Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Energie

Hoe slaan cellen op en gebruiken ze energie?

Cellen bewaren en gebruiken energie op een fascinerende en complexe manier, voornamelijk door het molecuul adenosinedraghosfaat (ATP) . Hier is een uitsplitsing:

Energie opslaan:

1. fotosynthese: Planten en sommige bacteriën gebruiken zonlicht om koolstofdioxide en water om te zetten in glucose (een eenvoudige suiker) en zuurstof. Dit proces slaat energie op uit zonlicht in de chemische bindingen van glucose.

2. Cellulaire ademhaling: Alle levende organismen breken glucose en andere voedselmoleculen af door cellulaire ademhaling, het extraheren van energie en het opslaan in de vorm van ATP. Dit proces vindt plaats in drie hoofdfasen:

* Glycolyse: Glucose wordt opgesplitst in pyruvaat en genereert een kleine hoeveelheid ATP.

* Krebs -cyclus (citroenzuurcyclus): Pyruvaat wordt verder afgebroken en produceert meer ATP- en elektronendragers (NADH en FADH2).

* Elektrontransportketen: Elektronen uit NADH en FADH2 worden doorgegeven aan een keten van moleculen, waardoor energie wordt vrijgegeven die wordt gebruikt om protonen over een membraan te pompen. Dit creëert een protongradiënt die de productie van een grote hoeveelheid ATP stimuleert.

Energie gebruiken:

* ATP als de energievaluta: ATP is als de "energievaluta" van de cel. Het slaat energie op in zijn fosfaatbindingen. Wanneer een cel energie nodig heeft, breekt het ATP af, brengt energie vrij en vormt ADP (adenosinedifosfaat) en een vrije fosfaatgroep.

* energie-vereiste processen: ATP biedt energie voor een breed scala aan cellulaire processen, waaronder:

* spiercontractie: ATP voedt het glijden van spierfilamenten, waardoor beweging mogelijk is.

* Actief transport: ATP Power pompen die moleculen over celmembranen verplaatsen tegen hun concentratiegradiënt.

* Biosynthese: ATP biedt energie voor het bouwen van complexe moleculen zoals eiwitten en nucleïnezuren.

* Cellulaire signalering: ATP is betrokken bij celcommunicatie en signaalroutes.

* Zenuwimpulsoverdracht: ATP wordt gebruikt om de elektrochemische gradiënten te behouden die zenuwimpulsen aandrijven.

belangrijke punten:

* Energie wordt niet gecreëerd of vernietigd, alleen getransformeerd. Cellen creëren geen energie, ze transformeren het gewoon van de ene vorm naar de andere.

* ATP wordt constant gerecycled. Cellen breken continu af en herbouwen ATP, waardoor een constante voeding van energie oplevert.

* Cellulaire ademhaling is een zeer efficiënt proces. Het haalt een aanzienlijke hoeveelheid energie uit glucose en zet het om in ATP.

Samenvattend bewaren cellen energie in de chemische bindingen van glucose en andere moleculen en zetten deze energie vervolgens om in een bruikbare vorm - ATP - door cellulaire ademhaling. ATP voedt vervolgens een breed scala aan cellulaire processen, waardoor het leven mogelijk is zoals we die kennen.