Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

8.1: Wat is Cellulaire Ademhaling?
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
What is Cellular Respiration?
 
TRANSCRIPT

8.1: What is Cellular Respiration?

8.1: Wat is Cellulaire Ademhaling?

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.

Organismen halen energie uit voedsel, maar deze energie kan niet direct door cellen worden gebruikt. Cellen zetten de energie die is opgeslagen in voedingsstoffen om in een meer bruikbare vorm: adenosinetrifosfaat (ATP).

ATP slaat energie op in chemische bindingen die snel kunnen worden vrijgegeven wanneer dat nodig is. Cellen produceren energie in de vorm van ATP door het proces van cellulaire ademhaling. Hoewel veel van de energie van cellulaire ademhaling wordt afgegeven als warmte, wordt een deel ervan gebruikt om ATP te maken.

Tijdens cellulaire ademhaling brengen verschillende oxidatie-reductie (redox) reacties elektronen over van organische moleculen naar andere moleculen. Hier verwijst oxidatie naar elektronenverlies en reductie tot elektronenversterking. De elektronendragers NAD + en FAD - en hun gereduceerde vormen, respectievelijk NADH en FADH 2 - zijn essentieel voor verschillende stappen van cellulaire ademhaling.

Sommige prokaryoten gebruiken anaërobe ademhaling, waarvoor geen zuurstof nodig is. De meeste organismen gebruiken aërobe (zuurstofvereiste) respiration, die veel meer ATP produceert. Aërobe ademhaling genereert ATP door glucose en zuurstof af te breken in kooldioxide en water.

Zowel aërobe als anaërobe ademhaling begint met glycolyse, waarvoor geen zuurstof nodig is. Glycolyse breekt glucose af in pyruvaat, wat ATP oplevert. Bij afwezigheid van zuurstof fermenteert pyruvaat, waardoor NAD + wordt geproduceerd voor voortdurende glycolyse. Belangrijk is dat verschillende soorten gist alcoholische gisting gebruiken. Menselijke spiercellen kunnen melkzuurfermentatie gebruiken als de zuurstof uitgeput is. Anaërobe ademhaling eindigt met fermentatie.

Aërobe ademhaling gaat echter door met pyruvaatoxidatie. Pyruvaatoxidatie genereert acetyl-CoA, dat de citroenzuurcyclus binnengaat. De citroenzuurcyclus bestaat uit verschillende redoxreacties die de bindingsenergie van acetyl-CoA vrijgeven, waardoor ATP en de gereduceerde elektronendragers NADH en FADH 2 worden geproduceerd.

De laatste fase van cellulaire ademhaling, oxidatieve fosforylering, genereertde meeste ATP. NADH en FADH 2 passeren hun elektronen door de elektronentransportketen. De elektronentransportketen geeft energie vrij die wordt gebruikt om protonen uit te drijven, waardoor een protongradiënt ontstaat die ATP-synthese mogelijk maakt.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter