Клетъчно дишане и фотосинтеза. Аеробно клетъчно дишане

Може да се каже, че клетъчното дишане и фотосинтезата са процеси, които са противоположни един на друг. Това е отчасти правилно, тъй като кислородът се абсорбира при първия и се отделя кислород въглероден диоксид,

Фотосинтезата: къде и как се случва това?

Това е химическа реакция, насочена към получаване на органични вещества от неорганични вещества. Предпоставка за фотосинтезата е наличието на слънчева светлина, тъй като нейната енергия действа като катализатор.

• 6SO₂ + 6Н₂О = С₆Н₁₂ох₆ + 6D₂.

Това означава, че от шест молекули въглероден диоксид и същите молекули вода в присъствието на слънчева светлина, растението може да получи една молекула глюкоза и шест кислород.

Това е най-простият пример за фотосинтеза. В допълнение към глюкозата могат да се синтезират и други по-сложни въглехидрати, както и органични вещества от други класове в растенията.

Ето пример за производството на аминокиселини от неорганични съединения:

• 6SO₂ + 4Н₂О + 2SO₄^2- + 2NO₃^- + 6Н⁺ = 2 ° С₃Н₇О₂NS + 13O₂.

Както можете да видите, от шест молекули въглероден диоксид, четири молекула вода, два сулфатни йони, два нитратни йони и шест водородни йони, използващи слънчева енергия, две молекули цистеин и тринадесет - кислород.

Процесът на фотосинтеза се осъществява при специални органоиди - хлоропласти. Те съдържат пигментния хлорофил, който действа като катализатор за химичните реакции. Такива органели са само в растителни клетки.

Структура на хлоропласт

Това е органоид, който има формата на удължена топка. Размерът на хлоропласта обикновено е 4-6 μm, но в клетките на някои водорасли е възможно да се открият гигантски пластиди - хроматофори, чийто размер достига 50 μm.

Тази органела принадлежи към двумембрана. Той е заобиколен от външни и вътрешни черупки. Те са отделени един от друг чрез интермембранно пространство.

Вътрешната среда на хлоропласта се нарича строма. Той съдържа тилакоиди и ламели.

Тилакоидите са плоски дискови чанти от мембрани, съдържащи хлорофил. Това е мястото, където се извършва фотосинтезата. Събрани в купчини, тилакоидите образуват гранули. Броят на тилакоидите в лицето може да варира от 3 до 50.

Ламелите са структури, образувани от мембрани. Те са мрежа от разклонени канали, основната функция на която е да осигури връзка между лицата.

Хлорпластите също съдържат свои собствени рибозоми, необходими за протеиновия синтез, както и собствената си ДНК и РНК. В допълнение, може да има включения, състоящи се от резервни хранителни вещества, главно нишесте.

Клетъчно дишане

Има няколко вида на този процес. Има анаеробно и аеробно клетъчно дишане. Първият е типичен за бактерии. анаеробно дишането е от няколко вида: нитрат, сулфат, сярна, желязо, карбонат, фумарат. Тези процеси позволяват на бактериите да получават енергия без използване на кислород.

Аеробното клетъчно дишане е характерно за всички други организми, включително животни и растения. Това се случва с участието на кислород.

Във фауната клетъчното дишане се осъществява в специални органоиди. Те се наричат ​​митохондрии. При растенията се наблюдава и клетъчно дишане в митохондриите.

етапи

Клетъчното дишане се осъществява на три етапа:

1. Подготвителен етап.
2. Гликолиза (анаеробен процес, не изисква кислород).
3. Оксидация (аеробна фаза).

Подготвителен етап

Първият етап е, че сложните вещества в храносмилателната система са разделени на по-прости. По този начин аминокиселините се получават от протеини, мастни киселини и глицерин от липиди и глюкоза от комплексни въглехидрати. Тези съединения се транспортират в клетката и директно в митохондриите.

гликолиза

Състои се от факта, че под действието на ензимите глюкозата се разцепва на пирогрозни и водородни атоми. В този случай, a АТР (аденозин трифосфорна киселина). Този процес може да бъде изразен чрез следното уравнение:

• C₆Н₁₂ох₆ = 2 ° С₃Н₃ох₃ + 4Н + 2АТР.

По този начин, в процеса на гликолиза от една молекула глюкоза, тялото може да получи две молекули на АТР.

окисляване

На този етап се образува по време на гликолизата пирогроздена киселина под действието на ензимите реагира с кислород, което води до образуване на въглероден диоксид и водородни атоми. Тези атоми след това се транспортират до кристай, където окисляват, за да образуват вода и 36 АТР молекули.

Така в процеса на клетъчно дишане се формират общо 38 АТР молекули: 2 на втория етап и 36 на третия етап. Аденозин трифосфорната киселина е основният източник на енергия, който митохондриите доставя на клетката.

Структура на митохондриите

Органоидите, в които се осъществява дишането, са в животни, в растения и в гъбични клетки. Те имат сферична форма и размер около 1 микрон.

Митохондриите, подобно на хлоропластите, имат две мембрани, разделени от интермембранно пространство. Какво е вътре в черупките на този органоид се нарича матрица. Той съдържа рибозоми, митохондриална ДНК (mtDNA) и mtRNA. В матрицата преминава гликолизата и първият етап на окисление.

От вътрешната мембрана се образуват гънки, подобни на гребените. Те се наричат ​​кристати. Тук преминава втория етап от третия стадий на клетъчно дишане. По време на това се формират повечето молекули на АТР.

Произход на двумембранни органоиди

Учените са доказали, че структурите, които осигуряват фотосинтеза и дишане, се появяват в клетката чрез симбиогенеза. Тоест, след като са били отделни организми. Това обяснява защо както в митохондриите, така и в хлоропластите имат свои собствени рибозоми, ДНК и РНК.