Maklumat

Pada bila-bila masa, berapa banyak tenaga yang disimpan dalam tubuh manusia sebagai ATP?

Pada bila-bila masa, berapa banyak tenaga yang disimpan dalam tubuh manusia sebagai ATP?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Pada bila-bila masa tertentu, kira-kira berapa banyak tenaga yang disimpan dalam tubuh manusia sebagai ATP dalam ikatan ADP-P?

Ini sudah tentu bergantung kepada jenis sel itu dan aktiviti individu berkenaan. Pengiraan sepatutnya agak mudah, kerana kita tahu bahawa hidrolisis ATP membebaskan kira-kira 30 kJ/mol. Oleh itu, soalan itu sebenarnya boleh diungkapkan semula kepada $"$Pada bila-bila masa tertentu, berapa banyak ATP yang ada pada tubuh manusia?$"$


ATP dibakar seminit bukanlah nombor yang berguna kerana perolehan adalah sangat tinggi. 2000 kcal/hari ialah berpuluh-puluh kilogram ATP jadi jelas sekali ATP dibalikkan lebih daripada sekali sehari, tetapi mungkin terdapat lebih daripada satu molekul ATP yang disalurkan di antara semua sintase ATP.

Blog ini mendakwa 250 gram. Mengambil anggaran kepekatan ATP(1-10 mM) dari wikipedia dan mendarab dengan 60 kg orang mengeluarkan 150 gram (untuk 5 mM). Nisbah ATP/ADP adalah kira-kira 5 hingga 1 dalam keadaan fisiologi, jadi saya selesa meninggalkan sumber ralat itu.

Jadi: Mungkin beberapa ratus gram, bergantung pada banyak perkara. Iaitu kira-kira .2-.7 tahi lalat, untuk rujukan. 6-20 kJ tidaklah banyak, malah pada anggaran bahagian atas anda melihat mungkin 8 kalori pemakanan, dan mungkin lebih seperti 3.


Setiap daripada kita membakar kira-kira dua kali berat badan kita dalam ATP setiap hari. Jadi gandakan berat badan anda dan bahagikan nombor itu dengan bilangan saat dalam satu hari; yang akan memberikan anda jisim purata ATP. N.B. seseorang yang mempunyai jisim yang lebih tinggi akan mempunyai jawapan yang lebih tinggi.


Pada bila-bila masa, berapa banyak tenaga yang disimpan dalam tubuh manusia sebagai ATP? - Biologi

Sel menggandingkan tindak balas eksergonik hidrolisis ATP dengan tindak balas endergonik untuk memanfaatkan tenaga dalam ikatan ATP.

Objektif Pembelajaran

Terangkan peranan ATP sebagai mata wang tenaga selular

Pengambilan Utama

Perkara utama

  • Adenosin trifosfat terdiri daripada adenin bes nitrogen, ribosa gula lima karbon, dan tiga kumpulan fosfat.
  • ATP dihidrolisiskan kepada ADP dalam tindak balas ATP+H2O→ADP+Pi+ tenaga bebas ∆G yang dikira untuk hidrolisis 1 mol ATP ialah -57 kJ/mol.
  • ADP digabungkan dengan fosfat untuk membentuk ATP dalam tindak balas ADP+Pi+tenaga bebas→ATP+H2O.
  • Tenaga yang dibebaskan daripada hidrolisis ATP ke dalam ADP digunakan untuk melakukan kerja selular, biasanya dengan menggabungkan tindak balas eksergonik hidrolisis ATP dengan tindak balas endergonik.
  • Pam natrium-kalium menggunakan tenaga yang diperoleh daripada hidrolisis ATP eksergonik untuk mengepam ion natrium dan kalium merentasi membran sel manakala fosforilasi memacu tindak balas endergonik.

