細胞呼吸と光合成。好気性細胞呼吸

光合成と呼吸は根底にある2つのプロセスです人生の基礎。それらは両方ともセル内で行われます。 1つ目は植物と一部の細菌、2つ目は動物と植物、真菌、細菌です。

細胞呼吸と光合成と言えます-互いに反対のプロセス。これは部分的に正しいです。最初は酸素が吸収されて二酸化炭素が放出され、2番目はその逆だからです。ただし、これら2つのプロセスは、異なる物質を使用する異なる細胞小器官で発生するため、比較することすら正しくありません。それらが必要とされる目的も異なります：栄養素を得るために光合成が必要であり、エネルギーを生成するために細胞呼吸が必要です。

光合成：それはどこでどのように起こりますか？

これは得ることを目的とした化学反応です無機からの有機物質。光合成の前提条件は、そのエネルギーが触媒として機能するため、太陽光の存在です。

植物の光合成特性は次式で表すことができます。

• 6CO₂ + 6H₂O = C₆H₁₂ああ₆ + 6O₂.

つまり、太陽光の存在下で6分子の二酸化炭素と同じ数の水分子から、植物は1つのグルコース分子と6つの酸素を受け取ることができます。

これは光合成の最も簡単な例です。ブドウ糖に加えて、他のより複雑な炭水化物、および他のクラスの有機物質を植物で合成することができます。

無機化合物からのアミノ酸の生産例は次のとおりです。

• 6CO₂ + 4H₂О+ 2SO₄^2- + 2NO₃^- + 6H⁺ = 2C₃X₇ああ₂NS + 13O₂.

ご覧のとおり、二酸化炭素の6つの分子のうち、4つの水分子、2つの硫酸イオン、2つの硝酸イオン、6つの水素イオン、太陽エネルギーを使用して、2つのシステイン分子と13の酸素を得ることができます。

光合成のプロセスは特別に行われますオルガネラ-葉緑体。それらは化学反応の触媒として機能する色素クロロフィルを含んでいます。このような細胞小器官は植物細胞にのみ見られます。

葉緑体の構造

細長い形をしたオルガノイドです玉。葉緑体のサイズは通常4〜6ミクロンですが、一部の藻類の細胞には、サイズが50ミクロンに達する巨大な色素体（色素胞）が見られます。

このオルガノイドは2つの膜に属しています。それは外殻と内殻に囲まれています。それらは膜間腔によって互いに分離されています。

葉緑体の内部環境は「ストロマ」と呼ばれます。チラコイドとラメラが含まれています。

チラコイドは平らな円盤状の袋でできていますクロロフィルを含む膜。ここで光合成が行われます。チラコイドは山積みになり、顆粒を形成します。顔のチラコイドの数は3から50まで変化する可能性があります。

ラメラは膜によって形成された構造です。それらは分岐チャネルのネットワークであり、その主な機能は面間の通信を提供することです。

葉緑体には独自のリボソームも含まれていますが、タンパク質、およびそれら自身のDNAとRNAの合成に必要です。さらに、主にでんぷんなどの予備栄養素からなる含有物が存在する場合があります。

細胞呼吸

このプロセスにはいくつかの種類があります。嫌気性および好気性の細胞呼吸があります。一つ目はバクテリアの特徴です。嫌気呼吸には、硝酸塩、硫酸塩、硫酸、鉄、炭酸塩、フマル酸塩など、いくつかの種類があります。このようなプロセスにより、バクテリアは酸素を使用せずにエネルギーを得ることができます。

好気性細胞呼吸は、動物や植物を含む他のすべての生物の特徴です。それは酸素の参加で起こります。

動物相の代表では、細胞呼吸は特別な細胞小器官で起こります。それらはミトコンドリアと呼ばれます。植物では、細胞呼吸はミトコンドリアでも起こります。

ステージ

細胞呼吸は3つの段階で起こります：

1. 準備段階。
2. 解糖（嫌気性プロセス、酸素を必要としません）。
3. 酸化（有酸素段階）。

準備段階

最初の段階はその複雑です消化器系の物質は、より単純なものに分解されます。したがって、アミノ酸はタンパク質から、脂肪酸とグリセリンは脂質から、グルコースは複雑な炭水化物から得られます。これらの化合物は細胞に輸送され、次にミトコンドリアに直接輸送されます。

解糖

それは酵素の作用下にあるという事実にありますブドウ糖はピルビン酸と水素原子に分解されます。これにより、ATP（アデノシン三リン酸）が生成されます。このプロセスは、次の式で表すことができます。

• C₆H₁₂ああ₆ = 2C₃H₃ああ₃ + 4H + 2ATP。

したがって、1つのグルコース分子から解糖の過程で、体は2つのATP分子を得ることができます。

酸化

この段階で、解糖中に形成されますピルビン酸は、酵素の作用下で酸素と反応し、二酸化炭素と水素原子を形成します。次に、これらの原子はクリステに輸送され、そこで酸化されて水と36個のATP分子を形成します。

だから、一般的に細胞呼吸の過程で複雑さ、38のATP分子が形成されます：第2段階で2つ、第3段階で36。アデノシン三リン酸は、ミトコンドリアが細胞に供給する主なエネルギー源です。

ミトコンドリアの構造

呼吸が起こるオルガノイドは、動物、植物、真菌の細胞に見られます。それらは球形で、サイズは約1ミクロンです。

ミトコンドリアは、葉緑体のように、2つあります膜間腔によって分離された膜。このオルガノイドの殻の中にあるものはマトリックスと呼ばれます。リボソーム、ミトコンドリアDNA（mtDNA）、およびmtRNAが含まれています。解糖と酸化の最初の段階はマトリックスで起こります。

しわは内膜から形成され、尾根のように。それらはクリスタと呼ばれます。細胞呼吸の第3段階の第2段階はここで行われます。その間に、ほとんどのATP分子が形成されます。

二重膜オルガネラの起源

科学者はその構造がシンビオジェネシスによって細胞に現れた光合成と呼吸を提供します。つまり、それらはかつては別々の生物でした。これは、ミトコンドリアと葉緑体の両方が独自のリボソーム、DNAとRNAを持っているという事実を説明しています。