Indhold
Respiration omdanner energien, der er lagret i fødevarer spist af en organisme, til energi, der kan bruges til metaboliske processer, der opretholder organismernes liv. Betydningen af åndedrætsorganerne er kritisk; organismer kan udholde mange dage uden mad og nogle gange nogle få uden vand, men kan ikke overleve i mere end et par minutter, hvis respirationen ophører.
Planter respirerer, men de involverer overvejende en proces kaldet fotosyntesen. Dette deler karakteristika med respiration, undtagen med de relevante kemiske reaktioner, der kører i modsat retning. Da respiration og fotosyntesen komplementerer hinanden på tværs af planets økosystemer, er respiration lige så vigtig for planter indirekte som for organismer, der er afhængige af respiration direkte.
Organer i åndedrætsorganerne
Hos mennesker og andre hvirveldyr bevæger luft, der indeholder ilt og kuldioxid, ind og ud af kroppen gennem næsen og munden. Efter at have passeret ind i svelget, eller mundhulen, bevæger luft sig ned ad epiglottis, ind i strubehovedet og endelig ind i luftrøret eller rørledningen. Luftrøret splittes i to hovedbronkier, der kommer ind i højre og venstre lunger. Til sidst når luft den funktionelle enhed i lungen: alveolerne. Dette er små, tyndvæggede sække, som kuldioxid og ilt kan diffundere over overfladerne på. Kuldioxid bevæger sig ind i alveolerne fra blodet, der strømmer gennem lungerne, mens ilt bevæger sig ind i blodomløbet.
I mindre specialiserede organismer, såsom orme, er åndedrætssystemets funktion enklere. Gasser kan simpelthen diffundere over kroppens ydre overflader. Luftveje dele varierer på tværs af dyr. Vandlevende væsener har galdespalter til at udveksle gasser med vand, hvorimod insekter indeholder et netværk af enkle luftrør, der fører gasser direkte til individuelle celler fra overfladen af kroppen.
Trin i respiration
På det cellulære niveau nedbrydes proteiner, kulhydrater og fedt i små molekyler som glukose, der gennemgår glykolyse. I denne proces nedbrydes hvert seks-carbon-glukosemolekyle i en række trin i to tre-carbon-pyruvatmolekyler, hvilket giver en lille mængde energi i form af to molekyler af ATP og to af NADH. Denne række reaktioner kræver ikke ilt og kaldes derfor anaerob respiration.
De to pyruvatmolekyler kan gennemgå en anden række reaktioner i nærvær af ilt, og dette resulterer i frigivelsen af markant mere ATP via elektrontransportkæden. Denne aerobe respiration resulterer i frigivelse af kuldioxid og vanddamp, som begge udåndes eller på anden måde udledes i miljøet. Disse processer forekommer konstant i organismerlegemer for at holde dem i live og tillade, at basale metaboliske processer udfoldes normalt.
Respiration og fotosyntese
Respiration tager ilt og glukose og omdanner dem til vand og kuldioxid; fotosyntesen bruger kuldioxid og vand til at syntetisere glukose til planternes behov og frigiver ilt. I betragtning af det enorme volumen af både plante- og dyreliv overalt i verden, er det sikkert, at hvis planter alle forsvinder i dag, ville dyr snart dø ud og omvendt.
Planter kan deltage i åndedræt og gøre det i mørke, når fotosyntesen er i dvale. På disse tidspunkter nedbryder planterne noget af den glukose, de har lavet, til brændstofvækst og andre processer. Når der igen er sollys til rådighed, vender planten tilbage til en nettoophopning af glukose og frigiver ilt via fotosyntesen.