Chemiosmosis Definition

Chemiosmosis är när joner rör sig genom diffusion över ett halvgenomsläppligt membran, såsom membranet inuti mitokondrier. Joner är molekyler med en netto elektrisk laddning, såsom Na+, Cl–, eller specifikt i chemiosmosis som genererar energi, H+. Under chemiosmosis flyttar joner ner en elektrokemisk gradient, som är en gradient av elektrokemisk potential (en form av potentiell energi)., Eftersom chemiosmosis är en typ av diffusion kommer joner att röra sig över ett membran från områden med hög koncentration till områden med låg koncentration. Joner flyttar också för att balansera ut den elektriska laddningen över ett membran.

funktion av Chemiosmosis

Chemiosmosis är involverad i produktionen av adenosintrifosfat (ATP), som är den huvudsakliga molekylen som används för energi av cellen. I eukaryoter produceras ATP genom processen med cellulär andning i mitokondrierna., Först passerar molekylerna NADH och FADH2, erhållna från citronsyracykeln, elektroner ner i en elektrontransportkedja, som frigör energi. Denna energi tillåter protoner (H+) att resa ner en protongradient via chemiosmosis. Detta ger i sin tur energi för enzymet ATP-syntas att göra ATP. Flödet av dessa protoner nerför gradienten vrider ATP-syntasens rotor och stjälk, vilket gör det möjligt för en fosfatgrupp att ansluta sig till adenosindifosfat (ADP) och bilda ATP. Produktionen av ATP under andning kallas oxidativ fosforylering., Genom syre och glukos skapas ATP slutligen genom fosforylering av ADP. Vid aerob andning bildas 38 ATP-molekyler per glukosmolekyl. Eftersom chemiosmosis spelar en roll i skapandet av ATP under denna process, utan chemiosmosis, skulle organismer inte kunna producera den energi som de behöver leva.

tanken att ATP syntetiseras genom chemiosmosis föreslogs först 1961 av Dr Peter D. Mitchell., Vid den tiden var detta kontroversiellt, eftersom det var mer allmänt accepterat att det fanns någon mellanliggande molekyl som lagrade energi från elektrontransportkedjan. En mellanliggande molekyl hittades emellertid aldrig, och så småningom visade forskning att kemiosmosteorin var korrekt. Mitchell skulle senare fortsätta att vinna Nobelpriset i kemi 1976 för sina bidrag till vetenskapen.


dessa bilder visar, mycket generellt, joner som rör sig från hög till låg koncentration under chemiosmosis.,

exempel på Chemiosmosis

även om chemiosmosis ofta vanligtvis definieras som rörelsen av joner över ett membran, används det egentligen bara i samband med att man talar om rörelsen av H+ – joner under produktionen av ATP. Den vanligaste metoden som involverar kemiosmos vid framställning av ATP är cellulär andning i mitokondrierna, vars process diskuteras ovan., Alla eukaryota organismer har mitokondrier, så chemiosmosis är involverad i ATP-produktion genom cellulär andning i de allra flesta olika typer av organismer, från djur till växter till svampar till protister. Men även om archaea och bakterier inte har mitokondrier, använder de också chemiosmos för att producera ATP genom fotofosforylering. Denna process innefattar också en elektrontransportkedja, protongradient och chemiosmos av H+, men det sker över bakteriens eller archaeons inre membran, eftersom de inte har någon mitokondrier.,

växter producerar ATP under fotosyntes i kloroplasten förutom ATP de genererar genom cellulär andning i mitokondrier. Processen är igen liknande: under fotosyntesen exciterar ljusenergi elektroner, som strömmar ner en elektrontransportkedja, vilket i sin tur gör det möjligt för H+ – joner att resa genom ett membran i kloroplasten. Vissa bakterier, såsom cyanobakterier, använder också fotosyntes.,

likheterna mellan dessa ATP-produktionsmetoder är mer än bara slump; både mitokondrier och kloroplaster tros ha utvecklats från fritt levande bakterier. Denna teori kallas endosymbiotisk teori. Denna teori hypotes att som hade symbiotiska relationer med andra celler, hjälpa dem genom att producera energi i utbyte mot en plats att leva inuti cellen. Med tiden blev dessa bakterier oupplösliga från de celler de bodde i., Det faktum att mitokondrier och kloroplaster har sina egna, separata, DNA stöder denna idé. Det är därför chemiosmosis används i allmänhet på samma sätt om ATP produceras i en mitokondrion, kloroplast eller bakterie.

  • glukos – ett enkelt socker som har en viktig roll i metabolism och energiproduktion.
  • adenosintrifosfat (ATP) – huvudmolekylen som används för energi i celler.
  • Ion – en molekyl med en netto elektrisk laddning på grund av att få eller förlora en elektron.,
  • Diffusion – rörelse av molekyler från ett område med hög koncentration till ett område med låg koncentration.

Quiz

1. Vilken organism har inte mitokondrier?
A. människa
B. svamp
C. bakterier
D. Fern

svar på Fråga #1
C är korrekt. Bakterier har inte mitokondrier. Men de producerar fortfarande energi men en liknande process som involverar kemiosmos. Man tror att mitokondrier faktiskt utvecklats från bakterier som en gång var fritt levande; denna teori kallas endosymbiotisk teori.

2., Chemiosmosis involverar vilken Jon är en del av processen att generera ATP?
A. Na+
B. H+
C. Cl–
D. H–

svar på Fråga #2
b är korrekt. Under cellulär andning färdas protoner (H+) ner en protongradient genom kemiosmos. Detta gör att enzymet ATP-syntas vänder och går med i en fosfatgrupp till adenosindifosfat (ADP) och bildar ATP. Choice D, h -, avser elektroner, som också är involverade i produktionen av ATP men reser ner i elektrontransportkedjan, inte genom chemiosmosis.

3., Chemiosmosis kan förekomma i vilken cell organelle?
A. mitokondrion
B. kloroplast
C. Nucleus
D. Val A och B

svar på Fråga #3
d är korrekt. Chemiosmosis uppträder i mitokondrier under cellulär andning och i kloroplaster under fotosyntes. Båda dessa processer genererar ATP.