ما هي أنواع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلايا؟
التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلايا الحية متشابهة كذلك، حيث تستخدم النباتات الخضراء طاقة ضوء الشمس لتحويل الماء (H2O) وثاني أكسيد الكربون (CO2) إلى الكربوهيدرات السكريات والنشويات، والمركبات العضوية الأخرى المحتوية على الكربون والأكسجين الجزيئي (O2).
تتطلب عملية التمثيل الضوئي طاقة على شكل ضوء الشمس لتقسيم جزيء ماء واحد إلى نصف جزيء أكسجين (O2 عامل مؤكسد) وذرتين هيدروجين (H عامل الاختزال) كل منهما تنفصل إلى أيون هيدروجين واحد (H +) وإلكترون واحد، ومن خلال سلسلة من تفاعلات الأكسدة والاختزال يتم نقل الإلكترونات (المشار إليها بـ e−) من جزيء متبرع (أكسدة) في هذه الحالة الماء إلى جزيء مقبول (اختزال) عن طريق سلسلة من التفاعلات الكيميائية، حيث قد يقترن هذا الاختزال في النهاية بتقليل ثاني أكسيد الكربون إلى مستوى الكربوهيدرات، وفي الواقع يتقبل ثاني أكسيد الكربون الهيدروجين ويرتبط به مكونًا الكربوهيدرات (Cn [H2O] n).
الكائنات الحية التي تتطلب الأكسجين تعكس هذه العملية، فهي تستهلك الكربوهيدرات والمواد العضوية الأخرى باستخدام الأكسجين الذي تصنعه النباتات لتكوين الماء وثاني أكسيد الكربون والطاقة، والعملية التي تزيل ذرات الهيدروجين التي تحتوي على إلكترونات من الكربوهيدرات وتمريرها إلى الأكسجين هي سلسلة من التفاعلات المنتجة للطاقة.
جميع خطوات العملية تحدث في النبات التي تقوم بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات باستثناء خطوتين؛ هي نفس الخطوات التي تصنع السكريات من مواد ابتدائية أبسط في الحيوانات والفطريات والبكتيريا، وبالمثل فإن سلسلة التفاعلات التي تأخذ مادة بداية معينة وتصنع جزيئات معينة ستستخدم في مسارات تركيبية أخرى متشابهة أو متطابقة بين جميع أنواع الخلايا، ومن وجهة نظر التمثيل الغذائي تختلف العمليات الخلوية التي تحدث في الأسد بشكل هامشي فقط عن تلك التي تحدث في الهندباء.