C e llu la r R e sp i r a t io n c e llu lar T he te r m r e sp ir a t io n r e fe r s t o t h e b i o c he m i c a l p a t hw a y b y w hic h c e lls fr o m t he c h e m i c a l b o n ds o f f o o d m o l e c u l e s a n d p r o v i de t ha t e n e r g y f o r t h e e s s e n t i a l p r o c e s s e s o f l i f e A 11 l i v i n g c e l l s m u s t c a r r y o u t c e l l u l a r 0t c a n b e a e r o b i c r e o n i n t h e p r e s e n c e o f o x y g e n o r a n a e r o b r e sp ir a t i o n c e l l s c a r r y o u t c e l l u l a r r e s p i r a t i o n w it h i n t h e c y t o p l a s m o r r g s p / c Q P 0t ao n t h e i n n e r s u r f a c e s o f t h e c e l l s M o r e e m p h a s i s h e r e w i l l b e p l a c e d o n e t 1k a r y o t i c r e l e a s e e n e r gy c e ll s w he r e c tu T e n c y of r e sp ir a t io n m o st of to v ie w t h e 1ni t ochona a r e t h e s it e o f the s e one w ay c ells is , an d r e a c t io n s the T he e n e r gy o f c e llu la r o u tc o m e i s a s a p r o du c t i o n p r o c e s s fo r A T P T h e 1m r 1ö l f u c i onei gy t he t h e r e a d 1By u s a b l e A e r o b i c C e ll ¿J !d r Rt ? s : i r a t i o i 1 so tu c e e n e rg y Æ rr ¢ n r y f 1ì r ! r f e p r o « e s¢ 1 G ly c o ly s is G l y c o l y s i s p a r t o f cel 0t t ar r e p i r a t i g n i s a s e r i e s o f r e a c t i o n s t h a t c o n s t i t u t e t h e f ° s t p h a s e o f m o s t c a r b o h y dr a t e c a t a b g 1i s m c a t a b o l i s m m e a n i n g t h e b r e a k i n g do w n o f l a r g e r m o l e c u l e s in t o s m a l le r o n e a Th e w o r d gl y c o ly s i s i s de Dv e d l r o m , , , Gr e ek tw o w o r ds an d m ean s C° / c $ s M e r a ììy m e a n s ' in m t hr e e hvo n me c u e s O> a t he s ph Ä n g s u ga r s c a r bo n br e a k do w n " G h1c o s e i e su w o f a s o m e t h in g c a r bo n s x Gh r c o s e s u GN , sw e et /s s p l a i s / r oken d o w n in to p y r u \ a ï e ï n t h e p r o c e s s Tw o mol t cul es o f A T P t w o m o 1e c . Bì e s o f p y r u \ i c a c i d a n d · · , h vo " h i g h e i r e r gy e ìe c h o n c a r r y i n g m o 0e c u l e s o f NA D are p r o d At c e d G l y c o ì y s í s g By c o l y s i s i s t h e %1 s t c a n o c e u . w i t h o r w it h o u t o x y ge i l :n th e p r e s e n c e o r o x y ge n s t a g e o f ce<l ul u· Bl l o w s c e l l s a m o l 1n t s o f . espi rat i on W i t h o t 1t o x y g e n P v i a a n a e To b i c r e s p i r a t i o n Scanned by CamScanner , g ] y c o ] y s 5is , to 1n a k e s Jn a 1ì C e llu la r R e s p ir a t io n c e llu lar The ter m r e sp ir a t io n r e fe r s t o t h e bi o c he m i c a l p a t hw a y b y w hic h c e ll s i de t ha t e n e r g y fr o m the c he m i c a l bo n ds o f f o o d m o l e c u l e s a n d p r o v t c a iT y o u t c e l l u l ar ll f o r t he e s s e n t ia l p r o c e s s e s o f l i f e A l l l i v i n g c e s m u s o in t h e p r e s e n c e o f o x y g e n It c a n be a Q m r e r e s p ir a t i o n l m or m m !