Chemiosmosis Definisjon

Chemiosmosis er når ionene bevege seg ved diffusjon over en semi-permeabel membran, slik som membranen inne i mitokondriene. Ioner er molekyler med en netto elektrisk ladning, slik som Na+, Cl–, eller spesielt i chemiosmosis som genererer energi, H+. Under chemiosmosis, ioner flytte ned en elektrokjemisk gradient, som er en gradient av elektrokjemiske potensial (en form for potensiell energi)., Siden chemiosmosis er en type diffusjon, ioner vil bevege seg over en membran fra områder med høy konsentrasjon til områder med lav konsentrasjon. Ioner også flytte for å balansere ut den elektriske ladningen på tvers av en membran.

Funksjon av Chemiosmosis

Chemiosmosis er involvert i produksjon av adenosin trifosfat (ATP), som er den viktigste molekyl brukt til energi i cellen. I eukaryotes, ATP produseres gjennom prosessen med cellular respirasjon i mitokondriene., Første molekylene NADH og FADH2, hentet fra sitronsyre syklus, pass elektroner ned en elektrontransportkjeden, som frigjør energi. Denne energien gjør at protoner (H+) til å reise ned en proton gradient via chemiosmosis. Dette i sin tur gir energi for enzymet ATP syntase til å lage ATP. Flyten av disse protoner ned gradient snur rotoren og stilken av ATP syntase, som gjør det mulig for en fosfat-gruppen til å bli med adenosin diphosphate (ADP), danner ATP. Produksjon av ATP under åndedrett kalles oksidativt phosphorylation., Gjennom oksygen og glukose, ATP er til syvende og sist er opprettet gjennom phosphorylation av ADP. I aerob respirasjon, 38 ATP-molekyler er dannet per molekyl glukose. Siden chemiosmosis spiller en rolle i dannelsen av ATP i løpet av denne prosessen, uten chemiosmosis, organismer ikke ville være i stand til å produsere den energien de trenger for å leve.

ideen om at ATP er syntetisert gjennom chemiosmosis ble først foreslått i 1961 av Dr. Peter D. Mitchell., På den tiden, var dette kontroversielt, fordi det var mer allment akseptert at det var noen mellomliggende molekyl som lagret energi fra elektrontransportkjeden. Imidlertid, en middels molekylet ble aldri funnet, og til slutt forskning viste at chemiosmosis teori var riktig. Mitchell senere ville gå på å vinne nobelprisen i Kjemi i 1976, for sitt bidrag til vitenskapen.


Dette bilder viser, veldig generelt, ioner beveger seg fra høy til lav konsentrasjon under chemiosmosis.,

Eksempler på Chemiosmosis

Selv om chemiosmosis er ofte generelt definert som en bevegelse av ioner over en membran, det er egentlig bare brukes i sammenheng med å snakke om bevegelsen av H+ – ioner under produksjon av ATP. Den vanligste metoden involverer chemiosmosis i produksjonen av ATP er cellular respirasjon i mitokondriene, den prosessen som er beskrevet ovenfor., Alle eukaryote organismer har mitokondrier, så chemiosmosis er involvert i ATP-produksjon gjennom cellular respirasjon i det store flertallet av ulike typer organismer, fra dyr til planter og sopp til protists. Imidlertid, selv om archaea og bakterier ikke har mitokondrier, de bruker også chemiosmosis til å produsere ATP gjennom photophosphorylation. Denne prosessen innebærer også en elektrontransportkjeden, proton gradient, og chemiosmosis av H+, men det foregår i de indre membran av bakterien eller archaeon, siden de har ingen mitokondrier.,

Planter produserer ATP under fotosyntesen i chloroplast i tillegg til ATP de genererer gjennom cellular respirasjon i mitokondriene. Prosessen er igjen lik: i løpet av fotosyntese, lys energi interesserer elektroner, som flyter ned en elektrontransportkjeden, som i sin tur gjør at H+ – ioner til å reise gjennom en membran i chloroplast. Noen bakterier, slik som cyanobacteria, også bruker fotosyntesen.,

likheter mellom disse ATP produksjon metoder er mer enn bare tilfeldigheter; både mitokondrier og chloroplasts er antatt å ha utviklet seg fra frittlevende bakterier. Denne teorien kalles endosymbiotic teori. Denne teorien hypothesizes at det hadde symbiotiske relasjoner med andre celler, hjelpe dem ved å produsere energi i retur for et sted å bo inne i cellen. Over tid vil disse bakteriene ble inextricable fra cellene de bodde i., Det faktum at mitokondriene og chloroplasts har sine egne, separate, DNA støtter denne ideen. Dette er grunnen til at chemiosmosis er brukt i generelt på samme måte om ATP produseres i et mitokondrium, chloroplast, eller bakterien.

  • Glukose – En enkel sukker som har en viktig rolle i metabolisme og energi produksjon.
  • Adenosin trifosfat (ATP) – Den viktigste molekyl brukt til energi i cellene.
  • Ion – Et molekyl med en netto elektrisk ladning på grunn av få eller å miste et elektron.,
  • Diffusjon – Bevegelsen av molekyler fra et område med høy konsentrasjon til et område med lav konsentrasjon.

Quiz

1. Som organisme ikke har mitokondrier?
A. Menneskelige
B. Sopp
C. Bakterier
D. Fern

Svar på Spørsmål #1
C er riktig. Bakterier ikke har mitokondrier. Men de har fortsatt å produsere energi om en lignende prosess som involverer chemiosmosis. Det er antatt at mitokondriene faktisk utviklet seg fra bakterier som en gang var gratis-levende; denne teorien kalles endosymbiotic teori.

2., Chemiosmosis involverer hva ion er en del av denne prosessen genererer ATP?
A. Na+
B. H+
C. Cl–
D. H–

Svar på Spørsmål #2
B er riktig. Under cellular respirasjon, protoner (H+) reiser ned et proton gradient av chemiosmosis. Dette fører til at enzymet ATP syntase å slå og bli med på en fosfat-gruppen til adenosin diphosphate (ADP), danner ATP. Valget D, H–, refererer til elektroner, som også er involvert i produksjon av ATP, men reise ned elektrontransportkjeden, ikke gjennom chemiosmosis.

3., Chemiosmosis kan oppstå i hvilken celle organell?
A. Mitokondrium
B. Chloroplast
C. Kjernen
D. Valg A og B

Svar på Spørsmål #3
D er riktig. Chemiosmosis skjer i mitokondriene under cellular respirasjon og i chloroplasts under fotosyntesen. Begge disse prosesser genererer ATP.