Oddychanie aerobowe. Oddychanie beztlenowe i tlenowe - cechy procesu. Oddychania komórkowego

Oddychanie beztlenowe- jest to specjalny proces mający na celu wytworzenie energii w organizmie, realizowany bez udziału tlenu z zewnątrz. Zasadniczo jest to charakterystyczne dla mikroorganizmów. W określonych warunkach komórkowych Ludzkie ciało może także oddychać beztlenowo. Jakie są cechy tego procesu?

Normalna oddychanie aerobowe przeprowadzane przy obowiązkowym udziale tlenu. Gaz ten jest niezbędny do utleniania lipidów i węglowodanów. W wyniku reakcji pojawia się energia niezbędna do utrzymania prawidłowego funkcjonowania organizmu, a także dwutlenek węgla i woda. W oddychaniu beztlenowym rolę utleniacza pełni tlen substancji nieorganicznych - siarczanów, azotanów i innych. Oznacza to, że uzupełnienie zewnętrzne nie jest wymagane do utrzymania funkcji życiowych organizmu.

Oddychania komórkowego jest procesem znacznie wolniejszym niż aerobik. Dlatego ten drugi jest uważany za lepszy dla organizmu. Jednak w warunkach braku O2 oddychanie beztlenowe doskonale pomaga człowiekowi zachować zdrowie i zachować młodość.

Można stwierdzić, że głód tlenu Dla nowoczesny mężczyzna, Nic niezwykłego. Z powodu braku aktywności fizycznej, zanieczyszczenia powietrza, różne naruszenia zdrowie O2 nie dostaje się do organizmu wymagane ilości. Ale nawet przy normalnym transporcie może nie zostać wchłonięty wystarczająco skutecznie. W związku z tym organizm traci zdolność do wytwarzania energii w wymaganych ilościach. Z tego powodu człowiek szybko się męczy i nęka go depresja, stres i inne problemy zdrowotne. W takiej sytuacji oddychanie beztlenowe staje się prawdziwym wybawieniem.

Dzięki zdolności komórek do oddychania bez tlenu organizm otrzymuje brakującą energię do utrzymania funkcji życiowych. Oznacza to, że dana osoba nie musi martwić się chorobami.

Oddychanie komórkowe wymaga jednak uruchomienia pewnych wewnętrznych mechanizmów gojenia. Możesz otworzyć swoje rezerwy za pomocą jogi lub ostrożniej i szybciej - używając. Dzięki ćwiczeniom na aparacie organizm lepiej przyswaja tlen dostarczany podczas oddychania tlenowego. Komórki stają się zdrowe, otwierają się ich rezerwy i uczą się oddychać bez tlenu.

Wystarczy korzystać z symulatora zaledwie 15-20 minut dziennie, a już po kilku tygodniach można odczuć znaczną poprawę samopoczucia.

Oddychanie beztlenowe przy użyciu TDI pomoże uzupełnić braki energii i przywrócić zdrowie Tobie i Twojej rodzinie!

Używać najnowsza technologia aby przywrócić odporność, symulator oddychania TDI-01 „Trzeci Wiatr” i choroby Cię opuszczą!

Glikoliza to sekwencja reakcji, w wyniku których jedna cząsteczka glukozy rozkłada się na dwie cząsteczki kwasu pirogronowego. Reakcje te nie zachodzą w mitochondriach, lecz w cytoplazmie i nie wymagają obecności tlenu. W pierwszym etapie w reakcjach fosforylacji zużywane są dwie cząsteczki ATP, w drugim powstają cztery cząsteczki ATP. Dlatego wydajność netto ATP podczas glikolizy jest równa dwóm cząsteczkom. Ponadto podczas glikolizy uwalniane są cztery atomy wodoru. Całkowitą reakcję glikolizy można zapisać w następujący sposób:

C 6 H 12 O 6 →2C 3 H 4 O 3 + 4H + 2ATP

Ostateczny los kwasu pirogronowego zależy od obecności tlenu w komórce. Jeśli dostępny jest tlen, kwas pirogronowy przechodzi do mitochondriów w celu całkowitego utlenienia do dwutlenku węgla i wody (oddychanie tlenowe). Jeśli nie ma tlenu, zamienia się on w etanol lub kwas mlekowy (oddychanie beztlenowe).

