Генериране на енергия в живите същества - училище по химия
Днес в час по химия: | Необходимост и възможности за производство на енергия. Генериране на енергия чрез дишане. Енергийна печалба чрез ферментация.
123. Производство на енергия в живи същества
Ядене и пиене - презареждане на батериите
Целият живот на животни и зеленчуци изисква енергия за всички жизнени процеси. Живите същества получават тази необходима енергия от храната всеки ден. За разлика от растенията, хората и животните не могат да изграждат биологично вещество с помощта на слънчева светлина (фотосинтеза). Хората и животните могат да поддържат биологични процеси като дишане, движение, храносмилане и растеж само по пътя на поглъщането.
Тялото изгаря храната, която консумира във всяка отделна клетка. Разбира се, знаем, че това не е изгаряне с появата на огън - това е по-скоро бавно изгаряне, при което храната се разгражда и освободената енергия е частично свързана в химическа форма и отчасти освободена като топлина. Това освобождаване на енергия позволява на живите същества да произвеждат клетъчни компоненти с високо молекулно тегло като протеини, полизахариди и нуклеинови киселини.
Опции за генериране на енергия
В биологията енергийните процеси се наричат дисимилация, процес, при който високоенергийните органични съединения се разделят на по-прости вещества с по-ниска енергия и при които се отделя енергия. Разграждат се главно въглехидратите, погълнати с храната, но разбира се и мазнините, които допринасят за производството на енергия като съхраняващи вещества. Когато се изразходват запасите от въглехидрати и мазнини, тялото започва да разгражда протеините си за производство на енергия. Това често се случва във връзка с радикални и едностранчиви диети - изисква се най-голямо внимание, защото сега е настъпило заплашително състояние за организма.
Генериране на енергия чрез дишане
За аеробно дишане е необходим кислород. Като правило органичните съединения като въглехидрати или мастни киселини се окисляват и накрая се прехвърлят в О2 като електронен акцептор в дихателната верига. Цялостният процес на аеробно дишане е сложен стъпков процес, в който участват множество ензими. Клетките на тялото поемат глюкоза за снабдяване с енергия. Това е напълно окислено от еукариотите в цитоплазмата и в митохондриите до въглероден диоксид и вода. Молекулната формула на дихателния процес може да бъде формулирана, както следва:
$ \ mathrm < C_6H_O_6 + 6 \ O_2 \ \ 6 \ CO_2 + 6 \ H_2O + 2824 \ kJ >$
Химичното уравнение показва, че дишането представлява пълно окисление. Експерименти 1 и 2 могат да се използват за откриване на образувания въглероден диоксид. Енергията от 2824 kJ на мол издишана глюкоза се появява само в малка степен като топлина. Повечето от енергията, която живо същество печели от дишането, се използва за изграждане на други високоенергийни връзки. Тази свързана енергия вече е на разположение на клетката за биохимични процеси.