Sisältö
Hengitys muuntaa organismin syömien elintarvikkeiden varastoidun energian energiaksi, jota voidaan käyttää aineenvaihduntaprosesseihin, jotka ylläpitävät organismien elämää. Hengityselinten merkitys on kriittinen; organismit voivat kestää useita päiviä ilman ruokaa ja joskus muutaman ilman vettä, mutta eivät pysty selviämään muutama minuutti, jos hengitys lakkaa.
Kasvit elävät, mutta pääasiassa he osallistuvat prosessiin, jota kutsutaan fotosynteesiksi. Tällä on yhteisiä piirteitä hengityksellä, paitsi asianmukaisilla kemiallisilla reaktioilla, jotka kulkevat päinvastaiseen suuntaan. Koska hengitys ja fotosynteesi täydentävät toisiaan planeettojen ekosysteemeissä, hengitys on kasveille yhtä tärkeätä välillisesti kuin organismeille, jotka luottavat suoraan hengitykseen.
Hengityselinten elimet
Ihmisissä ja muissa selkärankaisissa happea ja hiilidioksidia sisältävä ilma kulkee kehosta nenän ja suun kautta ja ulos. Sen jälkeen kun se on kulkenut nieluun tai suuonteloon, ilma siirtyy alaspäin epiglottin ohi, kurkunpään ja lopulta henkitorveen tai tuuletusputkeen. Henkitorvi jakaa kahteen pääkeuhkoon, jotka tulevat oikean ja vasemman keuhkoihin. Lopulta ilma saavuttaa keuhkojen funktionaalisen yksikön: alveolit. Nämä ovat pieniä, ohutseinäisiä säkkejä, jotka hiilidioksidi ja happi voivat levitä pinta-alasta. Hiilidioksidi siirtyy alveoleihin keuhkojen läpi virtaavasta verestä, kun taas happi liikkuu verenkiertoon.
Vähemmän erikoistuneissa organismeissa, kuten matoissa, hengityselinten toiminta on yksinkertaisempaa. Kaasut voivat yksinkertaisesti diffundoida kehon ulkopintojen yli. Hengityselinten osat vaihtelevat eläimillä. Vesieläimillä on säleikköraot kaasujen vaihtamiseksi vedellä, kun taas hyönteiset sisältävät yksinkertaisten henkitorven verkon, joka kuljettaa kaasuja suoraan yksittäisiin soluihin kehon pinnalta.
Hengityksen vaiheet
Solutasolla proteiinit, hiilihydraatit ja rasvat hajoavat pieniksi molekyyleiksi, kuten glukoosiksi, jolle tehdään glykolyysi. Tässä prosessissa jokainen kuuden hiilen glukoosimolekyyli jaotellaan vaiheittain sarjaksi kahdeksi kolmen hiilen pyruvaattimolekyyliksi, mikä tuottaa pienen määrän energiaa kahden ATP-molekyylin ja kahden NADH-molekyylin muodossa. Tämä reaktiosarja ei vaadi happea, joten sitä kutsutaan anaerobiseksi hengitykseksi.
Nämä kaksi pyruvaattimolekyyliä voivat käydä läpi toisen sarjan reaktioita hapen läsnä ollessa, ja tämä johtaa huomattavasti enemmän ATP: n vapautumiseen elektronin kuljetusketjun kautta. Tämä aerobinen hengitys johtaa hiilidioksidin ja vesihöyryn vapautumiseen, jotka molemmat hengitetään ulos tai muuten johdetaan ympäristöön. Näitä prosesseja esiintyy jatkuvasti kaikkialla eliöissä, jotta ne pysyisivät hengissä ja jotta aineenvaihdunnan perusprosessit voisivat kehittyä normaalisti.
Hengitys ja fotosynteesi
Hengitys vie happea ja glukoosia ja muuttaa ne vedeksi ja hiilidioksidiksi; fotosynteesi käyttää hiilidioksidia ja vettä glukoosin syntetisointiin kasvien tarpeisiin ja vapauttaa happea. Koska kasvien ja eläinten elämä on valtava määrä maailmanlaajuisesti, on varmaa, että jos kaikki kasvit katoavat tänään, eläimet kuolevat pian ja päinvastoin.
Kasvit voivat harjoittaa hengitystä, ja tehdä niin pimeässä, kun fotosynteesi on lepotilassa. Näinä aikoina kasvit hajottavat osan glukoosista, jonka ne ovat tehneet kasvun ja muiden prosessien lisäämiseksi. Sitten, kun auringonvaloa on jälleen saatavana, kasvi palaa glukoosin nettomäärään ja vapauttaa happea fotosynteesin kautta.