Syarat Utama

  • gandingan tenaga: Gandingan tenaga berlaku apabila tenaga yang dihasilkan oleh satu tindak balas atau sistem digunakan untuk memacu tindak balas atau sistem lain.
  • endergonik: Memerihalkan tindak balas yang menyerap (haba) tenaga daripada persekitarannya.
  • eksergonik: Memerihalkan tindak balas yang membebaskan tenaga (haba) ke dalam persekitarannya.
  • tenaga bebas: Tenaga bebas Gibbs ialah potensi termodinamik yang mengukur kerja berguna atau permulaan proses yang boleh diperoleh daripada sistem termodinamik pada suhu dan tekanan malar (isoterma, isobarik).
  • hidrolisis: Proses kimia penguraian yang melibatkan pemisahan ikatan dengan penambahan air.

ATP: Adenosin Trifosfat

Adenosine triphosphate (ATP) ialah mata wang tenaga untuk proses selular. ATP membekalkan tenaga untuk kedua-dua tindak balas endergonik yang memakan tenaga dan tindak balas eksergonik yang membebaskan tenaga, yang memerlukan input kecil tenaga pengaktifan. Apabila ikatan kimia dalam ATP dipecahkan, tenaga dibebaskan dan boleh dimanfaatkan untuk kerja selular. Semakin banyak ikatan dalam molekul, semakin banyak tenaga potensi yang terkandung di dalamnya. Oleh kerana ikatan dalam ATP begitu mudah dipecahkan dan diubah suai, ATP adalah seperti bateri boleh dicas semula yang menggerakkan proses selular daripada replikasi DNA kepada sintesis protein.

Struktur Molekul

Adenosin trifosfat (ATP) terdiri daripada molekul adenosin yang terikat kepada tiga kumpulan fosfat. Adenosin ialah nukleosida yang terdiri daripada adenin bes nitrogen dan ribosa gula lima karbon. Tiga kumpulan fosfat, mengikut urutan yang paling hampir dengan yang paling jauh daripada gula ribosa, dilabelkan alfa, beta, dan gamma. Bersama-sama, kumpulan kimia ini membentuk kuasa tenaga. Kedua-dua ikatan antara fosfat adalah ikatan tenaga tinggi yang sama (ikatan fosfoanhidrida) yang, apabila dipecahkan, membebaskan tenaga yang mencukupi untuk menggerakkan pelbagai tindak balas dan proses selular. Ikatan antara beta dan gamma fosfat dianggap “bertenaga tinggi” kerana apabila ikatan terputus, produk [adenosin difosfat (ADP) dan satu kumpulan fosfat tak organik (Pi)] mempunyai tenaga bebas yang lebih rendah daripada bahan tindak balas (ATP dan molekul air). Pecahan ATP kepada ADP dan Pi dipanggil hidrolisis kerana ia menggunakan molekul air (hidro-, bermaksud “air”, dan lisis, bermakna “pemisahan”).

Adenosin Trifosfat (ATP): ATP ialah mata wang tenaga utama sel. Ia mempunyai tulang belakang adenosin dengan tiga kumpulan fosfat melekat.

Hidrolisis dan Sintesis ATP

ATP dihidrolisiskan menjadi ADP dalam tindak balas berikut:

Seperti kebanyakan tindak balas kimia, hidrolisis ATP kepada ADP boleh diterbalikkan. Tindak balas terbalik menggabungkan ADP + Pi untuk menjana semula ATP daripada ADP. Oleh kerana hidrolisis ATP membebaskan tenaga, sintesis ATP mesti memerlukan input tenaga bebas.

ADP digabungkan dengan fosfat untuk membentuk ATP dalam tindak balas berikut:

ATP dan Gandingan Tenaga

Tepat berapa banyak tenaga bebas (∆G) dibebaskan dengan hidrolisis ATP, dan bagaimana tenaga bebas itu digunakan untuk melakukan kerja selular? ∆G yang dikira untuk hidrolisis satu mol ATP kepada ADP dan Pi ialah −7.3 kcal/mol (−30.5 kJ/mol). Walau bagaimanapun, ini hanya benar dalam keadaan piawai, dan ∆G untuk hidrolisis satu mol ATP dalam sel hidup adalah hampir dua kali ganda nilai pada keadaan piawai: 14 kcal/mol (−57 kJ/mol).

