Stanično disanje i fotosinteza. Aerobno stanično disanje

Fotosinteza i disanje dva su temeljna procesaosnova života. Oboje se odvijaju u ćeliji. Prva - kod biljaka i nekih bakterija, druga - kod životinja, i kod biljaka, i od gljivica i od bakterija.

Možemo reći da stanično disanje i fotosinteza- međusobno suprotni procesi. To je djelomično točno, jer se u prvoj apsorbira kisik i oslobađa ugljični dioksid, a u drugoj obrnuto. Međutim, netočno je čak uspoređivati ​​ova dva procesa, budući da se oni javljaju u različitim organelama koristeći različite tvari. Svrhe za koje su potrebne također su različite: fotosinteza je potrebna za dobivanje hranjivih tvari, a stanično disanje potrebno je za stvaranje energije.

Fotosinteza: Gdje se i kako događa?

Ovo je kemijska reakcija čiji je cilj dobivanjeorganske tvari iz anorganskih. Preduvjet za fotosintezu je prisutnost sunčeve svjetlosti, jer njegova energija djeluje kao katalizator.

Fotosinteza karakteristična za biljke može se izraziti sljedećom jednadžbom:

• 6CO₂ + 6H₂O = C₆H₁₂oh₆ + 6O₂.

Odnosno, od šest molekula ugljičnog dioksida i isto toliko molekula vode u prisutnosti sunčeve svjetlosti, biljka može primiti jednu molekulu glukoze i šest kisika.

Ovo je najjednostavniji primjer fotosinteze. Uz glukozu, u biljkama se mogu sintetizirati i drugi, složeniji ugljikohidrati, kao i organske tvari iz drugih klasa.

Evo primjera proizvodnje aminokiselina iz anorganskih spojeva:

• 6CO₂ + 4H₂O + 2SO₄^2- + 2NO₃^- + 6H⁺ = 2C₃X₇oh₂NS + 13O₂.

Kao što vidite, od šest molekula ugljičnog dioksida,četiri molekule vode, dva sulfatna iona, dva nitratna iona i šest vodikovih iona, pomoću sunčeve energije možete dobiti dvije molekule cisteina i trinaest - kisika.

Proces fotosinteze odvija se na poseban načinorganele - kloroplasti. Sadrže pigment klorofil, koji djeluje kao katalizator kemijskih reakcija. Takve se organele nalaze samo u biljnim stanicama.

Struktura kloroplasta

To je organoid koji ima oblik izduženoglopta. Veličina kloroplasta je obično 4-6 mikrona, ali u stanicama nekih algi mogu se naći divovski plastidi - kromatofori, čija veličina doseže 50 mikrona.

Ovaj organoid pripada dvjema membranama. Okružen je vanjskim i unutarnjim školjkama. Međusobni su međusobno odvojeni prostorom.

Unutarnje okruženje kloroplasta naziva se "stroma". Sadrži tilakoide i lamele.

Tilakoidi su ravne vrećice u obliku diskamembrane koje sadrže klorofil. Tu se odvija fotosinteza. Sakupljajući se u hrpama, tilakoidi tvore granule. Broj tilakoida na licu može varirati od 3 do 50.

Lamele su strukture koje tvore membrane. Oni su mreža razgranatih kanala čija je glavna funkcija pružanje komunikacije između lica.

Kloroplasti također sadrže vlastite ribosome,neophodni za sintezu bjelančevina i vlastite DNA i RNA. Uz to, mogu postojati inkluzije koje se sastoje od rezervnih hranjivih sastojaka, uglavnom škroba.

Stanično disanje

Postoji nekoliko vrsta ovog postupka.Postoji anaerobno i aerobno stanično disanje. Prva je karakteristična za bakterije. Anaerobno disanje je nekoliko vrsta: nitrat, sulfat, sumpor, željezo, karbonat, fumarat. Takvi procesi omogućuju bakterijama dobivanje energije bez upotrebe kisika.

Aerobno stanično disanje karakteristično je za sve ostale organizme, uključujući životinje i biljke. Odvija se uz sudjelovanje kisika.

U predstavnika faune stanično disanje javlja se u posebnim organelama. Zovu se mitohondriji. U biljaka se disanje stanica javlja i u mitohondrijima.

faze

Stanično disanje odvija se u tri faze:

1. Pripremna faza.
2. Glikoliza (anaerobni proces, ne zahtijeva kisik).
3. Oksidacija (aerobna faza).

Pripremni stupanj

Prva faza je taj komplekstvari u probavnom sustavu razgrađuju se na jednostavnije. Dakle, aminokiseline se dobivaju iz proteina, masne kiseline i glicerin iz lipida, a glukoza iz složenih ugljikohidrata. Ti se spojevi prenose u stanicu, a zatim izravno u mitohondrije.

glikoliza

Ona leži u činjenici da pod djelovanjem enzimaglukoza se razgrađuje na atome piruvične kiseline i vodika. Tako nastaje ATP (adenozin trifosforna kiselina). Taj se postupak može izraziti sljedećom jednadžbom:

• C₆H₁₂oh₆ = 2C₃H₃oh₃ + 4H + 2ATP.

Dakle, u procesu glikolize iz jedne molekule glukoze, tijelo može dobiti dvije ATP molekule.

Oksidacija

U ovoj fazi, formirana tijekom glikolizePiruvična kiselina, pod djelovanjem enzima, reagira s kisikom, što rezultira stvaranjem atoma ugljičnog dioksida i vodika. Ti se atomi zatim prenose u kristale, gdje se oksidiraju stvarajući vodu i 36 molekula ATP.

Dakle, u procesu staničnog disanja općenitosloženosti, formira se 38 molekula ATP: 2 u drugoj fazi i 36 u trećoj. Adenozin trifosforna kiselina glavni je izvor energije koji mitohondriji opskrbljuju stanicu.

Mitohondrijska građa

Organoidi, kod kojih dolazi do disanja, nalaze se u stanicama životinja, biljaka i gljivica. Sferične su i veličine oko 1 mikrona.

Mitohondriji, poput kloroplasta, imaju dvamembrane odvojene intermembranskim prostorom. Ono što se nalazi unutar ljuski ovog organoida naziva se matrica. Sadrži ribosome, mitohondrijsku DNA (mtDNA) i mtRNA. U matrici se odvija glikoliza i prva faza oksidacije.

Bore se stvaraju iz unutarnje membrane,poput grebena. Zovu se kristas. Ovdje se odvija druga faza treće faze staničnog disanja. Tijekom njega nastaje većina molekula ATP.

Podrijetlo organela s dvije membrane

Znanstvenici su dokazali da strukture kojepružaju fotosintezu i disanje, a pojavili su se u stanici simbiogenezom. Odnosno, nekada su bili zasebni organizmi. To objašnjava činjenicu da i mitohondriji i kloroplasti imaju svoje ribosome, DNA i RNA.