Innhold
- Fotosyntesemetabolisme
- Energifikserende reaksjon
- Karbonfiksereaksjon
- Cellular Respiration
- Glykolose: Bryte ned glukose
- Krebs-syklusen
- Elektrontransportsystem
Fotosyntesen og cellulær respirasjonssyklus brukes til å produsere brukbar energi til planter og andre organismer. Disse prosessene skjer på molekylært nivå inne i cellene til organismer. På denne skalaen blir energiholdige molekyler satt gjennom metabolske prosesser som gir energi som kan brukes med en gang. En slik energikilde produseres ved fotosyntese; en annen er lagret som et batteri som ved cellulær respirasjon.
Fotosyntesemetabolisme
Planter får lysenergi gjennom små porer på bladene som kalles stomata og konverterer den til organellene kalt kloroplast, som ligger i plantecellene i bladene og de grønne stilkene. Organeller er spesialiserte deler av en celle som fungerer på en organlignende måte. Energien brukes i denne prosessen for å omdanne karbondioksid og vann til karbohydrater som glukose og molekylært oksygen.
Fotosyntese er en to-delt metabolsk prosess. De to delene av den biokjemiske banen til fotosyntesen er energifikseringsreaksjonen og karbonfikseringsreaksjonen. Den første produserer adenosin trifosfat (ATP) og nikotinamid adenindinucleaotid fosfat hydrogen (NADPH) molekyler. Begge molekylene inneholder energi og brukes i karbonfikseringsreaksjonen for å danne glukose.
Energifikserende reaksjon
I den energifikserende reaksjonen fra fotosyntesen blir elektroner ført gjennom koenzymer og molekyler der de frigjør energien sin. De fleste elektronene føres langs kjeden, men noe av denne energien brukes til å flytte protoner i form av hydrogen over thylakoidmembranen inne i kloroplasten. Energien som blir holdt igjen blir deretter brukt til å syntetisere ATP og NADPH.
Karbonfiksereaksjon
Under karbonfiksereaksjonen brukes energien i ATP og NADPH som produseres i energifikseringsreaksjonen for å omdanne karbohydrater til glukose og andre sukkerarter og organiske stoffer. Dette skjer gjennom Calvin-syklusen, oppkalt etter forskeren Melvin Calvin. Syklusen bruker karbondioksid anskaffet fra atmosfæren. Hydrogen fra NADPH, karbon fra karbondioksid og oksygen fra vann kombineres for å danne glukosemolekylene betegnet som C6H12O6.
Cellular Respiration
Organismer bruker cellulær respirasjon for å omdanne karbohydrater til energi, og denne prosessen skjer i cellens cytoplasma. Energien frigjort fra karbohydrater lagres i ATP-molekyler. Disse molekylene dannes ved å bruke energien som er oppnådd fra karbohydrater for å kombinere adenosindifosfat (ADP) molekyler og fosfationer. Celler bruker deretter denne lagrede energien til forskjellige energiavhengige prosesser.
Også produsert under cellulær respirasjon er vann og karbondioksid. Prosessen som gir disse tre produktene består av fire deler: glykolose, Krebs-syklusen, elektrontransportsystemet og cellegift.
Glykolose: Bryte ned glukose
Under glykolose blir glukose nedbrutt i to pyruvinsyremolekyler. To ATP-molekyler blir produsert under denne prosessen. To nikotinamid-adenindinukleotidmolekyler (NADH) som vil bli brukt i elektrontransportsystemet blir også gitt under glykolose.
Krebs-syklusen
I Krebs-syklusen brukes to molekyler pyruvinsyre produsert under glykolose for å danne NADH. Dette skjer når hydrogen tilsettes NAD. To ATP-molekyler produseres også i løpet av Krebs-syklusen.
Karbonatomer frigitt i prosessen kombineres med oksygen for å danne karbondioksid. Seks karbondioksydmolekyler frigjøres når syklusen er fullført. Disse seks molekylene tilsvarer de seks karbonatomer i glukose som opprinnelig ble brukt i glykolose.
Elektrontransportsystem
Cytokromer (cellepigmenter) og koenzymer i mitokondriene danner elektrontransportsystemet.
Elektroner hentet fra NAD blir transportert gjennom disse bærer- og overføringsmolekylene. På visse punkter under systemet blir protoner i form av hydrogenatomer fra NADH transportert over en membran og frigjort til det ytre området av mitokondriene. Oksygen er den siste elektronakseptoren i kjeden. Når den mottar et elektron, binder oksygen seg med det frigjorte hydrogenet for å danne vann.