ما هو الهوائية مقابل اللاهوائية في علم الأحياء؟

المحتوى

• TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
• العمل ل ATP
• أساسيات التنفس الخلوي
• استخدام الأكسجين وداء السكري
• الهوائية مقابل التنفس اللاهوائي

يتكون جسمك من عشرات تريليونات الخلايا ، كل واحدة منها تحتاج إلى الوقود لتعمل بشكل صحيح وتحافظ على صحتك. تغذي جسمك عن طريق أخذ الهواء والماء والغذاء - لكن الطعام الذي تتناوله لا يمكن استخدامه على الفور لتزويد خلاياك بالطاقة. بدلاً من ذلك ، بعد هضم الطعام وتوزيع الفيتامينات والمواد المغذية الأخرى الموجودة على خلاياك ، يجب اتخاذ خطوة أخرى لتحويل العناصر الغذائية إلى طاقة خلوية. تُعرف هذه العملية باسم التنفس الخلوي (التنفس لفترة قصيرة): عندما يناقش الأشخاص فكرة اللاهوائية مقابل اللاهوائية في علم الأحياء ، فإنهم يشيرون غالبًا إلى نوعين مختلفين من التنفس الخلوي - والخلايا القادرة على كل نوع من التنفس.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)

لكي تعمل الخلايا بشكل صحيح ، تحول المواد الغذائية إلى وقود يُعرف باسم أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) من خلال عملية التنفس الخلوي. تبدأ هذه العملية بالجليكوز ، الذي يحطم الجلوكوز إلى ATP ، لكن وجود الأكسجين يزيد من كمية ATP التي يمكن أن تنتجها الخلية على حساب إتلاف الخلية قليلاً. ما إذا كانت الخلية تستخدم التنفس الهوائي مقابل اللاهوائي ستعتمد على توفر الأكسجين ؛ التنفس الهوائية يستخدم الأكسجين ، في حين أن التنفس اللاهوائي لا.

العمل ل ATP

تحتاج الخلايا الموجودة في أي كائن حي إلى طاقة للقيام بوظائفها ، سواء كان ذلك يحمي الجسم من البكتيريا الضارة أو يحطم الطعام داخل المعدة أو يتأكد من أن الدماغ يمكنه تذكر المعلومات واستخدامها بكفاءة. تتم الطاقة الخلوية ضمن عبوات أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، وهو جزيء يتكون من الجلوكوز (السكر). يعمل أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، المعروف أيضًا باسم ATP ، مثل حزم البطارية للخلايا الموجودة داخل الكائن الحي ؛ يمكن حمل حزم ATP حول الجسم واستخدامها لتشغيل وظائف الخلايا ، وبمجرد إنشاء جزيئات ATP واستخدامها ، يمكن إعادة شحنها بسهولة إلى حد ما. لكن ATP يستغرق بعض الجهد لإنشاء. لجعله ، مطلوب خلية للذهاب من خلال عملية التنفس الخلوي.

أساسيات التنفس الخلوي

يجب أن تخضع جميع الخلايا للتنفس الخلوي حتى تعمل. في أبسط طريقة للتنفس الخلوي هي العملية التي تتخذها الخلية لتحطيم العناصر الغذائية والسكريات التي تحملها - العناصر الغذائية والسكريات التي يوفرها الطعام الذي تتناوله - من أجل تحويلها إلى عبوات من ATP يمكن استخدامها لتزويد الخلية بالطاقة وغني عن عملها. على الرغم من أن التنفس سيحدث في مواقع مختلفة ، وهذا يتوقف على نوع الخلية ، فإن جميع الخلايا تبدأ عملية التنفس بالجليكوز ، وهي سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تكسر الجلوكوز. ما يحدث بعد الإصابة بالجليكوز يعتمد على علاقة الخلايا بالأكسجين ، وما إذا كان هناك أي أوكسجين موجود.

استخدام الأكسجين وداء السكري

في علم الأحياء ، الأكسجين هو شيء غريب. معظم الكائنات الحية تحتاجها للبقاء على قيد الحياة ، واستخدامها لمعالجة الطاقة بشكل أكثر كفاءة. ومع ذلك ، في الوقت نفسه ، يمكن أن يكون الأكسجين تآكلًا. بنفس الطريقة التي يمكن أن تسبب صدأ المعدن ، يمكن أن يسبب الكثير من الأكسجين في الخلية أن تتحلل الخلية وتنهار إذا لم يتم استخدام الأكسجين بسرعة كافية. لهذا السبب ، غالبًا ما يتم تصنيف الخلايا على أنها ايروبينات ولاهوائية. ما إذا كانت الخلية عبارة عن كرة هوائية أم لا تعتمد على قدرة الخلية على معالجة الأكسجين أم لا ، ونتيجة لذلك ، ما نوع التنفس الذي تستخدمه الخلية. على سبيل المثال ، سوف تستخدم الخلية التي تحتوي على البيولوجيا اللاهوائية التنفس اللاهوائي ، بينما تستخدم الخلية التي تحتوي على البيولوجيا الهوائية التنفس الهوائي المعزز بالأكسجين. سيحدث الجزء الأكبر من التنفس بعد بدء التليسك ، وهو يتميز بما إذا كان الأكسجين يستخدم أم لا لكسر منتجات التليسكوب أكثر.

الهوائية مقابل التنفس اللاهوائي

بعد حدوث التسمم بالجليكوز ، يتم تقسيم الجلوكوز في الخلية إلى حفنة من المنتجات الكيميائية الثانوية. بعض هذه مفيدة ، في حين أن البعض الآخر لا. في التنفس اللاهوائي ، يستخدم الإيثانول أو حمض اللبنيك بعد ذلك لمعالجة هذه المنتجات الثانوية في جزيئين من ATP وبعض المنتجات الأقل فائدة - ولكن في التنفس الهوائي ، يتم استخدام الأكسجين للمعالجة بدلاً من ذلك. نتيجة لذلك ، يمكن تقسيم المنتجات الثانوية الناتجة عن التليسكوز أكثر ، مما يؤدي إلى إنشاء أربعة جزيئات ATP. هذا يجعل التنفس الهوائي أكثر كفاءة ، لكنه قد يؤدي إلى خطر الانهيار الخلوي نتيجة لتراكم الأكسجين. في النهاية ، ومع ذلك ، يتم إنتاج ATP دائما.