Chemiosmosis Määrittely

Chemiosmosis on, kun ionit liikkuvat diffuusion kautta puoliläpäisevä kalvo, kuten kalvo sisällä mitokondrioita. Ionit ovat molekyylejä, netto sähkövaraus, kuten Na+, Cl–, tai erityisesti chemiosmosis, joka tuottaa energiaa, H+. Kemiosmoosin aikana ionit liikkuvat alas sähkökemiallista gradienttia, joka on sähkökemiallisen potentiaalin gradientti (potentiaalienergian muoto)., Koska kemiosmoosi on diffuusiotyyppi, ionit siirtyvät kalvon poikki korkean pitoisuuden alueilta alueille, joilla pitoisuus on alhainen. Ionit myös siirtyvät tasapainottamaan sähkövarausta kalvon poikki.

Toiminto Chemiosmosis

Chemiosmosis on mukana tuotannon adenosiinitrifosfaatin (ATP), joka on tärkein molekyyli, jota käytetään energiaa solun. Eukaryooteissa ATP: tä tuotetaan soluhengitysprosessin kautta mitokondrioissa., Ensimmäinen, molekyylit NADH ja FADH2, saatu sitruunahappokierron, siirtää elektroneja alas elektroninsiirtoketju, joka vapauttaa energiaa. Tämä energia mahdollistaa protonien (H+) kulkeutumisen alas protonigradientin kautta chemiosmosis. Tämä puolestaan antaa energiaa entsyymin ATP syntaasi tehdä ATP. Virtaus nämä protonit alas kaltevuus muuttuu roottorin ja varsi ATP synthase, joka mahdollistaa sen, fosfaatti ryhmä liittyä adenosiinidifosfaattia (ADP), muodostaen ATP: tä. ATP: n tuotantoa hengityksen aikana kutsutaan oksidatiiviseksi fosforylaatioksi., Hapen ja glukoosin kautta ATP syntyy lopulta ADP: n fosforylaation kautta. Aerobisessa hengityksessä muodostuu 38 ATP-molekyyliä glukoosimolekyyliä kohden. Koska chemiosmosis tärkeä rooli luomisessa ATP tämän prosessin aikana, ilman chemiosmosis, organismit eivät pysty tuottamaan energiaa, että he tarvitsevat elää.

ajatus, että ATP on syntetisoida chemiosmosis ehdotettiin ensimmäisen kerran vuonna 1961 Tohtori Peter D. Mitchell., Tuolloin, tämä oli kiistanalainen, koska se oli enemmän laajalti hyväksytty, että siellä oli joitakin väli-molekyyli, joka tallentaa energiaa elektroninsiirtoketju. Välimolekyyliä ei kuitenkaan koskaan löydetty,ja lopulta tutkimukset osoittivat, että kemiosmoositeoria oli oikea. Mitchell myöhemmin voittaa Nobelin kemianpalkinnon vuonna 1976 hänen panoksestaan tieteeseen.


Tässä kuvia näyttää, hyvin yleisesti, ionit liikkuvat ylhäältä alas keskittyminen aikana chemiosmosis.,

Esimerkkejä Chemiosmosis

Vaikka chemiosmosis on usein määritellään yleensä ionien liikkumisen koko kalvo, se on todella käytetään vain yhteydessä puhutaan liikkeen H+ – ioneja tuotettaessa ATP: tä. Yleisin kemiosmoosin menetelmä ATP: n tuotannossa on soluhengitys mitokondrioissa, jonka prosessia käsitellään edellä., Kaikkia eukaryoottisia organismeja on mitokondrioita, joten chemiosmosis on mukana ATP-tuotannon kautta soluhengityksen valtaosa eri organismien, eläinten että kasvien sienten alkueliöt. Vaikka arkaaialla ja bakteereilla ei kuitenkaan ole mitokondrioita, ne käyttävät myös kemiosmoosia tuottaakseen ATP: tä fotofosforylaation kautta. Tämä prosessi liittyy myös elektronin kuljetusketjun, proton kaltevuus, ja chemiosmosis H+, mutta se tapahtuu koko sisempi kalvo bakteeri tai archaeon, koska heillä ei ole mitokondrioita.,