ATP adalah molekul yang sangat tidak stabil. Melainkan digunakan dengan cepat untuk melakukan kerja, ATP secara spontan berpecah kepada ADP + Pi, dan tenaga bebas yang dibebaskan semasa proses ini hilang sebagai haba. Untuk memanfaatkan tenaga dalam ikatan ATP, sel menggunakan strategi yang dipanggil gandingan tenaga.

Gandingan Tenaga dalam Pam Natrium-Kalium

Gandingan Tenaga: Pam natrium-kalium menggunakan tenaga yang diperoleh daripada hidrolisis ATP eksergonik untuk mengepam ion natrium dan kalium merentasi membran sel.

Sel menggandingkan tindak balas eksergonik hidrolisis ATP dengan tindak balas endergonik proses selular. Sebagai contoh, pam ion transmembran dalam sel saraf menggunakan tenaga daripada ATP untuk mengepam ion merentasi membran sel dan menjana potensi tindakan. Pam natrium-kalium (Na + /K + pam) memacu natrium keluar dari sel dan kalium ke dalam sel. Apabila ATP dihidrolisiskan, ia memindahkan gamma fosfatnya kepada protein pam dalam proses yang dipanggil fosforilasi. Pam Na + /K + mendapat tenaga bebas dan mengalami perubahan konformasi, membolehkan ia melepaskan tiga Na + ke luar sel. Dua ion K + ekstraselular mengikat protein, menyebabkan protein berubah bentuk semula dan melepaskan fosfat. Dengan menderma tenaga bebas kepada pam Na + /K +, fosforilasi memacu tindak balas endergonik.

Gandingan Tenaga dalam Metabolisme

Semasa tindak balas metabolik selular, atau sintesis dan pecahan nutrien, molekul tertentu mesti diubah sedikit dalam bentuknya untuk menjadi substrat untuk langkah seterusnya dalam siri tindak balas. Dalam langkah pertama respirasi selular, glukosa dipecahkan melalui proses glikolisis. ATP diperlukan untuk fosforilasi glukosa, mewujudkan perantaraan tenaga tinggi tetapi tidak stabil. Tindak balas fosforilasi ini menyebabkan perubahan konformasi yang membolehkan enzim menukar molekul glukosa terfosforilasi kepada fruktosa gula terfosforilasi. Fruktosa adalah perantara yang diperlukan untuk glikolisis untuk bergerak ke hadapan. Dalam contoh ini, tindak balas eksergonik hidrolisis ATP digabungkan dengan tindak balas endergonik menukar glukosa untuk digunakan dalam laluan metabolik.


Penukaran glukosa kepada asid laktik memacu fosforilasi 2 mol ADP kepada ATP dan mempunyai tenaga bebas piawai -135 kJ/mol. C6H12O6 + 2 HPO4 + 2 ADP + 2 H+ --> 2CH3CH(OH)COOH + 2 ATP + 2H20 Apakah tenaga bebas piawai untuk

Apakah definisi fotosintesis? proses menukar cahaya kepada tenaga kimia tersimpan dalam bentuk gula*** proses menukar tenaga dalam molekul karbohidrat kepada ATP proses menukar cahaya kepada tenaga kimia tersimpan

Bagaimanakah ATP membekalkan sel dengan tenaga yang mereka perlukan untuk bekerja? Gariskan skema umum kitaran tenaga ATP.


Sel utama yang menyimpan lemak dalam bentuk trigliserida dipanggil adiposit, atau hanya sel lemak. Sel adipos putih menyimpan lemak untuk digunakan sebagai tenaga, manakala tisu adipos coklat hanya digunakan untuk mencipta haba dan tidak relevan sebagai simpanan tenaga. Adiposit biasanya terdapat di sekeliling badan di bawah kulit dan juga di rongga perut, mengelilingi organ dalaman.