Oddychanie aerobowe.

Oddychanie tlenowe dzieli się na dwie fazy. W pierwszym z nich, przy wystarczającej ilości tlenu, każda cząsteczka kwasu pirogronowego przedostaje się do mitochondriów, gdzie ulega całkowitemu utlenieniu w warunkach beztlenowych. W pierwszej kolejności następuje oksydacyjna dekarboksylacja kwasu pirogronowego, tj. eliminacja CO 2 przy jednoczesnym utlenianiu poprzez odwodornienie. Podczas tych reakcji kwas pirogronowy łączy się z substancją zwaną koenzymem A (często w skrócie CoA lub CoAS-H), w wyniku czego powstaje acetylokoenzym A. Ilość uwolnionej energii jest wystarczająca do utworzenia wysokoenergetycznego wiązania w grupie acetylowej cząsteczka koenzymu A.

Drugą fazą oddychania tlenowego jest cykl Krebsa. Grupa acetylowa acetylo-CoA, zawierająca dwa atomy węgla, jest włączana do cyklu Krebsa podczas hydrolizy acetylo-CoA. Pod koniec cyklu następuje regeneracja kwasu szczawiooctowego. Teraz jest w stanie zareagować z nową cząsteczką acetylo-CoA i cykl się powtarza. Na każdą utlenioną cząsteczkę acetylo-CoA powstaje jedna cząsteczka ATP, cztery pary atomów wodoru i dwie cząsteczki dwutlenku węgla.

Oddychanie beztlenowe.

Wiele mikroorganizmów (beztlenowców) otrzymuje bardzo jego ATP w wyniku oddychania beztlenowego. W przypadku niektórych bakterii każda znacząca ilość tlenu jest na ogół destrukcyjna, dlatego są zmuszone żyć tam, gdzie nie ma tlenu. Takie organizmy nazywane są obligatoryjnie beztlenowce.

Efektywność konwersji energii podczas oddychania tlenowego i beztlenowego.

Oddychanie aerobowe

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 CO 2 + 6 H 2 O + 38 ATP

G = -2880 kJ/mol

Wydajność = 38x (-30,6)= 40,37%

(-30,6 kJ to ilość darmowej energii wytworzonej podczas hydrolizy ATP do ADP)

Oddychanie beztlenowe

1) Fermentacja drożdżowa (alkoholowa).

C 6 H 12 O 6 +6O 2 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 +2ATP

G = -210 kJ/mol

Wydajność = 2x (-30,6)= 29,14%

2) Glikoliza w mięśniach (fermentacja kwasu mlekowego):

C 6 H 12 O 6 +6O 2 → 2CH 3 CHONCOOH + 2ATP

G = -150 kJ/mol

Wydajność = 2x (-30,6)= 40,80%

Z podanych liczb wynika, że ​​sprawność konwersji energii w każdym z tych układów jest dość wysoka. Ilość energii magazynowanej w postaci ATP podczas oddychania tlenowego jest 19 razy większa niż podczas oddychania beztlenowego. Wyjaśnia to fakt, że znaczna część energii pozostaje „zamknięta” w etanolu i kwasie mlekowym. Energia zawarta w etanolu pozostaje na zawsze niedostępna dla drożdży, dlatego fermentacja alkoholowa z punktu widzenia produkcji energii jest to proces nieefektywny. Całkiem dużą ilość energii można później wydobyć z kwasu mlekowego, jeśli pojawi się tlen.

