Depozitarea și utilizarea energiei
În primul rând, discutăm despre procesele de stocare, eliberare și utilizare a energiei. Energia chimică a compușilor organici - forma transformată a energiei solare - este conținută în structura legăturilor chimice ale acestor compuși. Atunci când legăturile se rup, de obicei în timpul oxidării, energia este eliberată. Atunci când orice material organic, de exemplu lemn, arsuri (oxideaza) toată energia conținută în aceasta este eliberată în întregime, în principal sub formă de căldură. Planta este eliberarea simultană a unor cantități mari de energie ar fi în mod evident inutil, deoarece nu poate fi folosit în procesele ordonate, constructive în mai multe etape. Organismele vii reușesc să folosească energia legăturilor chimice mulțumită că oxidarea este format la ei dintr-un număr de etape, astfel încât energia este eliberată în porțiuni mici, care pot fi apoi cheltuite în alte procese. Eliberați energia merge în producerea de noi legături chimice de energie înaltă, de multe ori sub formă de ATP ( „moneda energetică“ a celulei ;. Figura 5.1), așa cum am spus anterior.
Fig. 5.1. În timpul oxidării zahărului într-o celulă, energia este stocată sub formă de legături speciale de fosfat "bogate în energie" în moleculele de adenozin trifosfat (ATP). Legătura obișnuită cu fosfatul este marcată de simbolul -P, iar legăturile bogate în energie sunt simbolizate
P. ATP este utilizat în reacțiile care necesită cheltuieli energetice, de exemplu, prin combinarea a două molecule mici (A, B) pentru a forma o moleculă mai mare (C)
Una dintre formele principale ale acestei oxidări progresive este procesul de transfer de electroni, care are loc în mitocondrii. În acest proces, electronii se deplasează de-a lungul lanțului de transfer de electroni, adică se deplasează de la un purtător la altul, de fiecare dată până la un nivel de energie ușor mai scăzut. Deplasând în acest mod, „jos“ din compusul carbohidrat parțial redus) până la punctul în care se combină eventual cu oxigenul, electronii din fiecare etapă este dat la o parte din energia lor, din care o anumită proporție este capturat în formă de ATP. În fotosinteză, există două lanțuri de transfer de electroni: una pentru fotofosforilarea ciclică realizată de fotosistemele I și cealaltă pentru fotofosforilarea non-ciclică care leagă fotosistemele II și I.
Ambele sisteme furnizează ATR, iar sistemul fotosisteme II are o forță de restabilire (NADPH) pentru fixarea CO2 și restabilirea acestuia la nivelul carbohidraților. Alte reacții celulare utilizează ATP, care se formează în principal în procesul de fosforilare oxidativă. Fosforilarea oxidativă este asociată cu procesul de respirație și se realizează prin intermediul unui alt lanț de transfer de electroni, pe care îl analizăm, de asemenea, pe scurt.
.. Treptat, adică în mai multe etape trebuie efectuată nu numai descompunerea moleculelor organice (deoarece este o condiție necesară pentru stocarea eficientă și energie), dar, de asemenea, sinteza compușilor complecși - proteine, acizi nucleici, lipide sau polizaharide. Atunci când moleculele mai mari sunt construite din molecule simple, aceste molecule simple necesită deseori activarea; cu alte cuvinte, trebuie să li se dea suficientă energie pentru a se asigura că reacția poate fi terminată. Ca o consecință, sinteza unui compus se desfășoară adesea într-un mod mai complicat decât descompunerea acestuia.