Kasvit tuottavat ATP aikana fotosynteesi kloroplastiin lisäksi ne tuottavat ATP kautta soluhengitys mitokondrioissa. Prosessi on jälleen samanlainen: fotosynteesin aikana, valon energia kiihdyttää elektroneja, jotka virtaavat alas elektroninsiirtoketju, joka puolestaan mahdollistaa H+ – ionit kulkevat solukalvon vuonna kloroplastiin. Jotkin bakteerit, kuten syanobakteerit, käyttävät myös fotosynteesiä.,

yhtäläisyyksiä ATP-tuotannon menetelmät ovat enemmän kuin vain sattumaa; sekä mitokondriot ja kloroplastit ovat ajatellut on kehittynyt vapaana elävät bakteerit. Tätä teoriaa kutsutaan endosymbioottiseksi teoriaksi. Tämä teoria väittää, että sillä oli symbioottiset suhteet muihin soluihin, auttaen niitä tuottamalla energiaa vastineeksi paikasta elää solun sisällä. Ajan myötä nämä bakteerit tulivat erottamattomiksi soluista, joissa ne asuivat., Ajatusta tukee se, että mitokondrioilla ja kloroplasteilla on oma, erillinen DNA. Tämä on miksi chemiosmosis käytetään yleensä samalla tavalla, onko ATP on tuotettu mitochondrion, kloroplastiin, tai bakteeri.

  • glukoosi – yksinkertainen sokeri, jolla on tärkeä rooli aineenvaihdunnassa ja energiantuotannossa.
  • Adenosiinitrifosfaatti (ATP) – soluissa energiana käytetty päämolekyyli.
  • ioni – molekyyli, jonka sähkövaraus johtuu elektronin saamisesta tai menettämisestä.,
  • Diffuusio – Liikkeen molekyylien pinta-ala on korkea pitoisuus alueelle, jossa pitoisuus on pieni.

Quiz

1. Millä organismilla ei ole mitokondrioita?
A. Ihmisen
B. Sieni
C. Bakteerit
D. Veera

Vastaus Kysymykseen #1
C on oikea. Bakteereilla ei ole mitokondrioita. Ne kuitenkin tuottavat edelleen energiaa, vaikka samanlainen prosessi, johon liittyy kemiosmoosi. On arveltu, että mitokondriot todella kehittyivät bakteereista, jotka olivat aikoinaan vapaita; tätä teoriaa kutsutaan endosymbioottiseksi teoriaksi.

2., Chemiosmosis johon mitä ioni on osa prosessia tuottaa ATP?
A. Na+
B. S+
C. Cl–
D. H–

Vastaus Kysymykseen #2
B on oikea. Soluhengityksen aikana protonit (H+) kulkeutuvat kemiosmoosin vaikutuksesta alas protonigradienttia. Tämä saa ATP-syntaasientsyymin kääntymään ja liittymään fosfaattiryhmään adenosiinidifosfaatiksi (ADP) muodostaen ATP: tä. Valinta K -, S–, viittaa elektroneja, jotka ovat myös mukana tuotannon ATP mutta matka alas elektroninsiirtoketju, ei läpi chemiosmosis.

3., Kemiosmoosi voi esiintyä missä solussa organelle?
A. Mitochondrion
B. Kloroplastiin
C. Nucleus
D. Vaihtoehtoja A ja B

Vastaus #3
D on oikea. Kemiosmoosia esiintyy mitokondrioissa soluhengityksen aikana ja kloroplasteissa fotosynteesin aikana. Molemmat näistä prosesseista tuottavat ATP: tä.