Rola mitochondriów w regulacji metabolizmu. Akceptorowa kontrola oddychania. W oddychających mitochondriach szybkość przenoszenia elektronów, a tym samym szybkość tworzenia ATP, zależy przede wszystkim od względnych stężeń ADR, ATP i fosforanów w otoczenie zewnętrzne, a nie stężenie substratów oddychania, takich jak pirogronian. W warunkach nadmiaru substratu oddechowego maksymalne tempo zużycia tlenu osiąga się przy wysokich stężeniach ADR i fosforanów oraz niskich stężeniach ATP. Jeśli stężenie ATP jest wysokie, a stężenie ADR i (lub) fosforanu jest bliskie zeru, wówczas szybkość oddychania mitochondrialnego okazuje się bardzo niska, tylko 5-10% maksymalnej szybkości. Z tych trzech składników stężenie ADR ma największy wpływ na szybkość oddychania, ponieważ mitochondria mają szczególnie silne powinowactwo do ADR. Zmiana częstości oddechów wraz ze zmianą stężenia ADR nazywana jest kontrolą oddechową lub kontrolą akceptorową. Zależność szybkości oddychania od stężenia ADR można zaobserwować nie tylko w izolowanych mitochondriach, ale także w nienaruszonych komórkach. Mięsień, który jest w spoczynku i nie zużywa ADR, charakteryzuje się bardzo niską częstością oddechów. W tych warunkach stężenie ATP jest wysokie, a stężenie ADR niskie. Jeśli w takim spoczynkowym mięśniu nastąpi seria skurczów, jego cytoplazmatyczny ATP szybko rozpada się na ADR i fosforany. Początkowi skurczów towarzyszy gwałtowny wzrost szybkości zużycia tlenu, które w niektórych mięśniach może wzrosnąć ponad 100-krotnie. Sygnałem do takiego wzrostu częstości oddychania jest nagły wzrost stężenia ADR podczas skurczu mięśni, co natychmiast pobudza oddychanie i towarzysząca mu fosforylacja ADR. Wysoka częstość oddechów utrzymuje się tak długo, jak układ skurczowy zależny od ATP nadal dostarcza ADR. Po zakończeniu serii skurczów i ustaniu powstawania ADR częstość oddechów automatycznie i szybko spada do poziomu odpowiadającego stanowi spoczynku.

Oddychanie tlenowe jako sposób pozyskiwania energii przez mikroorganizmy

Oddychanie - Jest to etapowy, enzymatyczny proces redoks rozkładu węglowodanów, których utleniaczem jest wolny lub związany tlen. Jeśli tlen cząsteczkowy z powietrza działa jako środek utleniający, oddychanie nazywa się aerobowym.

Przydziel a Oddychanie tlenowe: s całkowite utlenianie z niepełnym utlenianiem

Podłoża organiczne Podłoża organiczne

Proces oddychania tlenowego przebiega według następującego schematu:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATF

Charakterystyka oddychania tlenowego z całkowitym utlenianiem substratów organicznych:

1.Podłoża oddychania – materia organiczna(węglowodany, kwasy, tłuszcze);

2. Produkty oddechowe – minerały(H2O, CO2);

3. Znaczenie biologiczne – pozyskiwanie energii;

4. Warunki – tlen tlenowy (obecność molekularnego).

5.Mechanizm oddychania tlenowego. Istnieją trzy główne etapy oddychania:

I ) Uniwersalny (glikoliza):

C6H12O6 → 2CH3COCOOH + 2NADH2 + 2ATP

II) Cykl Krebsa. Na tym etapie następuje sekwencyjna eliminacja trzech atomów węgla z kwasu pirogronowego. W wyniku enzymatycznej dekarboksylacji powstają trzy cząsteczki CO2 i ulega redukcji pięć dehydrogenaz (dla każdej triozy). Gdy w procesie glikolizy rozkłada się jedna cząsteczka glukozy, powstają 2 cząsteczki PVC, dlatego wszystkie współczynniki równania mnoży się przez dwa. Ogólne równanie cyklu Krebsa wygląda następująco:

2 x (CH3COCOOH + 3H2O → 3CO2 + 4NAD H2 + 1FAD H2 + 1ATP)

III ) Własna faza aerobowa– przechodzi przez ETC (łańcuch transportu elektronów) według następującego schematu:

10 NAD H2 + 2FAD H2 + O2® 10 NAD + 2FAD + 12H2O+ E

Istota trzeciej fazy oddychania sprowadza się do przeniesienia dehydrogenaz wodorowych (NAD i FAD) na tlen (O2) poprzez łańcuch oddechowy (transport elektryczny) – ETC. Składniki ETC rozmieszczone są w błonach w kolejności rosnącego potencjału oksydacyjnego (ryc. 16).

