การหายใจแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic respiration)
รายละเอียดโดยย่อ
ไกลโคไลซิส (Glycolysis)
เป็นกระบวนการปฏิกิริยาเคมีที่พบทั้งในโพรคาริโอตและยูคาริโอตโดยในยูแคริโอตนั้นพบบริเวณไซโทซอลของเซลล์ เป็นกระบวนการสังเคราะห์โมเลกุล ATP กับ NADH จากโมเลกุลของกลูโคสกล่าวโดยสรุปแล้วหนึ่งโมเลกุลของกลูโคสเมื่อผ่านกระบวนการไกลโคไลซิสแล้วได้สองโมเลกุลของ ATP, NADH และไพรูเวต เป็นการย่อยสลายโมเลกุลของกลูโคส (คาร์บอน 6 ตัว) ไปเป็นไพรูเวต (คาร์บอน 3 ตัว)
เป็นกระบวนการปฏิกิริยาเคมีที่พบทั้งในโพรคาริโอตและยูคาริโอตโดยในยูแคริโอตนั้นพบบริเวณไซโทซอลของเซลล์ เป็นกระบวนการสังเคราะห์โมเลกุล ATP กับ NADH จากโมเลกุลของกลูโคสกล่าวโดยสรุปแล้วหนึ่งโมเลกุลของกลูโคสเมื่อผ่านกระบวนการไกลโคไลซิสแล้วได้สองโมเลกุลของ ATP, NADH และไพรูเวต เป็นการย่อยสลายโมเลกุลของกลูโคส (คาร์บอน 6 ตัว) ไปเป็นไพรูเวต (คาร์บอน 3 ตัว)
ออกซิเดทีฟดีคาร์บอกซิเลชันของไพรูเวต (Oxidative decarboxylation of pyruvate)
เมื่อไพรูเวตซึ่งเกิดจากวิถีไกลโคลิซีสในไซโตซอลเข้าไปในไมโทคอนเดรีย จะถูกเปลี่ยนเป็น แอซีติล โคเอ (acetyl CoA) โดยเอนไซม์ไพรูเวต ดีไฮโดรจีเนส (pyruvate dehydrogenase) ขั้นตอนนี้เป็นรอยต่อระหว่างวิถีไกลโคลิซีสและวัฏจักรเครบส์และเป็นขั้นแรกในกระบวนการหายใจที่มี CO2
วัฏจักรเครปส์ (Krebs cycle)
ในแต่ละรอบของวัฏจักรเครบส์ จะมีคาร์บอน 2 อะตอมในรูปของหมู่แอซีิติิล (acetyl) เข้ามา (ขั้นที่ 1) และมี 2 คาร์บอนอะตอมออกไปในรูปของ CO2 (ขั้นที่ 3 และ 4) หมู่แอซีติลที่เข้ามาที่วัฏจักรเครบส์ จะมารวมกับออกซาโลแอซีิเตต (oxaloacetate) เกิดเป็นซิเตรต (citrate) และทำปฏิกิริยาต่อๆ ไป รวม 8 ขั้นตอนจนครบรอบวัฏจักรได้เป็นสารออกซาโลแอซีิเตตกลับคืนมา ปฏิกิริยาส่วนใหญ่ในวัฏจักรเครบส์ เป็นออกซิเดชัน-รีดักชัน
ออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชัน (Oxidative phosphorylation)
กระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอน เกิดขึ้นในเยื่อหุ้มชั้นในของไมโทคอนเดรีย เป็นกระบวนการที่เกิดต่อเนื่องจากวัฏจักรเครบส์ แหล่งของอิเล็กตรอนคือ NADH และ FADH2 ซึ่งเมื่อถูกออกซิไดซ์ อิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นจะถูกส่งต่อเป็นทอดๆ ผ่านตัวนำอิเล็กตรอนหลายตัว ไปจนถึงปลายสุดของระบบ อิเล็กตรอนจะไปรีดิวซ์ O2 ให้เป็น H2O กระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอนในการหายใจ (respiration) นี้คล้ายกับที่เกิดขึ้นในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชในขั้นตอนของปฏิกิริยาที่ใช้แสง ระหว่างการถ่ายทอดอิเล็กตรอนเป็นช่วงๆ จะเกิดพลังงานอิสระซึ่งจะนำไปใช้ในการสร้าง ATP ด้วยกระบวนการที่เรียกว่าออกซิเดทีฟ ฟอสโฟริีเลชัน (oxidative phosphorylation) การสร้าง ATP ในกระบวนการนี้ไม่ใช่การสร้าง ATP โดยตรงแบบ substrate-level phosphorylation (ย้ายหมู่ฟอสเฟตของซับสเตรตซึ่งเป็นสารพลังงานสูงให้ ADP) เหมือนที่สร้างจากวิถีไกลโคลิซีสและวัฏจักรเครบส์ แต่จะเป็นการสร้างแบบที่ต้องมีการเชื่อมโยงกับการออกซิเดชันในระบบถ่ายทอดอิเล็กตรอนซึ่งทำให้เกิดการปั๊มของโปรตอนผ่านเยื่อหุ้มชั้นในของไมโทคอนเดรีย
นักเรียนสามารถศึกษารายละเอียดของแต่ขั้นตอนของปฏิกิริยาเพิ่มเติม
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น