége minden életfolyamathoz. Az élőlények ezt a szükséges energiát minden nap táplálékból kapják. A növényekkel ellentétben az emberek és az állatok nem képesek napfény segítségével felépíteni biológiai anyagokat (fotoszintézis). Az emberek és az állatok csak az evés kitérőjén keresztül képesek fenntartani a biológiai folyamatokat, például a légzést, a mozgást, az emésztést és a növekedést.
A test minden egyes sejtben megégeti az elfogyasztott ételt. Természetesen tudjuk, hogy ez nem tűz megjelenésével járó égés - ez inkább lassú égés, amelyben az élelmiszer lebomlik, és a felszabaduló energia részben kémiai formában, részben hő formájában szabadul fel. Ez az energiafelszabadítás lehetővé teszi az élőlények számára, hogy nagy molekulasúlyú sejtkomponenseket állítsanak elő, például fehérjéket, poliszacharidokat és nukleinsavakat.
Az energiatermelés lehetőségei
A biológiában az energiatermelő folyamatokat disszimilációnak nevezik, amelynek során a nagy energiájú szerves vegyületek egyszerűbb, alacsonyabb energiájú anyagokra bomlanak, és amelyekben energia szabadul fel. Főleg az étellel elfogyasztott szénhidrátok bomlanak le, de természetesen a zsírok is, amelyek tárolóanyagokként hozzájárulnak az energiatermeléshez. A szénhidrát- és zsírraktárak felhasználásakor a test elkezdi lebontani fehérjét energiatermelés céljából. Ez gyakran a radikális és egyoldalú étrend kapcsán fordul elő - a legnagyobb óvatosságra van szükség, mert most fenyegető állapot lépett fel a szervezet számára.
Energiatermelés légzéssel
Oxigén szükséges az aerob légzéshez. Általános szabály, hogy a szerves vegyületek, mint például a szénhidrátok vagy a zsírsavak, oxidálódnak és végül O2-be kerülnek, mint elektron-akceptor a légzési láncban. Az aerob légzés teljes folyamata bonyolult lépéses folyamat, amelyben számos enzim vesz részt. A testsejtek glükózt vesznek fel energiaellátásukhoz. Ezt a citoplazmában és a mitokondriumokban lévő eukarióták teljesen oxidálják szén-dioxiddá és vízzé. A légzési folyamat empirikus képlete a következőképpen formulázható:
$ \ mathrm < C_6H_O_6 + 6 \ O_2 \ \ 6 \ CO_2 + 6 \ H_2O + 2824 \ kJ >$
A kémiai egyenlet azt mutatja, hogy a légzés teljes oxidációt jelent. Az 1. és 2. kísérlet felhasználható a képződött szén-dioxid kimutatására. A kilégzett glükóz móljára számított 2824 kJ energia csak kis mértékben jelenik meg hő formájában. Az élőlény által a légzéssel nyert energia nagy részét más nagy energiájú kapcsolatok kiépítésére fordítják. Ez a megkötött energia már elérhető a sejt számára biokémiai folyamatokhoz.