Cykl Krebsa i łańcuch oddechowy

Cykl Krebsa, znany również jako cykl kwasu cytrynowego, jest kluczowym etapem oddychania tlenowego. Zachodzi w matrix mitochondrium i obejmuje serię reakcji chemicznych:

1. Przyłączenie acetylo-CoA do szczawiooctanu, tworząc cytrynian.
2. Kolejne reakcje utleniania i dekarboksylacji, prowadzące do regeneracji szczawiooctanu.
3. Redukcja NAD+ do NADH i FAD do FADH2.

Highlight: W cyklu Krebsa zachodzą cztery dekarboksylacje, sześć redukcji NAD+ do NADH, dwie redukcje FAD do FADH2 oraz dwie fosforylacje ADP do ATP.

Łańcuch oddechowy, ostatni etap oddychania tlenowego, zachodzi w wewnętrznej błonie mitochondrium. Jest to najbardziej wydajny energetycznie etap, produkujący od 26 do 28 cząsteczek ATP.

Vocabulary: Fosforylacja oksydacyjna - proces tworzenia ATP z wykorzystaniem energii uwolnionej podczas transportu elektronów w łańcuchu oddechowym.

Proces ten obejmuje:

1. Transport elektronów przez kompleksy białkowe w błonie mitochondrialnej.
2. Tworzenie gradientu protonowego.
3. Syntezę ATP przez enzym ATP syntazę.

Example: Reakcja końcowa łańcucha oddechowego: 4e- + 4H+ + O2 -> 2H2O

Dlaczego oddychanie tlenowe jest procesem katabolicznym? Ponieważ rozkłada złożone związki organiczne na prostsze, uwalniając przy tym energię. Ta energia jest następnie wykorzystywana do syntezy ATP, kluczowego nośnika energii w komórce.

Porównanie oddychania tlenowego i beztlenowego

Oddychanie tlenowe i oddychanie beztlenowe to dwa główne typy oddychania komórkowego, różniące się efektywnością i warunkami, w jakich zachodzą.

Oddychanie tlenowe:

• Wymaga obecności tlenu
• Zachodzi głównie w mitochondriach
• Jest najbardziej wydajne energetycznie, produkując około 30-32 cząsteczek ATP
• Końcowymi produktami są CO2 i H2O

Highlight: Gdzie zachodzi oddychanie tlenowe? Głównie w mitochondriach komórek eukariotycznych lub w błonie komórkowej bakterii tlenowych.

Oddychanie beztlenowe:

• Zachodzi bez udziału tlenu
• Może odbywać się w cytozolu
• Jest mniej wydajne, produkując znacznie mniej ATP
• Końcowe produkty zależą od typu procesu (np. kwas mlekowy w fermentacji mleczanowej)

Example: Oddychanie beztlenowe u człowieka zachodzi w mięśniach podczas intensywnego wysiłku, gdy brakuje tlenu, prowadząc do produkcji kwasu mlekowego.

Fermentacja to specyficzny rodzaj oddychania beztlenowego:

• Zachodzi w cytozolu
• Produkuje tylko 2 cząsteczki ATP
• Końcowe produkty to etanol (fermentacja alkoholowa) lub kwas mlekowy (fermentacja mleczanowa)

Vocabulary: Fermentacja alkoholowa - proces beztlenowego oddychania, w którym cukry są przekształcane w etanol i CO2, wykorzystywany m.in. w produkcji piwa i wina.

Porównanie oddychania tlenowego i beztlenowego:

1. Efektywność energetyczna: Oddychanie tlenowe jest znacznie bardziej wydajne.
2. Produkty końcowe: Różnią się w zależności od typu oddychania.
3. Lokalizacja w komórce: Oddychanie tlenowe głównie w mitochondriach, beztlenowe może zachodzić w cytozolu.
4. Wymagania środowiskowe: Tlenowe wymaga O2, beztlenowe zachodzi bez tlenu.

Definition: Rodzaje oddychania komórkowego obejmują oddychanie tlenowe, oddychanie beztlenowe i fermentację, każde z własną specyfiką biochemiczną i energetyczną.