Jika lemak diperlukan untuk tenaga, badan memecahkan molekul trigliserida kembali ke dalam tiga rantai asid lemak dan molekul gliserol tunggal. Isyarat hormon memberitahu badan apabila lemak perlu dipecahkan dan juga apabila lemak perlu disintesis dan disimpan. Dari segi pecahan, molekul gliserol adalah benar-benar karbohidrat, jadi ia boleh pergi terus ke laluan metabolik karbohidrat yang sangat penting yang dipanggil glikolisis. Bahagian ini mengeluarkan sedikit tenaga. Asid lemak, bagaimanapun, perlu pergi ke laluan alternatif yang dipanggil beta-pengoksidaan.


Bagaimana Saya Meningkatkan ATP untuk Penyembuhan dan Tenaga?

Terdapat beberapa cara ATP boleh dihasilkan. Cara yang paling biasa ialah Kitaran Kreb’s (aka The Citric Acid Cycle). Terdapat cara lain seperti pengoksidaan beta dan fosforilasi oksidatif, tetapi demi artikel ini, kami akan memastikan ia mudah supaya anda mengelak peluru itu.
Terdapat molekul tertentu yang dipanggil molekul isyarat redoks. Redox hanya bermaksud “pengurangan dan pengoksidaan”. Molekul ini boleh menderma elektron atau mengambil elektron dari molekul lain untuk memudahkan tindak balas kimia.
Molekul ini mempunyai banyak tujuan, tetapi kebanyakan molekul ini membantu memudahkan Kitaran Kreb’s yang menghasilkan ATP. Co-enzyme Q10 (aka CoQ10) sebagai contoh, adalah salah satu daripada molekul ini yang boleh membantu mitokondria kita menghasilkan lebih banyak ATP. Oleh itu, ia mempunyai banyak manfaat untuk otak, dan jantung kita.

Antioksidan endogen: Suplemen Super yang Dihasilkan oleh Badan Anda!

Kebanyakan sebatian ini seperti CoQ10 dihasilkan secara semula jadi oleh badan kita sendiri, tetapi apabila kita semakin tua dan mengalami tekanan atau kerosakan pada badan kita, kita kurang dapat menghasilkan sebatian ini.
Asid alfa-lipoik (ALA tidak boleh dikelirukan dengan omega-3) adalah satu lagi antioksidan yang dihasilkan oleh badan kita yang memudahkan pengeluaran ATP dan mengurangkan tekanan oksidatif. Walau bagaimanapun, ALA mempunyai beberapa faedah tambahan seperti mengeluarkan logam berat.
ALA juga mengaktifkan sebatian yang dipanggil PGC-1a yang bukan sahaja melindungi DNA kita daripada kesan penuaan (dengan melindungi telomer kita), tetapi ia juga merangsang biogenesis mitokondria.
Ini bermakna ia memberi isyarat kepada sel kita untuk membuat lebih banyak mitokondria! Ini dalam kombinasi dengan CoQ10 boleh menjadi pukulan satu-dua yang kuat untuk meningkatkan tenaga anda pada selular. Creatine adalah satu lagi suplemen yang sangat biasa dan selamat digunakan oleh pembina badan kerana ia meningkatkan ATP.


Pengenalan:-

Regulasi glukosa adalah sistem penting di dalam tubuh manusia. Kebanyakan sel dalam badan manusia menggunakan glukosa sebagai sumber tenaga utama seperti sel darah merah dan sel otot. Molekul glukosa dihidrolisiskan dalam sel untuk menghasilkan ATP, yang merangsang banyak proses selular dalam badan. Molekul glukosa dihantar ke sel oleh darah yang beredar dan oleh itu, untuk memastikan bekalan glukosa yang berterusan kepada sel, adalah penting bahawa paras glukosa darah dikekalkan pada paras yang agak tetap. Malah tahap glukosa yang berlebihan boleh membawa kepada komplikasi lanjut seperti diabetes atau kerosakan pada organ. Ketekalan tahap dicapai terutamanya melalui sistem maklum balas negatif, yang memastikan kepekatan glukosa darah dikekalkan dalam julat normal (3.6 – 5.8 mmol/L). Sistem maklum balas negatif sangat penting dalam homeostasis kerana ia merasakan perubahan dalam badan dan mengaktifkan mekanisme yang membalikkan perubahan untuk memulihkan keadaan ke tahap normalnya. Oleh itu sebarang gangguan dalam homeostasis boleh membawa kepada situasi yang berpotensi serius. Faktor utama yang boleh meningkatkan paras glukosa darah dan penghasilan molekul glukosa baru ialah sel hati. Faktor utama yang boleh mengurangkan tahap glukosa darah termasuk pengangkutan glukosa ke dalam sel dan kehilangan glukosa adalah melalui air kencing. Ini adalah kejadian tidak normal yang juga berlaku dalam diabetes mellitus.