W trzech miejscach tego łańcucha uwalnia się na tyle dużo energii, że możliwa staje się synteza wysokoenergetycznego wiązania ATP. Po całkowitym utlenieniu NAD H2 powstają 3 cząsteczki ATP. Z całkowitym utlenieniem cząsteczek FAD H2 - 2 ATP.

Zanim zakończy się druga faza oddychania, nastąpi 10 cząsteczek NAD H2 (8 powstało na etapie cyklu Krebsa, 2 z glikolizy), 2 cząsteczki FAD H2 (powstały w cyklu Krebsa). Dokonajmy prostego obliczenia wydatku energetycznego tlenowej fazy oddychania:

Zatem 1 mol NAD H2 odpowiada 3 molom ATP przy całkowitym utlenieniu 10 NAD H2 x 3 ATP daje 30 ATP;

Przy całkowitym utlenieniu 1 mola FAD H2 powstają 2 mole ATP, co daje: 2 FAD H2 x 2 ATP = 4 ATP. W ETC powstają łącznie 34 mole ATP. Do nich należy dodać 2 cząsteczki ATP z cyklu Krebsa i 2 cząsteczki z glikolizy. Razem - 38 ATP - wynik całkowitego utlenienia jednej cząsteczki glukozy.

Rodzaje oddychania beztlenowego (azotan, siarczan)

Procesy oddychania wymagają tlenu jako środka utleniającego. Jeśli obecny jest tlen cząsteczkowy, nazywa się oddychanie Aerobik. Jeśli utleniaczem jest związany tlen, nazywa się oddychanie Beztlenowy. Końcowym akceptorem wodoru i elektronów może być tlen azotanowy lub siarczanowy (NO 3 lub tak 4 ). Bakterie jako substraty energetyczne wykorzystują węglowodany, alkohole, kwasy organiczne itp. Istnieją dwa główne typy oddychania beztlenowego:

1) Oddech azotanowy(utleniaczem jest tlen azotanowy) – przebiega według schematu:

С6Н12О6 + 4NIE3 - → 6СО3 + 6Н2О +2N2 + mi

Proces ten nazywa się denitryfikacją. Czynnikami sprawczymi są fakultatywne bakterie beztlenowe, takie jak Pseudomonas aeruginosae , Paracoc Z Nas Denitryczny A Ns .

2) Oddychanie siarczanowe(utleniaczem jest tlen siarczanów) - przebiega według schematu:

C6H12O6 + 3H2SO4 → 6CO2 + 6H2O + 3H2S + E

Proces ten nazywa się odsiarczaniem. Czynnikami sprawczymi są bezwzględne beztlenowce tego gatunku Desulfowibrio Desulfurykany .

Oddychanie aerobowe - 4,4 na 5 na podstawie 13 głosów

Oddychanie beztlenowe i tlenowe

Oddech- zespół reakcji utlenianie biologiczne organiczne substancje niosące energię z uwolnieniem energii niezbędnej do życia organizmu. Oddychanie to proces, w którym atomy wodoru (elektrony) są przenoszone z substancji organicznych do tlenu cząsteczkowego. Istnieją dwa główne rodzaje oddychania: beztlenowy i tlenowy.

