Sisu
- Oksüdeerimine ja redutseerimine määratletud
- Rakulise hingamise tähtsus
- Redutseerimine või oksüdeerimine
- Fermentatsiooniprotsess
Aeroobse hingamise ajal kombineerub raku sissevõetud hapnik glükoosiga energia saamiseks adenosiintrifosfaadi (ATP) kujul ja rakk väljutab süsinikdioksiidi ja vett. See on oksüdatsioonireaktsioon, milles oksüdeeritakse glükoos ja vähendatakse hapnikku. See protsess on kriitiline kõigi eukarüootide jaoks, mis on suured rakud, mis sisaldavad tuuma ja muid organelleid ning mis moodustavad keerukaid organisme, nagu näiteks inimesed. Hingamine enamikus prokarüootides, näiteks teatud bakterites, on anaeroobne. See hõlmab oksüdeerimis- / redutseerimisreaktsioone, mis annavad energiat hapnikuta.
Oksüdeerimine ja redutseerimine määratletud
Oksüdatsioon ja redutseerimine on sõnad, mis viitavad elektronide vahetusele keemilises reaktsioonis. Kui keemikud kirjeldasid esimest korda oksüdatsiooni / redutseerimise reaktsioone, kasutasid nad terminit "oksüdeerimine", viidates ainult reaktsioonidele, milles teised kemikaalid olid seotud hapnikuga. Nad nimetasid redutseerimisreaktsioonidena reaktsioone, mis muundasid kemikaali puhtaks vormiks, näiteks reaktsiooni, mis eemaldas magneesiumist hapniku ja jättis ainult magneesiumi. Kuna teadlased avastasid selle aluseks olevate mehhanismide kohta rohkem, selgus aga, et oksüdeerumisel kaotas element ühe või mitu elektroni hapniku hulka ja redutseerimisel võitis element elektrone.
Rakulise hingamise tähtsus
Rakulises hingamises toodetud ATP on keemiline kütus, mis annab rakus kõik reaktsioonid kas otse või kaudselt. Hingamine toimub inimkeha igas rakus, aga ka peaaegu kõigi eukarüootide rakkudes. See, et meie rakud sellest reaktsioonist sõltuvad, on põhjus, miks inimesed hingavad sisse hapnikku ja süsihappegaasi.
Redutseerimine või oksüdeerimine
Rakulise hingamise protsess hõlmab kahte peamist etappi. Esimeses etapis, mida teadlased nimetavad glükolüüsiks, laguneb glükoos. Teises osas lõhub aeroobne hingamine glükoosijääke veelgi. Aeroobse hingamise ajal väheneb hapnik, annetades vesinikule vee moodustamiseks elektri. Kogu rakulise hingamise protsess oksüdeerib glükoosi. See annab suurema osa raku hingamisel vabanevast energiast.
Fermentatsiooniprotsess
Kääritamine hõlmab ka oksüdeerimist ja redutseerimist ning see tekitab ATP, kuid see ei toimi nii tõhusalt. Mõned lihtsad organismid, näiteks pärmid, kasutavad seda protsessi hapniku puudumisel. Isegi inimesed kasutavad käärimist hapnikuvabade lihasrakkude teatud hingamisteede varundamiseks. Fermentatsiooni käigus oksüdeeritakse kemikaal, mida nimetatakse nikotiinamiidadeniindinukleotiidiks + vesinikuks (NADH) ja redutseeritakse kemikaal nimega püruvaat. Selle protsessi käigus saadakse ainult kaks ATP molekuli glükoosimolekuli kohta, samal ajal kui rakuhingamisel saadakse 36 ATP molekuli ühest glükoosimolekulist.