Hvad er energikobling? Hvordan fungerer det faktisk? Her er en komplet guide til alt hvad du behøver at vide om energikobling.

kemiske reaktioner kan tage forskellige former. Mens nogle af disse reaktioner kræver energi at finde sted, producerer andre på den anden side energi. For eksempel er en katabolisme kemisk reaktion den, der producerer energi, mens en anabolisme reaktion er den, der kræver energi.

så hvad er energikobling? I denne artikel, vi vil undersøge dybere ind i, hvad energikobling indebærer, samt hvordan det fungerer.

men først ting først. Lad os først se på definitionen af energikobling.

Hvad er Energikobling?

når vi taler om energikobling, henviser det til processen med energioverførsel, fra en katabolismereaktion til en anabolisme kemisk reaktion. Det henviser simpelthen til processen med at bruge en eksergonisk proces til at lette en endergonisk proces.

dette betyder, at energien en eksergonisk procesfrigivelse bruges til at aktivere en endergonisk proces. I denne proces er ATP nødvendigt. ATP fungerer som energivaluta for energikoblingsprocessen.

i det væsentlige anvendes ATP i forskellige kemiske reaktioner, der har brug for energi, som en booster for disse reaktioner.

i organismer vises energikobling typisk baseret på ATP-produktion og hydrolyse. Kataboliske reaktioner generere ATP, mens ATP produceret, driver frem anabolske reaktioner.

på elektronikområdet henviser energikobling til enten en ønskelig eller en uønsket energitransmission fra et medium til et andet — for eksempel energioverførsel fra en optisk fiber eller et metallisk kabel til et andet medium. Koblingen kan også henvise til transmission af elektrisk energi til et andet kredsløbssegment fra et andet segment.

så hvad er ATP ‘ s rolle i denne proces?

før vi kommer ind i hvilken rolle ATP spiller i energikobling, lad os forstå betydningen af nogle udtryk i dette emne.

• endergonisk reaktion: Udtrykket bruges til at beskrive en kemisk reaktion, der optager energi (varme) fra miljøet.eksergonisk reaktion: Dette beskriver en reaktion, der genererer eller frigiver energi i miljøet.Gibbs fri energi: Dette er mængden af maksimal indsats, der er tilgængelig, som følge af et system under konstant tryk og temperatur.
• hydrolyse: dette er en kemisk nedbrydningsproces, der involverer bindingen opdeling gennem vandtilsætning.
• ATP (adenosintrifosfat): En kemisk forbindelse (organisk) bruges til at levere energi, der driver adskillige processer i levende organismers celler. Disse omfatter ting som nerveimpulsudbredelse, muskelkontraktioner, kemisk syntese og meget mere.

Hvordan spiller ATP en rolle i Energikobling

Nå, ATP i cellulære processer betragtes typisk som energivalutaen. Det tilbyder den nødvendige energi til både endergoniske (energiforbrugende) reaktioner og eksergoniske (energiproducerende) reaktioner, som har brug for en lille energiindgang til aktivering.

den energi, der er nødvendig for disse reaktioner, genereres, når en reaktion bryder de kemiske bindinger i ATP. Den energi, der genereres fra reaktionen, kan bruges til at drive cellulære processer. Det er godt at bemærke, at jo mere bindingerne er til stede i et molekyle, jo højere er energipotentialet det har.

og da disse bindinger i ATP er lette at bryde og transformere, fungerer ATP meget som et batteri (genopladeligt) til at drive forskellige cellulære processer lige fra proteinsyntese til DNA-replikation.

en vigtig ting at bemærke er dog, at ATP-molekylet er meget ustabilt. Derfor bør det sættes til at arbejde så hurtigt som muligt mindst det dissocierer. ATP-molekylet adskilles naturligt for at danne ADP + Pi og frigiver den frie energi i processen som varme.

processen, hvorigennem energien inden for disse bindinger af ATP udnyttes, er det, vi kalder energikobling. Det betyder, at ATP er drivkraften i energikobling.

men hvor meget energi (fri energi) genereres naturligt fra ATP-hydrolyseprocessen? Og hvor meget af denne energi er nyttig til cellulært arbejde?

Nå er hydrolysen af netop en mol af et ATP-molekyle, beregnet som Kurt G (fri energi) -7,3 kcal/mol (-30,5 kJ/mol). Dette er kun muligt under standardbetingelser.

på den anden side fordobler den frie energi til hydrolyse i en levende celle næsten mængden ved standardindstillinger. Det er 14 kcal / mol (-57 kJ/mol).

