Innehåll
Andning omvandlar energin lagrad i livsmedel som äts av en organisme till energi som kan användas för metaboliska processer som upprätthåller organismernas liv. Vikten av andningsorganen är avgörande. organismer kan tåla många dagar utan mat och ibland några få utan vatten, men kan inte överleva i mer än några minuter om andningen upphör.
Växter andas, men de deltar främst i en process som kallas fotosyntes. Detta delar egenskaper med andning, förutom med relevanta kemiska reaktioner som kör i motsatt riktning. Eftersom andning och fotosyntes kompletterar varandra över planets ekosystem, är andning lika viktig för växter indirekt som för organismer som förlitar sig direkt på andning.
Luftvägsorgan
Hos människor och andra ryggradsdjur flyter luft som innehåller syre och koldioxid in och ut ur kroppen genom näsan och munnen. Efter att ha passerat in i svalget, eller munhålan, rör sig luften förbi epiglottis, in i struphuvudet och slutligen in i luftrören eller vindpipen. Luftstrupen delas upp i två huvudbronkier, som kommer in i höger och vänster lungor. Så småningom når luft den funktionella enheten i lungan: alveolerna. Dessa är små, tunnväggiga säckar, som koldioxid och syre kan diffundera över ytorna på. Koldioxid rör sig in i alveolerna från blodet som strömmar genom lungorna, medan syre rör sig in i blodomloppet.
I mindre specialiserade organismer som maskar är andningsfunktionens enklare funktion. Gaser kan helt enkelt diffundera över kroppens yttre ytor. Andningsorganens delar varierar mellan djur. Vattendjur har klyftor för att byta ut gaser med vatten, medan insekter innehåller ett nätverk av enkla luftrör som transporterar gaser direkt till enskilda celler från kroppens yta.
Steg i respiration
På cellnivå bryts proteiner, kolhydrater och fetter ned i små molekyler som glukos, som genomgår glykolys. I denna process bryts varje sexkolflukosmolekyl ned i en serie steg i två tre-kol-pyruvatmolekyler, vilket ger en liten mängd energi i form av två molekyler av ATP och två av NADH. Denna serie reaktioner kräver inte syre och kallas därför anaerob andning.
De två pyruvatmolekylerna kan genomgå ytterligare en serie reaktioner i närvaro av syre, och detta resulterar i frisättning av betydligt mer ATP via elektrontransportkedjan. Denna aeroba andning resulterar i frisläppande av koldioxid och vattenånga, som båda utandras eller på annat sätt släpps ut i miljön. Dessa processer förekommer kontinuerligt i organismer för att hålla dem vid liv och låta grundläggande metaboliska processer utvecklas normalt.
Andning och fotosyntes
Andning tar syre och glukos och omvandlar dem till vatten och koldioxid; fotosyntesen använder koldioxid och vatten för att syntetisera glukos för växternas behov och släpper ut syre. Med tanke på den enorma volymen av både växt- och djurliv över hela världen är det säkert att om växter alla försvann idag skulle djur snart dö av och vice versa.
Växter kan engagera sig i andning och göra det i mörkret när fotosyntesen är vilande. Vid dessa tillfällen bryter växterna ner en del av glukosen som de har gjort för att driva tillväxt och andra processer. När solsken återigen är tillgängligt återgår växten till en nettoansamling av glukos och frigör syre via fotosyntes.