et af de mere udfordrende, men samtidig enkleste begreber inden for videnskab er ideen om energi. Hvad er energi? Nu som jeg definerer det måske ikke som fysiker, men som jeg definerer det, er energi evnen til at udføre arbejde eller forårsage en ændring, og når du først har fået, hvad energi er, vil du se, hvorfor den slags komplekse definition ikke rigtig er så nødvendig, at du bare får det efter et stykke tid. Hvad er energi? Nå, I ved, at I sandsynligvis har hørt om potentiel energi, og I ved, at hvis jeg har en kasse nede på et bord lavt som dette versus heroppe, er der en forskel. Nu er det den samme kasse, men ved at løfte den op bruger jeg mine muskler, jeg bruger min egen indre energi, jeg nedbryder min mad, og jeg giver energi til kassen. Hvor er energien nu?
det er i kassen, hvordan kan jeg få energien ud, kan jeg bare hælde den ud Nej. Men jeg kan frigive den energi ved at droppe kassen, og den skaber en ændring, den fungerer, den bevæger sig, den rammer bordet, og den giver lyd. Disse er alle former for energi, dine celler for at gøre det arbejde, de skal gøre for at forvilde levende hvert sekund af deres eksistens; de skal bruge energi. Nu skal de få det fra et sted og overføre det til andre steder. Så et af de vigtigste molekyler til energi er molekylet kaldet ATP, som er en forkortelse for adenosintrifosfat. Lad os tage et kig på dette billede herover og se, hvad det egentlig betyder. Så ATP er adenosintrifosfat, og hvad det er, er et regelmæssigt RNA-nukleotid, og her ser vi nitrogenbaseret adenin her ser vi vores 5 kulstofsukker, men i stedet for det normale fosfat, som du vil se i DNA eller RNA-nukleotid her har vi 1, 2, 3 fosfater.
derfor ATP, nu har hver af disse fosfater, som du kan se, en negativ ladning, hvis du ved noget om kemi, ved du, at ligesom ladninger 2 negativer afviser hinanden. Så for at dette ilt og det ilt skal være tæt på hinanden, skal bindingen mellem disse 2 fosfater være ret stærk. Og dette tredje fosfat går det ind i denne region med stor negativitet, så der er meget belastning på den binding og så meget let dink, du kan bryde den af, og den flyver af som en af de gamle sucker dart-kanoner, hvor du skubber den tilbage indlæs en fjeder og træk derefter aftrækkeren og doink, ud ville gå energien. Når du bryder det tredje fosfat fra, bliver dit adenosintrifosfat adenosindiphosphat, og du kan nemt sætte det på igen og tage det af igen. Sæt det på igen tag det tilbage, det betyder ATP er et meget godt molekyle til en meget midlertidig overførsel af energi fra et molekyle til det næste.
det kaldes undertiden cellens energivaluta, fordi det er lidt som hvordan du arbejder siger hos MacDonald ‘s, og du bygger en masse big Mac’ er, og du sælger dem, og du får penge små stykker papir. Du kan derefter gå Macy ‘s og give de små stykker papir, de penge, den valuta til folkene på Macy’ s, så du kan få dig en jakke. Ellers skulle du gå til Macy ‘ s og sige, at jeg gerne vil have den jakke kan jeg lave Du kan sige 14 hamburgere til dig? Det er meget sværere, at bruge ATP er lidt ligesom at bruge penge. Det giver dig mulighed for at ændre energi til en simpel form, som du kan bruge i mange andre steder i cellen. Hvis vi ser tilbage her, kan du se de to grundlæggende processer, der involverer energi i cellen, er fotosyntese, og sådan kommer ny energi ind i økosystemet og aerob respiration.
sådan er den energi, der blev lagret under fotosynteseprocessen, Sådan frigives den energi. Og hvis du kigger på disse ligninger, begynder du at bemærke nogle ting. Så den grundlæggende ligning for fotosyntese, når vi har forenklet og annulleret nogle af de molekyler, der er involveret i begge sider, er, at du har 6 kulsyre molekyler plus 6 vandmolekyler plus energi i form af lys. De bliver kombineret og bliver til glukose C6H12O6+6 iltmolekyler O2 gas. Aerob respiration har C6H12O6 den samme glukose plus 6O2 molekyler nedbrydes til dannelse af 6 carbon dioksider, 6 farvande og igen energi kun denne gang i form af ATP. Hvis du ser på, hvad der er herovre, da reaktionerne er herovre på den side som produkterne. Produkterne af fotosyntese er reaktanterne af aerob respiration.
disse 2 processer er i det væsentlige nærbilleder af hinanden. Så det er sådan, at plante eller en algea griber energien fra solen og opbevarer den midlertidigt i de kemiske bindinger af glukose. Frigivelse af noget iltgas som bare en slags giftigt affaldsprodukt. Men så under aerob respiration kan du tage den glukose og ved hjælp af iltgas fra luften kan du rive glukosen fra hinanden, der frigiver al den energi, der blev opbevaret, og afgiver kulsyre og vand, der er blevet brugt til at fremstille glukosen oprindeligt.
Lad os tage et kig lidt nærmere her, og dette viser her, hvordan lysenergi kommer ind og ved hjælp af kloroplasten organellerne, fotosyntese, at lys mg overføres til sukkerarter som glukose og iltgas. I resten af cellen, uanset om det er en plantecelle eller en dyrecelle, finder du mitokondrier. Mitokondrierne og cytoplasmaet arbejder sammen for at rive disse sukkerarter fra hinanden ved hjælp af det ilt, der frigav en flok ATP og afgiver kulsyre og vand. At ATP så er det, der driver mest cellulært arbejde, uanset om det er proteinsyntese, transport af materialer ind eller ud af cellen eller endda mitose. Det er sådan, celler producerer og bruger energi.