Biasanya, dalam orang yang sihat, paras glukosa darah dengan mudah boleh dipulihkan kepada paras normal melalui tindakan dua hormon pankreas: Insulin dan glukagon. Jika paras glukosa darah meningkat selepas pencernaan makanan maka sel beta-insulin pankreas bertindak balas dengan merembeskan insulin. Rembesan insulin merangsang sel dalam badan untuk meningkatkan kadar pengambilan glukosa daripada darah, meningkatkan pembentukan glikogen daripada glukosa dalam hati dan sel otot rangka dan juga merangsang sintesis lemak daripada glukosa dalam sel hati dan tisu adipos. Faktor-faktor ini menyebabkan penurunan paras glukosa darah kembali ke paras normal.

Walau bagaimanapun, jika paras glukosa darah jatuh di bawah paras normal contohnya semasa berpuasa atau kelaparan maka rembesan insulin daripada pankreas terhalang. Akibatnya sel alfa pankreas bertindak balas dengan merembeskan glukagon, yang meningkatkan pecahan glikogen kepada glukosa dalam hati dan sel otot rangka dan ini juga akan meningkatkan pecahan lemak kepada asid lemak dan gliserol dalam tisu adipos. Akibatnya, pembebasan bahan-bahan ini ke dalam darah akan merangsang sel-sel hati untuk meningkatkan sintesis glukosa dan akibatnya glukosa dilepaskan ke dalam darah. Faktor-faktor ini menyebabkan peningkatan paras glukosa darah kembali ke paras normal. Selain hormon insulin dan glukagon, terdapat juga beberapa hormon lain yang boleh merangsang paras glukosa darah seperti epinefrin, kortisol, dan hormon pertumbuhan.

Hipotesis nol- Tiada kesan

Glukosa darah
glukosa darah puasa 70–99 mg/dL atau kurang daripada 5.5 mmol/L
2 jam selepas makan (postprandial) 70–145 mg/dL (kurang daripada 7.9 mmol/L)
Rawak (kasual) 70–125 mg/dL (kurang daripada 7.0 mmol/L)


Fizik

Seorang gadis muda duduk di tepi dok di tepi teluk, mencelupkan kakinya ke dalam air. Seketika yang ditunjukkan dalam rajah itu, dia memegang kaki bawahnya diam dengan otot paha depannya pada sudut 39 darjah berkenaan dengan mendatar. Menggunakan

1. Pada 4:00 A.M. suhu luar ialah -28. Menjelang 4:00 P.M. ia meningkat 38 darjah. Berapakah suhu pada 4:00 P.M.? 10 2.Tiga rakan memutuskan untuk bersenam bersama empat kali seminggu untuk mengurangkan lemak dan meningkatkan jisim otot. Sedangkan ketiga-tiganya lebih sihat


ATP kepada ADP – Pelepasan Tenaga

Ini dilakukan dengan proses mudah, di mana salah satu daripada 2 molekul fosfat dipecahkan, oleh itu mengurangkan ATP daripada 3 fosfat kepada 2, membentuk ADP (Adenosine Diphosphate selepas mengeluarkan salah satu fosfat ). Ini biasanya ditulis sebagai ADP + Pi.

Apabila ikatan yang menghubungkan fosfat terputus, tenaga dilepaskan.

Walaupun ATP sentiasa digunakan oleh badan dalam proses biologinya, bekalan tenaga boleh disokong oleh sumber glukosa baru yang disediakan melalui makan makanan yang kemudiannya dipecahkan oleh sistem pencernaan kepada zarah yang lebih kecil yang boleh digunakan oleh badan.

