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8.1: 세포 호흡이란 무엇인가?
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Biology

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What is Cellular Respiration?
 
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8.1: What is Cellular Respiration?

8.1: 세포 호흡이란 무엇인가?

Organisms harvest energy from food, but this energy cannot be directly used by cells. Cells convert the energy stored in nutrients into a more usable form: adenosine triphosphate (ATP).

ATP stores energy in chemical bonds that can be quickly released when needed. Cells produce energy in the form of ATP through the process of cellular respiration. Although much of the energy from cellular respiration is released as heat, some of it is used to make ATP.

During cellular respiration, several oxidation-reduction (redox) reactions transfer electrons from organic molecules to other molecules. Here, oxidation refers to electron loss and reduction to electron gain. The electron carriers NAD+ and FAD—and their reduced forms, NADH and FADH2, respectively—are essential for several steps of cellular respiration.

Some prokaryotes use anaerobic respiration, which does not require oxygen. Most organisms use aerobic (oxygen-requiring) respiration, which produces much more ATP. Aerobic respiration generates ATP by breaking down glucose and oxygen into carbon dioxide and water.

Both aerobic and anaerobic respiration begin with glycolysis, which does not require oxygen. Glycolysis breaks down glucose into pyruvate, yielding ATP. In the absence of oxygen, pyruvate ferments, producing NAD+ for continued glycolysis. Importantly, several types of yeast use alcoholic fermentation. Human muscle cells can use lactic acid fermentation when oxygen is depleted. Anaerobic respiration ends with fermentation.

Aerobic respiration, however, continues with pyruvate oxidation. Pyruvate oxidation generates acetyl-CoA, which enters the citric acid cycle. The citric acid cycle consists of several redox reactions that release the bond energy of acetyl-CoA, producing ATP and the reduced electron carriers NADH and FADH2.

The final stage of cellular respiration, oxidative phosphorylation, generates most of the ATP. NADH and FADH2 pass their electrons through the electron transport chain. The electron transport chain releases energy that is used to expel protons, creating a proton gradient that enables ATP synthesis.

유기체는 음식에서 에너지를 수확하지만,이 에너지는 세포에 의해 직접 사용할 수 없습니다. 세포는 영양소에 저장된 에너지를 더 사용 가능한 형태로 변환합니다: 아데노신 삼위산염 (ATP).

ATP는 필요할 때 신속하게 방출할 수 있는 화학 채권에 에너지를 저장합니다. 세포는 세포 호흡 과정을 통해 ATP의 형태로 에너지를 생산합니다. 비록 세포 호흡에서 에너지의 대부분은 열로 출시, 그것의 일부는 ATP를 만드는 데 사용 됩니다.

세포 호흡 도중, 몇몇 산화 감소 (redox) 반응은 그밖 분자로 유기 분자에서 전자를 전송합니다. 여기서, 산화는 전자 손실 및 전자 이득에 대한 감소를 의미한다. 전자 운반선 NAD+ 및 FAD-그리고 그들의 감소된 양식, NADH 및 FADH2는각각 - 세포 호흡의 몇몇 단계에 필수적입니다.

일부 prokaryotes는 산소를 필요로하지 않는 혐기성 호흡을 사용합니다. 대부분의 유기체는 훨씬 더 ATP를 생성하는 호기성 (산소 요구) 호흡을 사용합니다. 호기성 호흡은 포도당과 산소를 이산화탄소와 물로 분해하여 ATP를 생성합니다.

호기성과 혐기성 호흡은 산소를 필요로하지 않는 글리코리시스로 시작됩니다. 글리코리시스는 포도당을 피루바테로 분해하여 ATP를 산출합니다. 산소가 없는 경우, 피루바테 발효, 지속적인 글리코리시스를 위한 NAD+ 생산. 중요한 것은, 효모의 몇몇 모형은 알콜 발효를 이용합니다. 인간의 근육 세포는 산소가 고갈 될 때 젖산 발효를 사용할 수 있습니다. 혐기성 호흡은 발효로 끝납니다.

그러나 호기성 호흡은 피루바테 산화로 계속됩니다. 피루바테 산화는 구연산 주기에 들어가는 아세틸-CoA를 생성합니다. 구연산 주기는 아세틸-코아의 결합 에너지를 방출하는 여러 레독스 반응으로 구성되어 ATP및 감소된 전자 운반체 NADH 및 FADH2를생산한다.

세포 호흡의 마지막 단계, 산화 인 산화, ATP의 대부분을 생성. NADH와 FADH2는 전자 수송 사슬을 통해 전자를 통과합니다. 전자 수송 체인은 양성자를 추방하는 데 사용되는 에너지를 방출하여 ATP 합성을 가능하게 하는 양성자 그라데이션을 만듭니다.


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