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BIOL 1101 (19)
Lecture

Cell Respiration DETAILED lecture notes - Northeastern

4 Pages
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Department
Biology
Course
BIOL 1101
Professor
Fred Davis
Semester
Fall

Description
Cellular Respiration  • Living cells require energy from outside sources o Plants use light energy o Some animals obtain energy by eating plants o Some animals obtain energy by eating non­plant organisms • Photosynthesis generates O  a2d organic molecules, which are used in cellular  respiration • Cells use chemical energy stored in organic molecules to regenerate ATP, which  powers work • Catabolic pathways yield energy by oxidizing organic fuels o Catabolic pathways release energy, anabolic pathways use energy o The breakdown of organic molecules is exergonic  Fermentation is a partial degradation of sugars that occurs  without O 2 using what is called glycolysis  Aerobic respiration consumes organic molecules and O  and  2 yields ATP  Anaerobic respiration is similar to aerobic respiration but  consumes compounds other than O , lik2 sulfate ions • Cellular respiration:  includes both aerobic and anaerobic respiration but is often  used to refer to aerobic respiration o Carbs, fats, and proteins can all be consumed as fuel o Cellular respiration is often traced using glucose o C H 0  + 6 O   ▯6 CO  + 6 H 0 + ENERGY (ATP and heat) 6 12 6 2 2 2 • Oxidation Reduction Reactions o The transfer of electrons during chemical reactions releases energy stored  in organic molecules o This released energy is ultimately used to synthesize ATP o Chemical reactions that transfer electrons between reactants are called  oxidation­reduction reactions, or redox reactions o In oxidation, a substance loses electrons o In reduction, a substance gains electrons  So named because the amount of positive charge is reduced + ­  Na + CL  ▯Na  + Cl  Generalized form: Xe  + Y  ▯X + Ye ­ o The electron donor is called the reducing agent, which is oxidized o The electron receptor is called the oxidizing agent, which is reduced o Organic molecules have a lot of hydrogen’s  Bonds are a great source of electrons  The energy of electrons can be released when the electrons fall  down their energy gradient o In cellular respiration, hydrogen’s are transferred from glucose to oxygen o The oxidation of glucose transfers the electrons on hydrogen to a lower  energy state o Energy released can be used to make ATP o Our bodies are not hot enough to ignite glucose and cause it to release its  energy that way  We have enzymes that push the reaction over the activation energy  barrier, and oxidize glucose to release energy.  o Electrons are not transferred right to oxygen, usually passed first to an  electron carrier called NAD+ (a coenzyme) • In respiration, energy held in electrons in glucose falls down what is called an  electron transport chain, to slowly release energy o Consists of a series of molecules that are associated with the inner  membrane of mitochondria o NADH passes electrons to the electron transport chain o Unlike an uncontrolled reaction, the electron transport chain passes  electrons in a series of steps instead of one explosive reaction o O  2ulls electrons down the chain in an energy­yielding tumble o The energy yielded is used to regenerate ATP • Three stages of cellular respiration o Glycolysis: breaks down glucose into two molecules of pyruvate o Citric acid cycle: completes the breakdown of glucose o Oxidative phosphorylation: accounts for most of the ATP synthesis • Oxidative phosphorylation generates most of the ATP because it is  phosphorylation powered by redox reactions o Accounts for almost 90% of the ATP generated by cellular respiration o A smaller amount of ATP is formed in glycolysis and the citric acid cycle • Glycolysis breaks down glucose into two molecules of pyruvate o Occurs in the cytoplasm  o Energy investment phase and energy payoff phase • The citric acid cycle
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