Selain itu, ADP dibina semula ke dalam ATP supaya ia boleh digunakan semula dalam keadaan yang lebih bertenaga. Walaupun penukaran ini memerlukan tenaga, proses tersebut menghasilkan keuntungan bersih dalam tenaga, bermakna lebih banyak tenaga tersedia dengan menggunakan semula ADP+Pi kembali ke ATP.


Tinjauan ke dalam pembahagian sel

Pada masa itu dalam semester biologi am di mana kami memindahkan perhatian kami kepada pembahagian sel. Setelah membincangkan beberapa prinsip asas seperti undang-undang termodinamik dan sentuhan kimia, dan fungsi selular seperti aliran tenaga dan aliran maklumat, kini tiba masanya untuk melihat cara sel membiak sendiri.

Dalam bab ini kita harus mengingat kembali semua bahagian sel dan mengambil kira cara ia diisih ke dalam ‘sel anak perempuan’ yang sedang berkembang, dan juga mengimbas kembali peranan maklumat, dalam bentuk DNA, dan bagaimana ia dibahagikan kepada anak perempuan. Sudah tentu kita akan menghabiskan sebahagian besar masa kita memberi tumpuan kepada pengedaran DNA, tetapi kita harus sentiasa mengingati apa yang kita tahu tentang struktur dan organel lain.

Saya sebelum ini menulis esei yang menerangkan pembahagian sel pada manusia yang mengawinkan maklumat ini dengan subjek unit seterusnya, genetik dan warisan. Anda boleh mencari teks itu di sini. Di dalamnya, saya membincangkan secara ringkas salah satu keanehan sel eukariotik, mitokondria. Mitokondria adalah ganjil kerana mereka hidup dalam sel kita sebagai simbiot aneh yang berkongsi tenaga mereka dengan kita sebagai pertukaran untuk perlindungan dan bekalan nutrien. Teori yang menerangkan hubungan ini telah dicadangkan oleh Lynn Margulis, dan diterima secara meluas hari ini. Penerangan tentang teorinya boleh didapati di sini.

Kerana Mitokondria (dan kloroplas) adalah sel pseudo-autonomi, mereka mesti mereplikasi diri mereka sendiri. Kartun dan beberapa mikrograf yang menggambarkan proses ini telah dipinjam daripada Nature Reviews.

Proses ini melibatkan interaksi dengan Retikulum Endoplasma, yang membimbing himpunan molekul yang mengecut di sekeliling Mitokondria akhirnya menyebabkan pembahagiannya kepada organel yang lebih kecil. Apa yang tidak termasuk dalam imej ini ialah replikasi dan pemisahan DNA bulat mitokondria sendiri, satu proses yang semestinya mendahului pembahagian sebenar organel.

Secara keseluruhannya, terdapat banyak perkara yang perlu diingat semasa memeriksa pembahagian sel. Mengapakah sel ini membahagi? Bagaimanakah arahan untuk hidup (DNA) diedarkan antara sel anak? Apakah yang diperlukan oleh sel anak untuk terus hidup dengan sendirinya? Bagaimanakah bahagian / organel ini mengendalikan pembahagiannya sendiri antara sel? Dan apa yang akan berlaku jika mana-mana perkara ini salah sepanjang perjalanan?

Fosforilasi Tahap Substrat

Beberapa proses berlaku semasa metabolisme eukariotik normal untuk mencipta ATP. Semasa glikolisis (pemecahan gula) kedua-dua prokariot dan eukariota menggunakan tenaga daripada ikatan kimia dalam gula untuk membuat ATP dengan memindahkan secara terus fosfat daripada molekul substrat kepada ADP, menghasilkan ATP. Secara jangkaan, proses ini dikenali sebagai 'fosforilasi peringkat substrat. Kedua-dua Respirasi Sel, yang berlaku dalam mitokondria, dan tindak balas cahaya fotosintesis, yang berlaku dalam kloroplas, juga membuat ATP, bagaimanapun, tiada siapa yang memahami bagaimana ini berlaku kerana tiada molekul substrat perantaraan yang mengandungi kumpulan fosfat diketahui.

