Was ist der Zellstoffwechsel?

Zellstoffwechsel ist ein allgemeiner Begriff, der alle chemischen Reaktionen abdeckt, die Energie umwandeln oder Energie in einer Zelle verwenden. Die Zellen des Menschen und viele andere multikelluläre Organismen nutzen den Prozess der aeroben Atmung, um Lebensmittel in Energie umzuwandeln. Pflanzen und einige Mikroorganismen führen den Prozess der Photosynthese durch. Andere Organismen verwenden anaerobe Atmung oder Fermentation, Arten des Zellstoffwechsels, die keinen Sauerstoff erfordern. Katabolische Reaktionen erzeugen Energie für die Verwendung der Zelle, während anabolische Reaktionen Energie erfordern, um Moleküle zu erzeugen, die für die fortlaufende Funktion der Zelle erforderlich sind. Zellen speichern Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP), die durch katabolische Reaktionen erzeugt und durch anabolische Reaktionen verwendet wird. Erstens bricht der Prozess der Glykolyse durchUnter einem Glukosemolekül - einem Zucker mit sechs Kohlenstoffatomen - in zwei Pyruvatmoleküle, zwei Moleküle reduzierter Nikotinamid -Adenin -Dinukleotid (NADH) und zwei ATP -Moleküle. Der Krebszyklus, auch Zitronensäurzyklus (CAC) oder Tricarboxylsäure (TCA) -Zyklus genannt, unterteilt das während der Glykolyse erzeugte Pyruvat weiter in Kohlendioxid und Wasser, wodurch zwei weitere ATP -Moleküle in diesem Prozess erzeugt werden. Ein Mechanismus, der als Elektronentransportkette bezeichnet wird, überträgt Wasserstoffatome von NADH zu Sauerstoff. Diese Übertragung fördert Energie, die verwendet wird, um 34 weitere Moleküle von ATP zu erzeugen.

Glykolyse und der Krebszyklus erfolgen auf die gleiche Weise bei anaeroben Atmung wie bei der aeroben Atmung. In der Elektronentransportkette werden jedoch anorganische Moleküle - Moleküle, die kein Kohlenstoff enthalten - als Elektronenakzeptor anstelle von Sauerstoff verwendet. Der tYPE des verwendeten anorganischen Moleküls hängt vom Organismus ab. Beispielsweise verwenden einige Organismen sulfurhaltige Verbindungen und einige stickstoffhaltige Verbindungen. Die anaerobe Atmung erzeugt insgesamt 36 ATP -Moleküle im Gegensatz zu 38 für die aerobe Atmung.

Fermentation ist eine andere Form des anaeroben Stoffwechsels, aber im Gegensatz zur anaeroben Atmung betrifft er keine Elektronentransportkette oder den Krebszyklus. Die Glykolyse unterscheidet organische Moleküle, um Energie zu erzeugen. Da die Glykolyse die einzige Reaktion ist, die in der Fermentation stattfindet, produziert sie nur zwei ATP -Moleküle pro Molekül Glucose.

Pflanzen und einige Mikroorganismen, die alle als Photoautotrophe eingestuft werden, gewinnen ihre Energie aus einer Form des Zellstoffwechsels, die als Photosynthese bezeichnet werden, und nicht von der Atmung. Photoautotrophen erhalten Energie vom Licht und wandeln sie in Form von ATP in chemische Energie um. Die Zellen verwenden dann das ATP, um Kohlendioxid in Glucose und andere Nährstoffe umzuwandeln, die die OrgaNism braucht.