Oddychanie aerobowe - zespół procesów, które dokonują utleniania substancji organicznych i wytwarzają energię przy udziale tlenu. Rozkład substancji organicznych jest całkowity i następuje wraz z powstawaniem produkty końcowe utlenianie H2O i CO2. Oddychanie tlenowe jest charakterystyczne dla zdecydowanej większości organizmów i odbywa się w mitochondriach komórki. Organizmy tlenowe w procesie oddychania mogą utleniać różne związki organiczne: węglowodany, tłuszcze, białka itp. U organizmów tlenowych utlenianie zachodzi z wykorzystaniem tlenu jako akceptora (odbiornika) elektronów do dwutlenku węgla i wody. Oddychanie tlenowe jest najważniejszym sposobem wytwarzania energii. Polega na całkowitym rozkładzie, który zachodzi przy udziale reakcji fazy beztlenowej i tlenowej metabolizm energetyczny. Oddychanie tlenowe odgrywa główną rolę w dostarczaniu komórkom energii i rozkładaniu substancji na końcowe produkty utleniania – wodę i dwutlenek węgla.

Rdzeń- To twierdza, w której ukryta jest główna wskazówka dotycząca samoreprodukcji życia.

Wstęp

1. Oddychanie tlenowe

2. Oddychanie beztlenowe

2.1 Rodzaje oddychania beztlenowego

4.Referencje

Wstęp

Oddychanie jest nieodłączną cechą wszystkich żywych organizmów. Jest to oksydacyjny rozkład substancji organicznych syntetyzowanych podczas fotosyntezy, który zachodzi przy zużyciu tlenu i uwolnieniu dwutlenku węgla. JAK. Famintsyn uważał fotosyntezę i oddychanie za dwie kolejne fazy odżywiania roślin: fotosynteza przygotowuje węglowodany, oddychanie przetwarza je w strukturalną biomasę rośliny, tworząc substancje reaktywne w procesie stopniowego utleniania i uwalniając energię niezbędną do ich przemiany i ogólnie procesów życiowych . Ogólne równanie oddychania ma postać:

CHO+ 6O → 6CO+ 6HO + 2875 kJ.

Z tego równania staje się jasne, dlaczego szybkość wymiany gazowej służy do oszacowania intensywności oddychania. Zostało zaproponowane w 1912 roku przez V.I. Palladina, który uważał, że oddychanie składa się z dwóch faz – beztlenowej i tlenowej. Na etapie oddychania beztlenowego, który zachodzi przy braku tlenu, glukoza ulega utlenieniu w wyniku usunięcia wodoru (odwodornienia), który zdaniem naukowca jest przekazywany enzymowi oddechowemu. Ten ostatni został przywrócony. Na etapie tlenowym enzym oddechowy regeneruje się do postaci utleniającej. V.I. Palladin jako pierwszy wykazał, że utlenianie cukru następuje w wyniku jego bezpośredniego utlenienia przez tlen atmosferyczny, ponieważ tlen nie spotyka się z węglem substratu oddechowego, ale wiąże się z jego odwodornieniem.

Znaczący wkład w badania istoty procesów oksydacyjnych i chemii procesu oddychania wnieśli zarówno krajowi (I.P. Borodin, A.N. Bakh, S.P. Kostychev, V.I. Palladin), jak i zagraniczni (A.L. Lavoisier, G. Wieland, G. Krebs) badacze.

Życie każdego organizmu jest nierozerwalnie związane z ciągłym wykorzystaniem darmowej energii wytwarzanej podczas oddychania. Nic dziwnego, że badanie roli oddychania w życiu roślin w Ostatnio zajmują centralne miejsce w fizjologii roślin.

1. Oddychanie tlenowe

Oddychanie aerobowe – Jest to proces utleniający, w którym zużywa się tlen. Podczas oddychania substrat ulega całkowitemu rozkładowi na ubogie w energię substancje nieorganiczne, charakteryzujące się dużą wydajnością energetyczną. Najważniejszymi substratami oddychania są węglowodany. Ponadto tłuszcze i białka mogą być spożywane podczas oddychania.

Oddychanie tlenowe składa się z dwóch głównych etapów:

- beztlenowy, w procesie, w którym substrat ulega stopniowemu rozkładowi z uwolnieniem atomów wodoru i wiąże się z koenzymami (transporterami takimi jak NAD i FAD);

- tlen, podczas którego następuje dalsze pobieranie atomów wodoru z pochodnych substratu oddechowego i stopniowe utlenianie atomów wodoru w wyniku przeniesienia ich elektronów na tlen.