1978 Pemenang Hadiah Nobel dalam Kimia

Peter Mitchell, bekerja di yayasan penyelidikannya sendiri yang dibiayai secara persendirian, menangani masalah ini dan menentukan bahawa kuasa untuk membuat ATP datang daripada dua proses yang dikaitkan secara tidak langsung. Untuk kerjanya dalam bidang ini, Mitchell memenangi Hadiah Nobel dalam Kimia 1978 “atas sumbangannya kepada pemahaman pemindahan tenaga biologi melalui perumusan teori kemiosmotik”.

Rajah model pengangkutan elektron dan translokasi H+ merentasi membran

Aliran elektron membawa H+ merentasi membran

Proses #1: Salah satu daripada proses ini ialah rantai pengangkutan elektron (E.T.C.) di mana elektron bertenaga tinggi dan teruja diturunkan satu siri protein membran. Semasa elektron dihantar, kadangkala ia menarik ion hidrogen (H+) ke sepanjang dan melepasinya merentasi membran (lihat ilustrasi kartun model ini oleh Mitchell). Akibatnya, proses ini mencipta kecerunan elektrokimia merentasi membran dengan lebih banyak H+ pada satu bahagian berbanding dengan sangat sedikit di sebelah yang lain.

Proses #2: Seperti yang kita ketahui, kecerunan ini akan 'mahu' menyelesaikan sendiri dan bergerak ke arah keseimbangan (dengan penyebaran). Terdapat protein saluran khas yang boleh dilalui oleh H+ dari sisi membran dengan kepekatan tinggi ion ini ke yang lain.

“Setiap spesies kimia (contohnya, “molekul air”, “ion natrium”, “elektron”, dll.) mempunyai potensi elektrokimia (kuantiti dengan unit tenaga) di mana-mana lokasi tertentu, yang mewakili betapa mudah atau sukarnya untuk menambah lebih banyak spesies itu ke lokasi itu. Jika boleh, spesies akan bergerak dari kawasan yang mempunyai potensi elektrokimia yang lebih tinggi ke kawasan yang mempunyai potensi elektrokimia yang lebih rendah dalam keseimbangan, potensi elektrokimia akan tetap di mana-mana untuk setiap spesies"

Saya lebih suka membayangkan membran dan ion sebagai empangan hidroelektrik dengan air terkumpul di sebelah dan laluan bantuan melalui empangan.

Sama seperti tenaga ditangkap apabila air mengalir melalui empangan, ion H+ yang datang melalui protein saluran digunakan untuk menggerakkan subunit enzim yang mensintesis ATP.

Sigma-Aldrich menyediakan animasi yang sangat baik yang menggambarkan bagaimana ATP Synthase beroperasi sebagai saluran H+ dan enzim yang membuat ATP.

Satu set eksperimen ringkas secara konseptual menyediakan bukti yang menyokong model ini. Di sini, membran buatan dibuat dengan menggabungkan ATP synthase dan bacteriorhodopsin. Molekul rhodopsin mampu mengangkut H+s merentasi membran sel apabila ia disambar oleh cahaya. Memandangkan bekalan ion H+, ADP dan Pi yang mencukupi, ATP akan terbentuk apabila sumber cahaya hadir. Dengan ketiadaan cahaya, tiada H+ diangkut dan tiada ATP dibuat.

Apabila molekul pembawa H+ yang boleh meresap melalui membran diperkenalkan, pembawa ini mengekalkan jumlah H+ yang sama pada kedua-dua belah membran. Selanjutnya, walaupun cahaya hadir, H+ dipam merentasi membran dan kemudian meresap semula menghasilkan sedikit atau tiada ATP. Ini digambarkan dalam kartun dari Albert’s Essential Cell Biology:

Chemiosmosis ditakrifkan secara eksperimen


Pada Peringkat Apakah dalam Respirasi Selular Kebanyakan ATP Dihasilkan?

Dalam respirasi selular, peringkat pengangkutan elektron ialah apabila kebanyakan adenosin trifosfat (ATP) dihasilkan. Pengangkutan elektron adalah peringkat ketiga dalam respirasi selular.