§ c a i T y o u t c e l l u l a r r e s p i r a t i o n w i t h i n t h e c y t o p a s n p t ta m i h e r e w i l l b e p l a c e d o n eukar yot c o n t h e in n e r s u r f a c e s o f t he c e l l s M o r e e m ph a s s t o f t h e r e a c t i o n s T h e e n e r gy c e l l s w h e r e t het och9ndr i a a r e t h e s i t e o f m o s t he o u t c o m e o f c e ll u l a r an d o n e w a y t o v i e w c u rT e n c y o f t h e s e c e l l s i s A T p r e s p i r a t i o n i s a s a p r o du c t i o n p r o c e s s f o r A T P r e le a s e e n e r gy , ï h e r e a d ly u s \ b le T h e i n r 1a t f u e l o r e f\p tqy A e r o b i c C e l l ABl a l Re s p i ï Al t i o n o ¢H ( B ( m e t ' } y o J 1r p t ì ( y f o t Bt f e pr oci ss¢s G ly c o l y s is i s a s e De s o f r ç a c t i o n s t h a t c o n s t i t u t e t h e G 1y c o l y s i s p a r t o f c e m a r r e s . f i r s t p h a s e o f m o s t c a r b o h y dr a t e c a t a b o l i s m c a t a b o h s m m e a n i n g t h e b r e a k i n g , , , do w n o f l a r g e r m o l e c u l e s i n t o Gr e e k tw o £; / \ co c i n t o lw o an d w o r ds / s / i t e r a BBy m e a 11s m o l e c i l ]e s o f B ' sm a ller ]J1 e a n s T h e w o r d gl y c o l y s i s i s d e r iv e d f r o m ones the s p ì i t ci r Bg s ct g a > s t l ì . ee c ì r b o n br e a k do w n " G l u c o se s l /ga > i e . of a s ix s o m e t hi n g sw e e t c a r b o 0B s u g a > , /s s p j it Gh 1c o s e j s b r o k e n d o w n i n t o t o m o j e c u . e s o f A T P t w o m o l e c u l e s o r pyr uvc a c i d a n d p y r u v a t e j n t b e pr o c e s s w l l f N i D 千百a r e p r o d Al c e d G l y c o ì y s í s l w o hi h e ï ì e r gy e l e c t ì o n u 1r r ) i ng r T1o e c u e s o , " " h f x Ýg e j B c a n o c c LH wi t h o r w j t o l B o i rì i s ï a g e o f c e 00u l a r r e s p r a t o a m o l u 1t s o f 1 t h e p r e s e n c e o f o x y g e 11 g By c o ì ! í s i s i s t b e f i > s t W itho u t o x y ge n A T P v i a a n a e +o b i c r e s p i ì a t i o n Scanned by CamScanner , , g y c o ìy s i s a l l o w s c e l l s o i n a k e s m a l l A gl u c o s e m o l e c u l e i s by e n e r gi z e d t he a ddi t i o n e n e r gy fr o m of lo v r c n l r q y h i gh a h icj h e n e r g y A =p AD p pho sp ha t e A TP f o r m in g co g Iu 6 p ho sp h a t e ( CXd ( k C) , . gl u c o s e 6 p h o s p h a t e A of r e a 1T a n g e m e n t th e f '" W W fo r m s m o le c u le 7" ' f r u c t o s e 6 pho sp ha t e . r uc t o 6 pho sphat e ATP a v a i l a bl e U sin g the e n e r gy of A TP m o le c u le , A DP secon d a a f r uc t o pho spha te is a dde d t o t he fr u c t o s e 1 6 b ip h o sp ha t e se c o n d fr u c t ò se 1 bi p h o sp h a t e i s T he 6 , s p l it i n t o t w o t hr e e c a r bo n each m o le c u le s , gr o u p a t ta c h e d T h e d i h y dr o o x a c e t ó n e qu ic k ly (D H A P ) T a n ge s r e a】 n fo r m to G 3P an o the r m o le c u le , r e su lt , is so the tw o m o lec u le s Scanned by CamScanner n et G 3p 2 N w c \ T 1 - G3 P $ g ly c e r a ld e h y d e pho spate In s i m u lt a n e o u s n e ar r e a c tio n s , each G 3P ga i n s an m o le c u le i n o r ga n i c ?P ph o sp h o r o u s c o n t r ibu t i n g ele c tr o n s w hi l e an d a h y dr o ge n + to N A D io n fo r m to c a 1T i e r m o l e c u le s N ADH T he r e s u lt i n g ha v e ? 