W pierwszym etapie pierwsze wielkocząsteczkowe substancje organiczne (polisacharydy, lipidy, białka, kwasy nukleinowe itp.) pod wpływem enzymów rozkładają się na prostsze związki (glukoza, wyższa kwasy karboksylowe, glicerol, aminokwasy, nukleotydy itp.) Proces ten zachodzi w cytoplazmie komórek i towarzyszy mu uwalnianie duża ilość energię, która jest rozpraszana w postaci ciepła. Następnie następuje enzymatyczny rozkład prostych związki organiczne.

Przykładem takiego procesu jest glikoliza, czyli wieloetapowy beztlenowy rozkład glukozy. W reakcjach glikolizy sześciowęglowa cząsteczka glukozy (C) rozkłada się na dwie trójwęglowe cząsteczki kwasu pirogronowego (C). W tym przypadku powstają dwie cząsteczki ATP i uwalniane są atomy wodoru. Te ostatnie przyłączają się do transportera NAD (dinkleotydu nikotynamidoadeninowego), który przekształca się w formę redukującą NAD ∙ H + N. NAD jest koenzymem o budowie podobnej do NADP. Obydwa są pochodnymi kwas nikotynowy– jedna z witamin z grupy B. Cząsteczki obu koenzymów są elektrododatnie (brakuje im jednego elektronu) i mogą pełnić rolę nośnika zarówno elektronów, jak i atomów wodoru. Kiedy przyjmuje się parę atomów wodoru, jeden z atomów dysocjuje na proton i elektron:

a drugi całkowicie dołącza do NAD lub NADP:

NAD+ H + [H+ e] → NAD ∙ H + N.

Wolny proton jest później wykorzystywany do odwrotnego utleniania koenzymu. W sumie reakcja glikolizy ma postać

CHO + 2ADP + 2HPO + 2 NAD →

2CHO+ 2ATP + 2 NAD ∙ H + H+ 2 H O

Produkt glikolizy, kwas pirogronowy (CHO), zawiera znaczną część energii, a jego dalsze uwalnianie następuje w mitochondriach. Następuje tu całkowite utlenienie kwasu pirogronowego do CO i H O. Proces ten można podzielić na trzy główne etapy:

1) oksydacyjna dekarboksylacja kwasu pirogronowego;

2) cykl kwasu trikarboksylowego (cykl Krebsa);

3) Ostatni etap utlenianie – łańcuch transportu elektronów.

W pierwszym etapie kwas pirogronowy reaguje z substancją zwaną koenzymem A, w wyniku czego powstaje acetylokoenzym A z wiązaniem wysokoenergetycznym. W tym przypadku cząsteczka CO (pierwsza) i atomy wodoru są oddzielane od cząsteczki kwasu pirogronowego, które są przechowywane w postaci NAD ∙ H + H.

Drugi etap to cykl Krebsa (ryc. 1)

Powstały na poprzednim etapie Acetylo-CoA wchodzi w cykl Krebsa. Acetylo-CoA reaguje z kwasem szczawiooctowym, w wyniku czego powstaje sześciowęglowy związek kwas cytrynowy. Ta reakcja wymaga energii; jest dostarczany przez wysokoenergetyczne wiązanie acetylo-CoA. Pod koniec cyklu kwas szczawiowo-cytrynowy regeneruje się w pierwotnej postaci. Teraz jest w stanie zareagować z nową cząsteczką acetylo-CoA i cykl się powtarza. Ogólną reakcję cyklu można wyrazić następującym równaniem:

acetylo-CoA + 3HO + 3NAD+ FAD + ADP + NPO →

CoA + 2CO+ 3NAD ∙ H + H+FAD ∙ H+ ATP.

Zatem w wyniku rozkładu jednej cząsteczki kwasu pirogronowego w fazie tlenowej (dekarboksylacja PVA i cykl Krebsa) uwalniają się 3CO, 4 NAD ∙ H + H, FAD ∙ H. Całkowita reakcja glikolizy, utleniania dekarboksylację i cykl Krebsa można zapisać w następującej postaci:

CHO+ 6HO + 10 NAD + 2FAD →

6CO+ 4ATP + 10 NAD ∙ H + H+ 2FAD ∙ H.

