- การหายใจแบบแอโรบิกคืออะไร?
- ตัวอย่างการหายใจแบบแอโรบิก
- ขั้นตอนของการหายใจแบบแอโรบิก
- ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน
เราอธิบายว่าการหายใจแบบแอโรบิกคืออะไร ดำเนินการอย่างไร และตัวอย่าง นอกจากนี้ระยะต่าง ๆ และการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน
การหายใจแบบแอโรบิกคืออะไร?
เป็นที่รู้จักกันในชื่อการหายใจแบบแอโรบิกหรือการหายใจแบบแอโรบิกกับปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ ของ สิ่งมีชีวิตที่คุณได้รับ พลังงาน เคมี จากการสลายตัวของ โมเลกุล อินทรีย์ (การหายใจระดับเซลล์)
เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนในการได้รับ พลังงานซึ่งใช้กลูโคส (C6H12O6) เป็นเชื้อเพลิงและออกซิเจนเป็นตัวรับสุดท้ายสำหรับ อิเล็กตรอน (ออกซิแดนท์) ที่ทำปฏิกิริยากับกรดไพรูวิก (C3H4O3) ได้มาแบบนี้คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2), น้ำ (H2O) และอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) โมเลกุลของความเป็นเลิศด้านพลังงานชีวเคมี
กระบวนการนี้เป็นเรื่องปกติของยูคาริโอตและรูปแบบของ แบคทีเรียและเกิดขึ้นตามสูตรต่อไปนี้:ค6ชม12หรือ6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP.
ตัวอย่างการหายใจแบบแอโรบิก
ตัวอย่างบางส่วนของการหายใจแบบใช้ออกซิเจน ได้แก่
- ดิ เมแทบอลิซึม ของ มนุษย์, สัตว์เลื้อยคลาน, นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ล้วนแต่ใช้ปอดรับออกซิเจนจากอากาศ
- เมแทบอลิซึมของปลาและสัตว์น้ำอื่น ๆ ที่มีเหงือกเพื่อรับออกซิเจนจาก น้ำ.
- เมแทบอลิซึมของแมลงซึ่งรวมถึงออกซิเจนจาก อากาศ ผ่านท่อลมทั่วร่างกาย อีกกรณีหนึ่งคือเวิร์มและเวิร์มซึ่งทำเช่นเดียวกันกับผิวหนัง (การหายใจทางผิวหนัง)
ขั้นตอนของการหายใจแบบแอโรบิก
การหายใจแบบใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่างๆ ในปฏิกิริยาเคมีที่ยืดเยื้อ ขั้นตอนเหล่านี้คือ:
- ไกลโคไลซิส. ขั้นตอนแรกของการหายใจแบบแอโรบิกเกิดขึ้นใน ไซโตพลาสซึม ของเซลล์และเป็นการออกซิเดชั่นของกลูโคส (และกลีเซอรอลจากไตรกลีเซอไรด์ถ้ามี) กระบวนการนี้จะทำลายพันธะของแต่ละโมเลกุลของน้ำตาลนี้ และได้รับการแลกเปลี่ยนโมเลกุลของกรดไพรูวิก 2 โมเลกุลพร้อมกับ ATP สองโมเลกุล
- ออกซิเดชันดีคาร์บอกซิเลชันของกรดไพรูวิก โมเลกุลของกรดไพรูวิกเข้าสู่ไซโตพลาสซึมเข้าสู่เมทริกซ์ของ ไมโตคอนเดรีย (ออร์แกเนลล์ที่มีพลังของเซลล์) โดยที่พวกมันถูกประมวลผลโดยคอมเพล็กซ์ของเอนไซม์ (ไพรูเวตดีไฮโดรจีเนส) ที่กำจัดอะตอมของคาร์บอน (ดีคาร์บอกซิเลชัน) ที่ปล่อยออกมาเป็น CO2 และไฮโดรเจนอะตอมสองอะตอม (ดีไฮโดรจีเนชัน) เป็นผลให้ได้อะซิติลเรดิคัล (-CO-CH3) ซึ่งเฟสต่อไปเริ่มต้นขึ้น
- วงจรเครบส์. ขั้นตอนสุดท้ายของการหายใจเกิดขึ้นในวัฏจักรเมตาบอลิซึมในเมทริกซ์ยลหรือที่เรียกว่าวงจรเครบส์ สิ่งนี้เริ่มต้นด้วยอะเซทิลจากระยะก่อนหน้า ภายใต้ออกซิเดชันเพื่อผลิต CO2 และพลังงานสองโมเลกุลในรูปของ Guanosine triphosphate (GTP) และโมเลกุลรีดิวซ์อื่นๆ ที่ใช้งานได้
แล้วห่วงโซ่ของ ปฏิกริยาเคมี ที่ออกซิไดซ์ส่วนประกอบเอนไซม์ลดลงในระยะก่อนหน้า ทำให้พร้อมใช้งานใหม่ และรับ ATP ใหม่ในกระบวนการ
หลังเกิดขึ้นแล้วในเยื่อหุ้มชั้นในของไมโตคอนเดรีย อิเล็กตรอนและโปรตอนที่ถูกปล่อยออกมาในกระบวนการนี้จะถูกออกซิเจนเข้าไปแทนที่ จากนั้นจึงลดปริมาณลงเป็นน้ำ
ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน
การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนหรือแบบไม่ใช้ออกซิเจนแตกต่างจากแอโรบิกในสิ่งหนึ่ง: การมีออกซิเจน การหายใจระดับเซลล์ประเภทนี้ประกอบด้วยการลดออกซิเดชันของน้ำตาลโมโนแซ็กคาไรด์ โดยใช้องค์ประกอบอื่นที่ไม่ใช่ออกซิเจนในการเกิดออกซิเดชัน ได้แก่ อนุพันธ์ของไนโตรเจน (ไนเตรต) กำมะถัน (ซัลเฟตและซัลไฟด์) คาร์บอนไดออกไซด์ ไอออน เหล็กหรือแมงกานีส ซีลีเนียม (ซีลีเนต) สารหนู (สารหนู) เป็นต้น โมเลกุลเหล่านี้มีประสิทธิภาพน้อยกว่าและสร้างพลังงานน้อยกว่าการใช้ออกซิเจน
การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะแตกต่างจาก การหมักและผลิตสารต่างๆ เป็นผลพลอยได้ ขึ้นอยู่กับธาตุที่ใช้เป็นตัวรับอิเล็กตรอน กลไกการเผาผลาญนี้เป็นเรื่องปกติของแบคทีเรียบางชนิดและ จุลินทรีย์ โปรคาริโอตที่อาศัยอยู่ สิ่งแวดล้อม ออกซิเจนต่ำ