Respirasi selular melibatkan satu siri tindak balas yang kompleks. Fasa pertama respirasi selular ialah glikolisis, yang melibatkan pembelahan glukosa. Fasa ini dijalankan dalam beberapa langkah. Hasil akhirnya ialah penghasilan asid piruvat. Selepas asid piruvik dihasilkan, kitaran Krebs bermula. Kitaran Krebs, yang merupakan fasa kedua respirasi selular, kadangkala dirujuk sebagai kitaran asid sitrik. Kitaran Krebs mula-mula menghasilkan asid sitrik, dan ia menghasilkan karbon dioksida sebagai produk akhir. Pengangkutan elektron ialah peringkat terakhir respirasi aerobik dalam respirasi selular. Ia menghasilkan pengeluaran adenosin trifosfat, atau ATP. ATP ialah molekul yang menyokong pelbagai fungsi kehidupan. Ia ditemui dalam nukleoplasma dan sitoplasma semua sel, dan membantu organisma melaksanakan fungsi fisiologi. Semasa respirasi anaerobik, ATP disintesis melalui glikolisis. Dalam pengeluaran aerobik, ATP dihasilkan oleh mitokondria sebagai tambahan kepada glikolisis.

Glikolisis dan Pengeluaran ATP
Glikolisis dihasilkan dalam sitoplasma sel. Semasa fasa ini, molekul glukosa dipecahkan kepada dua molekul piruvat. Kedua-dua molekul ini kemudiannya bergerak ke fasa kedua proses respirasi selular. Fasa kedua, atau kitaran Krebs, bermula apabila molekul piruvat memasuki mitokondria. Kitaran Krebs berakhir dengan pecahan lengkap molekul glukosa. Semasa fasa ini, enam atom karbon bergabung dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida. Tenaga yang dihasilkan melalui ikatan kimia dalam kitaran Krebs kemudiannya disimpan dalam satu siri molekul. Fasa pengangkutan elektron melibatkan transformasi tenaga yang dihasilkan dalam kitaran Krebs kepada ATP. Apabila tenaga dibebaskan, ia bergerak ke bawah struktur yang dipanggil rantai pengangkutan elektron, yang terletak di mitokondria. Tenaga menjadikan ion hidrogen bergerak merentasi membran dalam ke dalam ruang antara membran. Ion hidrogen kemudian bergerak semula merentasi membran dengan bantuan protein saluran yang dipanggil ATP synthase. Hasil akhir glikolisis ialah ia menghasilkan empat molekul ATP, yang bermaksud bahawa dua molekul ATP diperoleh semasa glikolisis.

Respirasi Sel Aerobik dan Anaerobik
Pernafasan selular boleh dilakukan dengan dan tanpa oksigen. Pernafasan sel yang memerlukan oksigen dipanggil respirasi aerobik. Pernafasan sel yang tidak memerlukan oksigen dipanggil respirasi anaerobik. Pernafasan anaerobik pertama kali muncul apabila bentuk hidupan terawal muncul di Bumi dan tidak mempunyai akses kepada oksigen. Oksigen mula muncul di Bumi sekitar dua atau tiga bilion tahun yang lalu. Pada ketika itu, organisma hidup boleh mula menggunakan oksigen untuk menghasilkan ATP. Kebanyakan organisma menggunakan respirasi aerobik dan bukannya respirasi anaerobik.

Kegunaan Respirasi Selular
Tumbuhan dan haiwan kedua-duanya menggunakan pernafasan selular untuk melaksanakan fungsi kehidupan setiap hari. Tumbuhan menggunakannya untuk melakukan fotosintesis, yang menyediakan rezeki yang mereka perlukan untuk terus hidup. Walau bagaimanapun, tumbuhan mempunyai kitaran terbalik respirasi selular, yang menghasilkan oksigen sebagai produk akhir. Haiwan mengambil oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Keseimbangan yang halus ini menjadikan haiwan dan tumbuhan bergantung antara satu sama lain untuk terus hidup.