Trzeci etap to elektryczny łańcuch transportowy.

Pary atomów wodoru oddzielają się od produkty pośrednie w reakcjach odwodornienia podczas glikolizy oraz w cyklu Krebsa są ostatecznie utleniane przez tlen cząsteczkowy do H2O z jednoczesną fosforolacją ADP do ATP. Dzieje się tak, gdy wodór wydzielony z NAD ∙ H i FAD ∙ H jest przenoszony wzdłuż łańcucha nośników wbudowanych w wewnętrzną błonę mitochondriów. Pary atomów wodoru 2H można uznać za 2H+ 2e. Siła napędowa transport atomów wodoru w łańcuchu oddechowym jest różnicą potencjałów.

Za pomocą nośników jony wodoru H są przenoszone z wnętrza membrany do jej wnętrza poza innymi słowy z matrix mitochondrialnej do przestrzeni międzybłonowej (ryc. 2).

Kiedy para elektronów zostaje przeniesiona z nad na tlen, przechodzą one przez membranę trzykrotnie, a procesowi temu towarzyszy uwolnienie sześciu protonów na zewnętrzną stronę membrany. W końcowym etapie protony przenoszone są na wewnętrzną stronę membrany i akceptowane przez tlen:

W wyniku tego przeniesienia jonów H na zewnętrzną stronę błony mitochondrialnej w przestrzeni okołomitochondrialnej powstaje ich koncentracja, tj. zachodzi gradient elektrochemiczny protonów.

Kiedy gradient protonów osiągnie określoną wartość, jony wodoru ze zbiornika H przemieszczają się przez specjalne kanały w membranie, a ich rezerwa energii jest wykorzystywana do syntezy ATP. W matrixie łączą się z naładowanymi cząsteczkami O i powstaje woda: 2H+ O²ˉ → HO.

1.1 Fosfoliacja oksydacyjna

Nazywa się proces powstawania ATP w wyniku przenoszenia jonów przez błonę mitochondrialną fosforolacja oksydacyjna. Odbywa się to przy udziale enzymu syntetazy ATP. Cząsteczki syntetazy ATP są ułożone w postaci kulistych granulek wewnątrz wewnętrzna błona mitochondriów.

W wyniku rozszczepienia dwóch cząsteczek kwasu pirogronowego i przeniesienia jonów wodorowych przez membranę specjalnymi kanałami powstaje łącznie 36 cząsteczek ATP (2 cząsteczki w cyklu Krebsa i 34 cząsteczki w wyniku przeniesienia jony H przez membranę).

Można wyrazić ogólne równanie oddychania tlenowego w następujący sposób:

CHO+ O+ 6HO + 38ADP + 38HPO →

6CO + 12HO + 38ATP

Jest całkiem oczywiste, że oddychanie tlenowe ustanie w przypadku braku tlenu, ponieważ to tlen służy jako ostateczny akceptor wodoru. Jeśli komórki nie otrzymają wystarczającej ilości tlenu, wszystkie nośniki wodoru wkrótce zostaną całkowicie nasycone i nie będą mogły go dalej przesyłać. W rezultacie główne źródło energii do tworzenia ATP zostanie zablokowane.

Oddychanie tlenowe, fotosynteza utleniająca

2. Oddychanie beztlenowe

Oddychanie beztlenowe. Niektóre mikroorganizmy są w stanie wykorzystywać nie tlen cząsteczkowy do utleniania substancji organicznych lub nieorganicznych, ale inne utlenione związki, na przykład sole kwasów azotowego, siarkowego i węglowego, które przekształcają się w bardziej zredukowane związki. Procesy zachodzą w warunkach beztlenowych i nazywane są oddychanie beztlenowe:

2HNO+ 12H → N+ 6HO + 2H

HSO+ 8H → HS + 4H O

U mikroorganizmów prowadzących takie oddychanie końcowym akceptorem elektronów nie będzie tlen, ale związki nieorganiczne – azotyny, siarczany i węglany. Zatem różnica między oddychaniem tlenowym i beztlenowym polega na naturze końcowego akceptora elektronów.

