Respirasi sel dan fotosintesis. Aerobik pernafasan selular

Fotosintesis dan respirasi - dua proses yang menjadi asas kehidupan. Kedua-duanya berlaku dalam sel. Yang pertama - di kilang dan beberapa bakteria, kedua - dan dalam haiwan dan tumbuhan dan kulat, dan bakteria.

Kita boleh mengatakan bahawa pernafasan selular dan fotosintesis - proses yang bertentangan antara satu sama lain. Sebahagiannya, ini betul, kerana dalam oksigen pertama diserap dan dibebaskan karbon dioksida, dan di kedua - sebaliknya. Walau bagaimanapun, kedua-dua proses dengan betul tidak boleh dibandingkan kerana ia berlaku dalam organel berbeza dengan menggunakan bahan-bahan yang berbeza. Maksud yang baginya mereka diperlukan, juga, adalah berbeza: fotosintesis memerlukan untuk nutrien, dan pernafasan selular - untuk tenaga.

Fotosintesis: mana dan bagaimana ini berlaku?

Ini tindak balas kimia yang bertujuan untuk memperoleh bahan-bahan organik dari bukan organik. prasyarat A ialah kehadiran aliran fotosintesis cahaya matahari, kerana tenaga bertindak sebagai pemangkin.

Fotosintesis ciri tumbuhan, boleh dinyatakan dalam persamaan berikut:

• 6SO ₂ + 6H ₂ O = C ₆ H ₁₂ O ₆ + ₂ 6D.

Iaitu, enam molekul karbon dioksida dan nombor yang sama molekul air di hadapan kilang cahaya matahari boleh menerima satu molekul glukosa dan enam oksigen.

Ini adalah contoh yang paling mudah fotosintesis. Juga glukosa dan lain-lain boleh disintesis dalam tumbuh-tumbuhan, karbohidrat lebih kompleks, dan bahan-bahan organik dari kelas lain.

Berikut adalah satu contoh pengeluaran asid amino sebatian bukan organik:

• 6SO ₂ + 4H ₂ O + 2SO ₄ ^2- + 2NO ₃ ^- + 6H ⁺ = 2C ₃ H ₇ O ₂ NS + ₂ = 13 °.

Seperti yang dapat dilihat, enam molekul karbon dioksida, empat molekul air, dua ion sulfat, ion nitrat, dua dan enam ion hidrogen menggunakan tenaga solar boleh diperolehi dua molekul cysteine dan tiga belas - oksigen.

proses fotosintesis berlaku dalam organel khas - kloroplas. Ia mengandungi klorofil pigmen, yang bertindak sebagai pemangkin untuk tindak balas kimia. Ini organel hanya terdapat di dalam sel tumbuhan.

Struktur kloroplas

organel ini, yang mempunyai bentuk memanjang bola. Saiz kloroplas biasanya 4-6 mikron tetapi dalam beberapa sel alga boleh dikesan plastids gergasi - chromatophores, yang saiz 50 mikron.

Ini merujuk kepada dvuhmembrannym organel itu. Ia dikelilingi oleh cengkerang luar dan dalam. Mereka dipisahkan dari setiap ruang intermembrane lain.

Persekitaran dalaman kloroplas yang dikenali sebagai "stroma". Ia mengandungi thylakoids dan lamela.

Thylakoids - satu kantung berbentuk cakera rata membran, yang klorofil. Ini adalah di mana fotosintesis berlaku. Melangkah ke dalam susunan, thylakoids membentuk Grana. thylakoids nombor di ambang boleh berbeza-beza 3-50.

Lamela - struktur atau membran. Mereka mewakili saluran rangkaian bercabang yang utama fungsi - untuk menyediakan sambungan antara muka.

Dalam kloroplas juga mengandungi ribosom mereka diperlukan untuk sintesis protein, dan DNA sendiri dan RNA. Di samping itu, mungkin ada benda asing, yang terdiri daripada nutrien penggantian, terutamanya kanji.

respirasi sel

Terdapat beberapa jenis proses ini. Anaerobik dan aerobik pernafasan selular. Ciri pertama bakteria. Anaerobik pernafasan adalah satu daripada beberapa jenis: nitrik, sulfat, sulfur, besi, karbonat, fumarate. Proses-proses ini membolehkan bakteria mendapat tenaga tanpa menggunakan oksigen.

respirasi sel aerobik adalah ciri-ciri untuk semua organisma lain, termasuk haiwan dan tumbuh-tumbuhan. Ia datang dengan penyertaan oksigen.

Wakil-wakil fauna respirasi sel berlaku pada organel khusus. Mereka dipanggil mitokondria. Dalam tumbuh-tumbuhan sebagai respirasi sel berlaku dalam mitokondria.

peringkat

respirasi sel berlaku dalam tiga langkah:

1. Fasa persediaan.
2. Glikolisis (proses anaerobik, tidak memerlukan oksigen).
3. Pengoksidaan (peringkat aerobik).

Fasa persediaan

Langkah pertama adalah bahawa bahan-bahan kompleks dalam sistem pencernaan dipecahkan kepada mudah. Oleh itu, protein yang diperolehi daripada asid amino dari lipid - asid lemak dan gliserol, daripada karbohidrat kompleks - glukosa. sebatian ini diangkut ke dalam sel, dan kemudian - secara langsung ke dalam mitokondria.

glikolisis

Ia terletak pada hakikat bahawa glukosa enzim melekang untuk pyruvate dan hidrogen atom. Ini membentuk ATP (adenosina trifosfat). persamaan ini boleh dinyatakan dalam proses ini:

• C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2 C ₃ H ₃ O + ₃ 4H + 2ATF.

Oleh itu, dalam proses glikolisis satu glukosa badan molekul boleh menerima dua molekul ATP.

pengoksidaan

Pada peringkat ini, terbentuk semasa glikolisis asid pyruvic enzim bertindak balas dengan oksigen untuk membentuk karbon dioksida dan hidrogen atom. Ini atom kemudian diangkut ke crista di mana teroksida untuk membentuk air dan 36 molekul ATP.

Oleh itu, dalam proses pernafasan selular dihasilkan dalam jumlah 38 molekul ATP 2 di peringkat kedua dan 36 - di ketiga. adenosina trifosfat dan merupakan sumber tenaga utama, yang disediakan dengan mitokondria sel.

Struktur mitokondria

Organel di mana pernafasan berlaku, terdapat dalam haiwan dan tumbuhan dan sel-sel kulat. Mereka mempunyai bentuk bulat dan saiz kira-kira 1 mikron.

Mitokondria sebagai kloroplas mempunyai dua membran dipisahkan oleh ruang intermembrane itu. Apa yang di dalam membran organel, yang dipanggil matriks. Ia mengandungi ribosom, DNA mitokondria (mtDNA) dan mtRNK. matriks pergi glikolisis dan langkah pengoksidaan pertama.

Membran dalaman lipatan terbentuk, sama dengan rabung. Mereka dipanggil kristae. Di sini pergi peringkat kedua peringkat ketiga pernafasan selular. Semasa paling molekul ATP terbentuk beliau.

organel asal dvuhmembrannyh

Para saintis telah membuktikan bahawa struktur yang menyediakan fotosintesis dan respirasi telah sangkar oleh symbiogenesis. Iaitu, apabila ia adalah organisma tertentu. Ini menjelaskan hakikat bahawa dalam mitokondria dan kloroplas mempunyai ribosom sendiri mereka, DNA dan RNA.