夕 N A D 9ì the e n e r gi z e d m o le c u le s B N AD tw o , 3 b i p ho s g Iy c e r a t e tw o h i gh e n e r gy pho spha te s T w o ]n o l e c u l e s o f l o w e n e r gy ADP ar e to A TP e le v ate d by m o le c u le s f r o JJa p ho sp ha t e s ? ADp 2 ATP the 2 T his r e c o v er s e n e r gy in v e ste d in t he fir st ste p t he p ho s p g ly c e r a t e t he of T he gl y c o ly si s r e m a in in g " is pho sph o r o u s r e lo c a te d t o the c e n t er p ho s p e n o lp y r u v a t e p o s it i o n T h e Dn a l p h o s p h a t e i s f or na A T p , an d ste p r e pr e s e n ts 2 A QP 2 ATP t hi s t he n e t y ie ld o f 2 A T P fo r the gl y c o l y s i s p r o c e s s a w ho le Scanned by CamScanner as 2 py r u v a t e T CA CY C L E T he t Dc a r bo x y l i c a c i d c y c l e (T C A c y c l e ) i s a s e r i e s o f e n z y m e c a t a l y z e d c he m i c a l r e a c t i o n s t h a t f o r m a k e y p a r t o f a ç m c i c / LSpat ì On i n c e l l s T hi s c y c l e i s a ] s o c a l l e d t h e K r e b s c y c l e a n d t h e c it r ic a c i d c y c l e K r = h s C y c l e b t +g i 11s a f ï ( r t h e t w o m o l ( c u Bc s o f t h e t h r e e c a r b o n s u g t t r p r o u c e d i n g l 3 c ü ì v s i s a r e c B»+ì y e & e d 1o i n t c r m e d /a . e s t e p s a lo n g w a s l i g ht l y d i l Te r e n t c o m p o u n d ( a c c t y / C o A ! T h r o u g h a g r a t c o m po l l n d s c a p a b l e o f s t o D n g s l ( c t >o 115 a r c p r o d u c e d " i t h t w o A T P n i n l e c u l e s T h e s e c o m p o u n d s k n o w n a s ni cot i t ami de a d c n i n e d i n u « l e o : i d e ( N A D ) a n d .1a v i n a d c n i n e d i n u c +e o t i d c ( 9 A D ! m rF hi g h e n e r g y o f ( r ie t il e ° h i g h ent r g) " e le c tr o n to afc &t l uct d / n t h e p r o c e s s N ] e s e r e d u c e d f o r rn s l h e 1ì e x t s t a g e T il e C it r i c A c id Cy c l c o c c i 1r s o n I T ' w h e ï ] i s p r e s e n t b l 1t i t d o c s n l u e e\ geB1 d ¡l e c t l y ' o x yge n " G ly c o ly s is U h ig h Bo w n e r ì e n e r g Y - y 1 a c e t ) A L > o 3 C1 C o A a c e t y 1 C o ' C o A c Bt r a t e r di? \ m a Ba t e ブ三 ( 1 m a r k e t o g 1u t a s L rC C Scanned by CamScanner ぎ n Æ , ! 一 f u r \q is o c it r a t e Cy ! - m a t et 1* i i # r a t e 。 E l e c t r o n T r a n s p o r t i n t h e E n e r gy C y c l e o f t h e C e l l Va t : . 9 M i t o c h o n d r io n T h e e n e r g y g i v e n t o t h e e l e c t r o n s o f t h e r e du c e d c o " n z y m e N A D H a n d t o su c c in a t e by t h e T C A i l i c y c l e i s t r a n s & rT e d i n s m a l s t e p s n t h e n n e r m e in b r a n e o f t h e m i t o c ho n d r i o n t hr o u g h a c h a i n o f T h e s e s m a ll o x i d a t i o n s t e p s a c c o m p l i s h t h e c o n v e r s i o n o f A D P t o t h e l l e n e r g y c u r r