Respirația celulară și fotosinteza. Respirația celulară aerobă

Se poate spune că respirația celulară și fotosinteza sunt procese care sunt opuse una față de cealaltă. Acest lucru este parțial corect, deoarece oxigenul este absorbit la primul și oxigenul este eliberat dioxid de carbon,

Fotosinteza: unde și cum se întâmplă?

Este o reacție chimică care vizează obținerea de substanțe organice din substanțe anorganice. O condiție prealabilă pentru fotosinteză este prezența luminii solare, deoarece energia sa acționează ca un catalizator.

• 6SO₂ + 6H₂O = C₆H₁₂oh₆ + 6D₂.

Adică, șase molecule de dioxid de carbon și același număr de molecule de apă în prezența plantelor lumina solară poate primi o moleculă de glucoză și șase atomi de oxigen.

Acesta este cel mai simplu exemplu de fotosinteză. În plus față de glucoză, alți carbohidrați mai complexi, precum și substanțele organice din alte clase pot fi sintetizate în plante.

Iată un exemplu de producere a aminoacizilor din compușii anorganici:

• 6SO₂ + 4H₂O + 2SO₄^2- + 2NO₃^- + 6H⁺ = 2C₃H₇O₂NS + 13O₂.

După cum puteți vedea, din șase molecule dioxid de carbon, patru molecule de apă, doi ioni de sulfat, doi ioni de azot și șase ioni de hidrogen utilizând energia solară, două molecule de cisteină și treisprezece - oxigen.

Procesul de fotosinteză are loc în organoide speciale - cloroplaste. Acestea conțin pigmentul clorofil, care acționează ca un catalizator al reacțiilor chimice. Astfel de organele sunt numai în celulele plantei.

Structura cloroplastului

Este un organoid care are forma unei mingi alungite. Dimensiunea cloroplastului este de obicei de 4-6 μm, dar în celulele unor alge este posibil să se detecteze plastide gigantice - cromatografe, a căror dimensiune atinge 50 μm.

Această organelle aparține de două membrane. Este înconjurat de cochilii exterioare și interioare. Ele sunt separate unul de altul printr-un spațiu inter-membranar.

Mediul intern al cloroplastei este denumit stroma. Conține tilacoide și lamele.

Tilacoidele sunt pungi plate în formă de disc din membrane care conțin clorofilă. Aici se produce fotosinteza. Adunându-se în grămezi, tilacoidele formează granule. Numărul de thylacoizi din facial poate varia de la 3 la 50.

Lamele sunt structuri formate din membrane. Ele sunt o rețea de canale cu ramificație, principala funcție a căreia este să asigure o legătură între fețe.

Cloroplastele conțin, de asemenea, ribozomi proprii, necesari pentru sinteza proteinelor, propriul lor ADN și ARN. În plus, pot exista incluziuni constând în nutrienți de rezervă, în special amidon.

Respirația celulară

Există mai multe tipuri de acest proces. Există respirație celulară anaerobă și aerobă. Primul este tipic pentru bacterii. anaerob respirația are mai multe tipuri: nitrat, sulfat, sulfuric, fier, carbonat, fumarat. Astfel de procese permit bacteriilor să primească energie fără utilizarea oxigenului.

Respirația celulară aerobă este caracteristică tuturor celorlalte organisme, inclusiv animalelor și plantelor. Apare cu participarea oxigenului.

În faună, respirația celulară are loc în organoizi speciali. Se numesc mitocondriile. În plante, apare și respirația celulară în mitocondrii.

etape

Respirația celulară are loc în trei etape:

1. Etapa pregătitoare.
2. Glicoliza (proces anaerob, nu necesită oxigen).
3. Oxidarea (etapa aerobă).

Etapa pregătitoare

Prima etapă este aceea că substanțele complexe din sistemul digestiv sunt împărțite în cele mai simple. Astfel, aminoacizii sunt obținuți din proteine, acizi grași și glicerină din lipide și glucoză din carbohidrații complexi. Acești compuși sunt transportați în celulă și apoi direct în mitocondrii.

glicoliză

Se compune din faptul că, sub acțiunea enzimelor, glucoza este clivată la atomii de acid piruvic și hidrogen. În acest caz, a ATP (acid adenozin trifosforic). Acest proces poate fi exprimat prin următoarea ecuație:

• C₆H₁₂oh₆ = 2C₃H₃oh₃ + 4H + 2ATP.

Astfel, în procesul de glicoliza de la o moleculă de glucoză, organismul poate primi două molecule de ATP.

oxidare

În această etapă, formată în timpul glicolizei acid piruvic sub acțiunea enzimelor reacționează cu oxigenul, rezultând formarea dioxidului de carbon și a atomilor de hidrogen. Acești atomi sunt apoi transportați în cristae, unde se oxidează pentru a forma apă și 36 molecule ATP.

Astfel, în procesul de respirație celulară, în total se formează 38 de molecule ATP: 2 în a doua etapă și 36 în a treia etapă. Acidul adenozin trifosforic este principala sursă de energie pe care mitocondriile o furnizează celulei.

Structura mitocondriilor

Organoizii în care are loc respirația se găsesc în animale, în plante și în celule fungice. Ele au o formă sferică și o dimensiune de aproximativ 1 micron.

Mitochondria, ca și cloroplastele, are două membrane, separate printr-un spațiu inter-membranar. Ceea ce se află în interiorul cojilor acestui organoid este numit o matrice. Acesta conține ribozomi, ADN mitocondrial (mtDNA) și mtRNA. În matrice trece glicoliza și prima etapă de oxidare.

Din membrana interioară sunt formate falduri, similare cu crestăturile. Ele sunt numite cristae. Aici trece a doua etapă a celei de-a treia etape a respirației celulare. În timpul acestuia, se formează cele mai multe molecule de ATP.

Originea organoidelor cu două membrane

Oamenii de știință au demonstrat că structurile care asigură fotosinteza și respirația au apărut în celulă prin simbiogeneză. Adică, odată ce au fost organisme separate. Acest lucru explică de ce atât mitocondriile cât și cloroplastele au ribozomi proprii, ADN și ARN.