Generarea de energie în viețuitoare - școala de chimie
Astăzi la ora de chimie: | Necesitatea și posibilitățile de generare a energiei. Generarea de energie prin respirație. Câștig de energie prin fermentare.
123. Producția de energie la ființele vii
Mâncare și băutură - reîncărcați bateriile
Toată viața animală și vegetală are nevoie de energie pentru toate procesele vieții. Ființele vii obțin această energie necesară din hrană în fiecare zi. Spre deosebire de plante, oamenii și animalele nu pot acumula nicio substanță biologică cu ajutorul luminii solare (fotosinteza). Oamenii și animalele pot menține procesele biologice, cum ar fi respirația, mișcarea, digestia și creșterea prin ocolirea aportului de alimente.
Corpul arde alimentele pe care le consumă în fiecare celulă. Știm bineînțeles că aceasta nu este o combustie cu apariția focului - este mai degrabă o combustie lentă în care alimentele sunt descompuse și energia eliberată este parțial legată sub formă chimică și parțial eliberată sub formă de căldură. Această eliberare de energie permite ființelor vii să producă componente celulare cu molecule ridicate, cum ar fi proteine, polizaharide și acizi nucleici.
Opțiuni pentru generarea de energie
În biologie, procesele producătoare de energie se numesc disimilare, un proces în care compușii organici cu energie ridicată sunt descompuși în substanțe mai simple, cu energie mai redusă și în care se eliberează energie. În principal, carbohidrații ingerați cu alimente sunt defalcați, dar bineînțeles și grăsimile, care contribuie la producerea de energie ca substanțe de stocare. Când se consumă depozitele de carbohidrați și grăsimi, corpul începe să-și descompună proteinele pentru producerea de energie. Acest lucru se întâmplă adesea în legătură cu dietele radicale și unilaterale - este necesară cea mai mare precauție, deoarece acum s-a produs o stare de amenințare pentru organism.
Generarea de energie prin respirație
Oxigenul este necesar pentru respirația aerobă. De regulă, compușii organici precum carbohidrații sau acizii grași sunt oxidați și, în cele din urmă, transferați la O2 ca acceptor de electroni într-un lanț respirator. Procesul general de respirație aerobă este un proces complicat în care sunt implicate numeroase enzime. Celulele corpului preiau glucoza pentru aprovizionarea cu energie. Acest lucru este complet oxidat de eucariote în citoplasmă și în mitocondrii până la dioxid de carbon și apă. Formula moleculară a procesului respirator poate fi formulată după cum urmează:
$ \ mathrm < C_6H_O_6 + 6 \ O_2 \ \ 6 \ CO_2 + 6 \ H_2O + 2824 \ kJ >$
Ecuația chimică arată că respirația reprezintă oxidarea completă. Experimentele 1 și 2 pot fi utilizate pentru a detecta dioxidul de carbon format. Energia de 2824 kJ per mol de glucoză expirată apare doar într-o mică măsură ca căldură. Cea mai mare parte a energiei pe care o ființă vie o câștigă din respirație este utilizată pentru a construi alte conexiuni cu energie ridicată. Această energie legată este acum disponibilă celulei pentru procesele biochimice.