Výroba energie v živých organizmoch - chemická škola
Dnes na hodine chémie: | Nevyhnutnosť a možnosti výroby energie. Výroba energie dýchaním. Energetický zisk fermentáciou.
123. Výroba energie v živých bytostiach
Jedenie a pitie - dobíjanie batérií
Celý život zvierat a rastlín vyžaduje energiu pre všetky životné procesy. Živé bytosti získavajú túto potrebnú energiu z potravy každý deň. Na rozdiel od rastlín si ľudia a zvieratá nemôžu pomocou slnečného žiarenia (fotosyntéza) vybudovať žiadnu biologickú látku. Ľudia a zvieratá sú schopné udržiavať biologické procesy, ako sú dýchanie, pohyb, trávenie a rast, iba obchádzkou potravy.
Telo spaľuje jedlo, ktoré konzumuje, v každej jednej bunke. Samozrejme vieme, že nejde o spaľovanie so vznikom ohňa - ide skôr o pomalé spaľovanie, pri ktorom sa rozkladajú potraviny a uvoľnená energia sa čiastočne viaže v chemickej forme a čiastočne sa uvoľňuje ako teplo. Toto uvoľňovanie energie umožňuje živým veciam produkovať bunkové komponenty s vysokou molekulovou hmotnosťou, ako sú proteíny, polysacharidy a nukleové kyseliny.
Možnosti výroby energie
V biológii sa procesy výroby energie nazývajú disimilácia, proces, pri ktorom sa vysokoenergetické organické zlúčeniny štiepia na jednoduchšie látky s nízkou spotrebou energie a pri ktorom sa uvoľňuje energia. Štiepia sa hlavne uhľohydráty prijímané jedlom, ale samozrejme aj tuky, ktoré prispievajú k výrobe energie ako zásobné látky. Keď sa spotrebujú zásoby sacharidov a tukov, telo začne štiepiť svoje bielkoviny na výrobu energie. Často sa to deje v súvislosti s radikálnymi a jednostrannými diétami - je potrebná najväčšia opatrnosť, pretože teraz pre organizmus nastal nebezpečný stav.
Výroba energie dýchaním
Pre aeróbne dýchanie je potrebný kyslík. Organické zlúčeniny, ako sú uhľohydráty alebo mastné kyseliny, sa spravidla oxidujú a nakoniec sa prevedú na O2 ako akceptor elektrónov v dýchacom reťazci. Celkový proces aeróbneho dýchania je komplikovaný krokový proces, do ktorého je zapojených veľa enzýmov. Bunky tela prijímajú glukózu ako prísun energie. To je úplne oxidované eukaryotmi v cytoplazme a v mitochondriách na oxid uhličitý a vodu. Empirický vzorec dýchacieho procesu je možné formulovať nasledovne:
$ \ mathrm < C_6H_O_6 + 6 \ O_2 \ \ 6 \ CO_2 + 6 \ H_2O + 2824 \ kJ >$
Chemická rovnica ukazuje, že dýchanie predstavuje úplnú oxidáciu. Pokusy 1 a 2 sa môžu použiť na detekciu vytvoreného oxidu uhličitého. Energia 2824 kJ na mol vydychovanej glukózy sa javí iba v malej miere ako teplo. Väčšina energie, ktorú živá bytosť získava dýchaním, sa používa na budovanie ďalších vysokoenergetických spojení. Táto viazaná energia je teraz k dispozícii pre bunku pre biochemické procesy.