2.1 Rodzaje oddychania beztlenowego

Główne rodzaje oddychania beztlenowego przedstawiono w tabeli 1. Istnieją również dane dotyczące wykorzystania Mn, chromianów, chinonów itp. przez bakterie jako akceptory elektronów.

Tabela 1. Rodzaje oddychania beztlenowego u prokariotów (wg: M.V. Gusev, L.A. Mineeva 1992, z późn. zm.)

Zdolność organizmów do przenoszenia elektronów do azotanów, siarczanów i węglanów zapewnia dostatecznie całkowite utlenienie związków organicznych lub materia nieorganiczna bez użycia tlen cząsteczkowy i pozwala uzyskać większą ilość energii niż podczas fermentacji. W przypadku oddychania beztlenowego produkcja energii jest tylko o 10% niższa. Niż aerobik. Organizmy charakteryzujące się oddychaniem beztlenowym mają zestaw enzymów łańcucha transportu elektronów. Ale cytochromeksylazę w nich zastępuje się reduktazą azotanową (przy stosowaniu azotanu jako akceptora elektronów) lub reduktazą siarczanu adenylu (przy stosowaniu siarczanu) lub innymi enzymami.

Organizmy zdolne do oddychania beztlenowego przy użyciu azotanów to fakultatywne beztlenowce. Organizmy wykorzystujące siarczany w oddychaniu beztlenowym zalicza się do beztlenowców.

Wniosek

Rośliny zielone tworzą substancje organiczne z nieorganicznych tylko pod wpływem światła. Substancje te są wykorzystywane przez roślinę wyłącznie do celów odżywczych. Ale rośliny potrafią więcej niż tylko jeść. Oddychają jak wszystkie żywe istoty. Oddychanie odbywa się nieprzerwanie w dzień i w nocy. Wszystkie narządy roślin oddychają. Rośliny oddychają tlenem i emitują dwutlenek węgla, podobnie jak zwierzęta i ludzie.

Oddychanie roślin może zachodzić zarówno w ciemności, jak i przy świetle. Oznacza to, że pod wpływem światła w roślinie zachodzą dwa przeciwstawne procesy. Jednym z procesów jest fotosynteza, drugim jest oddychanie. Podczas fotosyntezy z substancji nieorganicznych powstają substancje organiczne, a energia słoneczna jest absorbowana. Podczas oddychania roślina zużywa materię organiczną. I uwalniana jest energia niezbędna do życia. W procesie fotosyntezy rośliny pochłaniają dwutlenek węgla i wydzielają tlen. Wraz z dwutlenkiem węgla rośliny na świetle pobierają z otaczającego powietrza tlen, którego rośliny potrzebują do oddychania, ale w znacznie mniejszych ilościach niż uwalniane podczas tworzenia się cukru. Dwutlenek węgla Podczas fotosyntezy rośliny absorbują znacznie więcej niż wydalają w drodze aspiracji. Rośliny ozdobne w dobrze oświetlonym pomieszczeniu emitują w ciągu dnia znacznie więcej tlenu, niż absorbują w ciemności w nocy.

Oddychanie we wszystkich żywych organach rośliny zachodzi w sposób ciągły. Kiedy oddech ustanie, roślina, podobnie jak zwierzę, umiera.

Bibliografia

1. Fizjologia i biochemia roślin rolniczych F50/N.N. Tretiakow, E.I. Koshkin, N.M. Makrushin i inni; pod. wyd. N.N. Tretiakow. - M.; Kolos, 2000 – 640 s.

2. Biologia w pytania egzaminacyjne i odpowiada L44/Lemeza N.A., Kamlyuk L.V.; wyd. 7 – M.: Iris-press, 2003. – 512 s.

3. Botanika: podręcznik. Dla klas 5-6. średnio Szkoła-19 wyd./Obj. JAKIŚ. Sladkov. – M.: Edukacja, 1987. – 256 s.