Blogi, Kurssi 1

Solujen voimalaitokset – Solun energia-aineenvaihdunta

Miten solun energia-aineenvaihdunta toimii? Miten solu tuottaa ja kuluttaa energiaa?

solun energia-aineenvaihdunta

Liittymällä Tumaan saat kurssi 1:sen kertauskirjan ilmaiseksi!

Solun energia-aineenvaihdunta

Aineenvaihdunta tarkoittaa elämää ylläpitäviä kemiallisia reaktioita eliöissä. Se voidaan jakaa kahteen luokkaan:

  1. Anaboliset reaktiot rakentavat pienemmistä molekyyleistä isompia, vaatii energiaa
  2. Kataboliset reaktiot taas pilkkoo isoista molekyyleistä pieniä, vapauttaa energiaa

Kemosynteesi

Yksi mahdollinen yhteyttämismuoto on ilman happea tapahtuva kemosynteesi. Siinä energiaa (eli ATP:tä) saadaan hapettamalla epäorgaanisia yhdisteitä, kuten vetykaasua, orgaanisiksi yhdisteiksi. Kemosynteesiä käyttävät mm. maaperän bakteerit ja syvänmeren arkeonit, jossa auringon valoa ei ole saatavilla.

ATP-molekyyli (eli adenosiinitrifosfaattia) on kuin eliömaailman universaalina energiavaluuttana: Jos jokin reaktio luovuttaa energiaa, se saa aikaan ADP-nukleiinihapon muuttumaan ATP:ksi. Siihen varastoitunutta energiaa voidaan siten kuljettaa sinne, missä sitä ikinä tarvitaan.

Fotosynteesi

Toinen esimerkki anabolisesta eli kokoavasta reaktiosta on fotosynteesi eli valolla yhteyttäminen:

6CO2+6H2OC6H12O6+6O2

vedestä ja hiilidioksidista luodaan auringon energian avulla glukoosi eli sokeri ja happea.

Fotosynteesin tehokkuuteen vaikuttaa:

  • hiilidioksidin määrä
  • veden määrä
  • lämpötila
  • ravinteet
  • valon määrä ja aallonpituus

Tämä reaktio tapahtuu siis kasvisolujen viherhiukkasissa, ja on kaksivaiheinen: siihen kuuluu valo- ja pimeäreaktiot.

Valoreaktio

Valoreaktio tapahtuu viherhiukkasen sisäkalvostolla. Siinä vesi muutetaan auringon valosta saadulla energialla hapeksi fotolyysissä ja siitä jäljelle jäävät vedyt sekä ATP-molekyylit siirtyvät pimeäreaktioihin.

Pimeäreaktio

Pimeäreaktio tapahtuu viherhiukkasen kalvostojen välitilassa, eikä se tarvitse auringon valoa. ATP:n energian avulla hiilidioksidista ja vedystä (joka saatiin myös valoreaktiossa) saadaan glukoosia.

Nämä olivat siis anabolisia reaktioita. Katabolisesta reaktiosta esimerkkinä kävisi soluhengitys ja käymisreaktiot.

Kurssi 1:sen koe tulossa? Kertaa tehokkaasti Tuman ilmaisilla kertausmateriaaleilla!

Soluhengitys

Soluhengitys on kuin käänteinen reaktio fotosynteesille: hapesta ja glukoosista saadaan vettä, hiilidioksidia ja energiaa ATP:n muodossa. Mutta valitettavasti tämäkään reaktio ei ole liian yksinkertainen.

Koko prosessi voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen: glykolyysiin, sitruunahappokiertoon sekä elektroninsiirtoketjuun.

1. Glykolyysi

Glykolyysi tapahtuu solulimassa ja on anaerobinen. Siinä glukoosi hajotetaan kahdeksi pyruvaatiksi eli palorypälehappo-molekyyliksi. Tämä tuottaa jo vähän energiaa (2 ATP molekyyliä) sekä vetyä.

2. Sitruunahappokierto

Sitten nämä pyruvaatti-molekyylit siirtyvät mitokondrioon ja ne hapetetaan asetyylikoentsyymin-A:ksi. Sitruunahappokierrossa asetyylikoentsyymi-A hajoaa sitruunahapoksi vapauttaen hiilidioksidia ja vetyä tuottaen jonkin verran energiaa.

3. Elektroninsiirtoketju

Viimeisessä soluhengityksen vaiheessa käytetään aiemmin syntynyttä vetyä. Mitokondrion eri kalvostojen välisiä vedyn väkevyyspitoisuuksia hyödyntämällä tuotetaan runsaasti energiaa. Lopuksi happi yhtyy vetyihin tuottaen vettä.

Näin siis aitotumaisissa, kun happea riittää. Mutta miten esitumaiset tuottaa energiaa, kun niillähän ei ole mitokondriota?

Käyminen

Esitumaiset saavat energiansa käymisreaktiolla, joka on anaerobinen, eli se ei tarvitse toimiakseen happea. Niissä glukoosi hajoaa ensiksi pyruvaatiksi glykolyysissä aivan kuten soluhengityksessäkin (sehän tapahtui solulimassa, ei mitokondriossa).

Jos kyseessä on esimerkiksi hiiva, se jatkaa reaktiota muuttamalla pyruvaatti- molekyylit etanoliksi. Tämän takia tätä kutsutaan alkoholikäymiseksi. Toisaalta, esimerkiksi maitohappobakteerit muuttavat pyruvaatit maitohapoiksi maitohappokäymisessä. Nämä käymisreaktiot tuottavat kuitenkin huomattavasti vähemmän energiaa kuin soluhengitys.

Itse asiassa me ihmisetkin pystymme käyttämään maitohappokäymistä saadaksemme energiaa. Jos kovan urheilusuorituksen aikana happi loppuu luustolihassoluissa, ne jatkavat ATP:n tuottoa maitohappokäymisellä. Maitohappo alkaa kuitenkin kertymään soluun ja sanommekin, että ”jalat meni hapoille”.

Aiheeseen liittyvää

elämän tuntomerkit
Mitkä ovat elämän edellytykset ja tuntomerkit? Lue lisää täältä!
solun rakenne ja toiminta paikka nimeltä solula
Mistä solu koostuu ja miten se toimii? Lue lisää täältä!
liity tumaan

Testaa tietosi

0%

1. Mikä seuraavista ei vaikuta fotosynteesin tehokkuuteen?

Correct! Wrong!

2. Mikä seuraavista väitteistä pitää paikkansa?

Correct! Wrong!

3. Mikä on soluhengityksen vaiheiden oikea järjestys?

Correct! Wrong!

solun energia-aineenvaihdunta
Hmm…
Kannattaa kerrata artikkeli vielä uudelleen. Kyllä se siitä 🙂
Hienoa!
Hyvä! Sait kaikki oikein 🙂

Share your Results:

Lue lisää

  • Muikussa on kattavat artikkelit solun energia-aineenvaihdunnasta

 

Katso videoita