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Metabolismo della cellula

Gli esseri viventi possono utilizzare solo due forme di energia: l'energia luminosa, emessa dal sole, e l'energia chimica, contenuta nei composti organici. All'origine delle trasformazioni energetiche vi è l'energia luminosa, che si trasforma nell'energia chimica del glucosio e degli altri composti delle piante. L'energia chimica utilizzata dagli organismi viventi può essere considerata una forma di energia potenziale e può essere trasformata in energia utile per il lavoro cellulare attraverso la respirazione cellulare. Dal punto di vista energetico tutte le reazioni chimiche, comprese quelle che si svolgono all'interno delle cellule, sono divisibili in due tipi: reazioni esoergoniche, che avvengono con produzione di energie, e reazioni endoergoniche, che richiedono energia. Le cellule associano fra loro le diverse reazioni: l'energia prodotta dalle reazioni endoergoniche. L'accoppiamento delle reazioni esoergoniche viene utilizzata per rendere possibili le reazioni endoergoiche. L'accoppiamento delle reazioni espoergoniche con quelle endoergoniche è per lo più reso possibile dalla presenza dell'adenosintrifosfato o ATP.
L'ATP trasporta l'energia prodotta principalmente nei mitocondri, sede della respirazione cellulare, in tutta la cellula là dove è necessaria. La respirazione cellulare, cioè la completa ossidazione dei nutrienti di anidride carbonia e acqua, avviene all'interno di tutte le cellule eucariote e nella maggior parte delle cellule procariote.

La completa ossidazione di una molecola di glucosio è un processo complesso che può essere suddiviso in tre tappe distinte:
1) Glicolisi
2) Ciclo di Krebs
3) Catena di trasporto degli elettroni questo processo produce 36 molecole di ATP.

La produzione di ATP dalla sola glicolisi, in assenza di ossigeno, prende il nome di respirazione anaerobica o fermentazione. Tutti gli zuccheri utilizzabili dalla cellula vengono trasformati in glucosio e possono essere demoliti attraverso la glicolisi e il ciclo di Krebs. Queste due vie metaboliche sono coinvolte anche nel processo di catabolismo delle proteine e dei grassi, la cui demolizione presenta per la cellula un'importante fonte di energia.

La fotosintesi clorofilliana consiste nella sintesi di composti organici a partire dall'anidride carbonica atmosferica e dall'acqua utilizzando l'energia della lice.

La fotosintesi avviene in due fasi:
1)La fase luminosa: in cui la luce solare viene convertita in energia chimica e la molecola d'acqua si scinde in ossigeno e idrogeno;
2)La fase oscura: in cui l'energia chimica viene utilizzata per sintetizzare carboidrati a partire dall'anidride carbonica e dagli atomi di idrogeno provenienti dall'acqua.

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