e n c y m o e c u e A T P T hi s s e r i e s o f c o u pl e d r e a c t i o n s i s o f t e n r e f e iT e d t o a s o x i d a t i v e p h o s p ho r y l a t i o n fiv e pr o t e in c o m ple x e s T he e n e r g y u s e d i n t he e l e c t r o n t r a n s p o r t c h a n g e p u m p s p r o t o n s a c r o s s t h e i n n e r m it o c ho n dr i a l o m t he i n n e r m a t r i x t o t h e i n t e r m e m br a n e s p a c e p r o du c i n g a s t r o n g h y dr o g e n c o n c e n t r a t i o n g r YDi e n t T h i s p r o c e s s w a s c a l l e d c h e m i o s m o s i s b y i t s d i s c o v e r e r P e t e r M i t c h e l l m e m br a n e , . T h i s d i f f e r e n c e i n p r o t o n c o n c e n t r a 0i o n p r o d u c e s b o t h a n e l e c t r i c a l p o t e n t i a l a n d a p H p o t e n t i a l a c r o s s t he m e m br a n e s T he pr o t e in c o m p l e x A T P s e t h e n m a k e s u s e o f t hi s m e m b r a n e p o t e n t i a l t o a c c o m p l i s h t h e p ho s ph o r y l a t i o n o f A D P t o A T P Scanned by CamScanner T h e p r o t e in C o m p le x e s o f t h e E le c t r o n C ha in T h e laÆ t r o n : fo r m in g o FA Tp i s t h e f i n a l s t a g e o f a e <Qi c s o r t c ha in m Yt :Aìì;/\+;c'/ <e q u j > e ï im t he in di r e c t ly o x Yg e n t he of m e m br a n e er e ìe c t r i ì n T he ans por t l e a di n g t o t h e - / . / c ç / \ 5/ 5 m i t o c h o n dr i o n t r a n sp o r t " i " c h a 1B i ; Ul s e 1 i e s o j h i n t h e m e m l ì r a n e o f t h e ì n/ cochod1 l i < i n e t . k a r y o t i c c e l . s T h r o 0 / g I n the h igh e n e > e le c t r o n s a r e p a s s e d to o x y ge n Th e a s e r i e s o f >e a c t io n s ] p > o c e s s a l radi ent i s f o r m e d md u ] i m a t e ì y \ ! / / s p o d i i \ c \ i e l e c t r o n c A1r r e > s " " · , F i v e p r o t e i n s t n 1c t u r e s a s s o c i a t e d w i t h t h a t i n n e r m e m b r a n e Q (N A D H c o e ñ y m e C o ]n p l e x I o x i d o r e du c t a s e ) T h e r e du c e d c o e m y m e N A D H bin ds an d Co m p le x to of r e du c t i o n tr an s fe r r e d Co e m y m e t hr o u g h a c c o m p h s he s the E le c tr o n s ar e Q 10 Co m plex ) an d a us i serie s n of Fe S (f l a v i n m o n o n u c l e o t i de c !! !s t e s T h e p r o c e s s a c c o ]n p h s h e s t h e p u m p i n g f o l i r p r o t o n s a c r o s s t h e i n n e r 】n i t o c h o n d r i a l m e m br a n e t o t h e i n t e r m e m b r a n e sp a c e of : c . Q c t [ ; n cd' car l II Su c c i n a t e 0 し Fu m a r a t e Scanned by CamScanner ' ° : î c o m pl e x I I ( s u c c i n a t e Q o x i d o r e d u c t a s e ) T h i s c o m p i¢ x f o r m s a s e c o n d e n t r y p o i n t i n t o t h e tr a n sp o r t c ha in u s in g t he s u c c i n a t e e le c t r o n pr o du c t o f t he T C A c y c l e c ® C o m p l e x I I I ( Q c t o c hr o m e c o x i do r e du c t a s e y . '"?': . ) u b i q u i n o l a n d t h e r e du c t o n o f t w o m o le c u le s o f i ( ' . . ' ' " . 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