Sådan fungerer Energikobling

natrium-Kaliumpumper

natrium-kaliumpumperne kan illustrere et glimrende eksempel på energikobling. Her kombinerer celler en eksergonisk reaktion (ATP hydrolyse) med en endergonisk reaktion af en cellulær proces.

for eksempel pumper transmembranionen til stede i nerveceller, pumper ioner gennem cellemembraner for at generere et handlingspotentiale ved hjælp af den frie energi fra ATP. En natrium-kaliumpumpe skubber natrium (Na) ud af en celle og kalium (K) ind i en celle.

hydrolysering af ATP-molekylet hjælper med at overføre dets gamma-phosphat gennem phosphoryleringsprocessen til proteinpumpen. Natrium-kaliumpumpen modtager den frie energi, som gør det muligt for den at gennemgå en konformationsændring, der frigiver tre natriumioner til ydersiden af cellen.

to ekstracellulære kaliumioner (K+), som er bundet til proteinet, forårsager en ændring i proteinets form og udledningen af fosfatet. Når fri energi doneres til natrium-kaliumpumpen, finder en endergonisk reaktion sted.

Energikobling og metabolisme

i cellulær metabolisme eller næringsstofsyntese og nedbrydning skal specifikke molekyler transformeres lidt for at blive substrater, der er nødvendige for kommende trin i reaktionsserien.

under de meget indledende cellulære respirationstrin finder glykolyse (nedbrydning af glukose) sted. Her er ATP nødvendigt for glucosefosforyleringsproces, hvilket skaber et ustabilt, men højenergi-mellemprodukt.fosforyleringsreaktionen medfører en transformationsændring, hvorigennem det “phosphorylerede glukosemolekyle ” omdannes til” phosphoryleret sukkerfruktose ” ved hjælp af fruktose.

denne fructose er et vigtigt mellemprodukt for glykolyseprocessen at ske. Her kobles ATP-hydrolysen, som er en eksergonisk reaktion, med en endergonisk reaktion (omdannelse af glucose), der skal anvendes i metabolisme.

betydningen af Energikobling

hydrolyseprocessen af ethvert ATP-molekyle Letter nedbrydningen af højenergibindinger (fosfatbindinger). I processen frigives høje målinger af energi i en eksergonisk form. Koblingsprocessen hjælper med at omdanne den genererede energi til en endergonisk form, hvilket sikrer, at energien ikke går tabt som varme.

kobling sker ofte gennem et gensidigt mellemprodukt. Dette betyder, at slutproduktet af en bestemt reaktion modtages og anvendes i en anden reaktion som reaktanten.

Når koblingsprocessen involverer et ATP-molekyle, er det fælles mellemprodukt i de fleste tilfælde et phosphoryleret molekyle. Et godt eksempel på, hvordan processen fungerer, er oprettelsen af saccharose fra fruktose og glukose.

i dette tilfælde kræver dannelsen af saccharose en tilførsel af energi: dens PRISHG er omkring +27kj / mol inden for standardbetingelser. På den anden side producerer en ATP-hydrolyse omkring-30kj/mol inden for standardindstillingerne.

hvad dette betyder er, at den energi, processen genererer, er nok til at imødekomme energikravene i saccharosemolekylsyntesen.

der er normalt to reaktioner her, herunder:

• dannelsen af et mellemprodukt (phosphoryleret glucose) gennem en energiforbrugende reaktion.
• en reaktion mellem glucosemellemproduktet og fructose for at producere saccharose er den anden. Da glucose-P er ret ustabil, er denne reaktion spontan og genererer energi.

konklusion om Energikobling

nogle reaktioner forekommer og frigiver energi, såsom hydrolyse af et ATP-molekyle. På den anden side kræver nogle andre reaktioner noget energi til at ske.

energikobling er nødvendig for at sikre, at den energi, der genereres i den første reaktion, ikke går til spilde som varme.

i stedet kan den bruges som brændstof til den anden reaktion, der kræver energi.

relaterede ressourcer

• alt hvad du behøver at vide om Flora og Fauna
• 19 + Energibesparelsesmetoder: Miljøvenlige måder at reducere energi
• en endelig Guide til opbygning af energiledelsessystemer

Green Coast er et vedvarende energi-og grønt levende samfund med fokus på at hjælpe andre med at leve et bedre og mere bæredygtigt liv.

Vi mener, at energi og Grønt liv er blevet alt for komplekst, så vi skabte en række forskellige guider til at opbygge et bæredygtigt fundament for vores fremtid.

Følg os på Facebook.