נשימת פוטוסינתזה סלולר. נשימה תאית אירובית

פוטוסינתזה ונשימה - שני תהליכים הנמצאים בבסיס חיים. שניהם מתרחשים בתא. ראשון - בצמח וכמה חיידקים, שני - וגם חיה במפעל ופטריות, וכן חיידקים.

אנחנו יכולים לומר כי נשימת פוטוסינתזה הסלולר - תהליכים מנוגדים זה לזה. בחלקו, זה נכון, שכן החמצן הראשון נספג ושוחרר פחמן דו חמצני, ובמקרה השני - להיפך. עם זאת, שני תהליכים אלו כראוי אין להשוות כפי שהם מתרחשים האברונים שונים באמצעות חומרים שונים. המטרות שלשמן הם נדרשים גם הם שונים: פוטוסינתזה זקוקה לחומרים מזינים, ואת הנשימה התאית - לאנרגיה.

פוטוסינתזה: איפה ואיך זה קורה?

תגובה כימית זו שמטרתה השגת חומרים אורגניים מן אורגניים. תנאי מוקדם הוא בנוכחות אור שמש פוטוסינתזת זרימה, מאז האנרגיה שלה פועלת כזרז.

מאפיין פוטוסינתזה של הצמח, ניתן לבטא את המשוואה הבאה:

• 6SO ₂ + 6H ₂ O = C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6D _2.

כלומר, שש מולקולות פחמן דו חמצני אותו המספר של מולקולות מים בנוכחות צמח שמש עשוי לקבל מולקולה אחת של גלוקוז ושש חמצן.

זוהי הדוגמה הפשוטה ביותר של פוטוסינתזה. גם רמת הגלוקוזה ואחרת ניתן מסונתז בצמחים, פחמימות מורכבות יותר, כמו גם חומרים אורגניים מכיתות אחרות.

הנה דוגמא של הייצור של חומצות אמינו תרכובות אנאורגניות:

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

כפי שניתן לראות, שש מולקולות של פחמן דו חמצני, ארבע מולקולות המים, שני יונים סולפט, יונים חנקו, שני ושישה יוני מימן ניצול אנרגית שמש ניתן להשיג שתי מולקולות של ציסטאין ושלוש עשרה - חמצן.

תהליך הפוטוסינתזה מתרחש אברונים מיוחדים - כלורופלסטים. הם מכילים כלורופיל הפיגמנט, אשר פועל כזרז עבור תגובות כימיות. אברונים אלה נמצאים רק בתאי צמח.

המבנה של הכלורופלסט

אברון זה, אשר יש כדור צורה מוארכת. גודל הכלורופלסט בדרך כלל 4-6 מיקרון, אך בתאים אצות כמה ניתן לאתר plastids ענק - כרומטופור, שגודלם הוא 50 מיקרון.

זה מתייחס dvuhmembrannym אברון. הוא מוקף הפגזים החיצוניים ופנימיים. הם מופרדים זה שטח intermembrane אחרים.

הסביבה הפנימית של הכלורופלסט המכונה "stroma". הוא מכיל תילקואיד ו lamellae.

תילקואיד - A שקי שטוח בצורת דיסק של קרום, אשר הוא כלורופיל. זה מקום שבו הפוטוסינתזה מתרחשת. הולך בערימות, תילקואיד יוצר Grana. תילקואיד מספר על הסף יכול לנוע בין 3 עד 50.

Lamellae - מבנה או ממברנות. הם מייצגים רשת ערוצים מסועפת שתפקידו העיקרי - כדי לספק חיבור בין הפרצופים.

בשנת כלורופלסטים מכילים גם ריבוזומים שלהם הדרושים לסינתזת חלבונים, ו- DNA משלה וה- RNA. בנוסף, ייתכנו תכלילים, המורכב של חומרים מזינים תחליף, בעיקר עמילן.

נשימה תאית

ישנם מספר סוגים של התהליך הזה. האם נשימה תאית אנאירובי ו אירובית. המאפיין הראשון של החיידקים. אנאירובית נשימה הוא מספר סוגים: א חנקה, גופרה, גופרית, ברזל, קרבונט, fumarate. תהליכים אלו מאפשרים החיידקים לקבל אנרגיה ללא שימוש בחמצן.

הנשימה התאית אירובית היא מאפיין לכל אורגניזמים אחרים, כולל בעלי חיים וצמחים. זה בא בהשתתפות חמצן.

נציגי נשימה וחי הסלולר מתרחשים אברונים מיוחדים. הם נקראים המיטוכונדריה. בצמחים כמו נשימה תאית מתרחשת במיטוכונדריה.

בשלבים

נשימה תאית מתרחשת בשלושה שלבים:

1. בשלב ההכנה.
2. הגליקוליזה (תהליך אנאירובי, אינו דורש חמצן).
3. חמצון (שלב אירובי).

בשלב ההכנה

הצעד הראשון הוא כי חומרים מורכבים במערכת העיכול מתפרקים פשוט. לפיכך, חלבונים שמקורם בחומצות אמינו מן שומנים - חומצות שומן וגליצרול, מפחמימות מורכבות - גלוקוז. תרכובות אלו מועברות אל תוך התא, ולאחר מכן - ישירות לתוך המיטוכונדריה.

הגליקוליזה

זה טמון בעובדה כי גלוקוז הוא בקע enzymatically לאטומי פירובט ומימן. זה יוצר ATP (אדנוזין אדנוזין). המשוואה הזו יכולה לבוא לידי ביטוי בתהליך הזה:

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

לפיכך, בתהליך של גוף מולקולת גלוקוז הגליקוליזה אחד יכול לקבל שתי מולקולות של ATP.

חמצון

בשלב זה, התגבש במהלך הגליקוליזה פירובט מגיב enzymatically עם חמצן ליצירת אטומי פחמן דו חמצני ומימן. אטומים אלו מכן הובלו אל crista שבו חמצון ליצירת מים 36 מולקולות ATP.

לפיכך, בתהליך הנשימה התאית מיוצר 38 מולקולות ATP הכולל 2 בשלב השני 36 - על השלישי. אדנוזין אדנוזין הוא מקור האנרגיה העיקרי, אשר מסופק עם המיטוכונדריה של התא.

המבנה של המיטוכונדריה

אברונים שבו הנשימה מתרחשת, שם חיה במפעל ועל תאים פטרייתיים. הם בעלי צורה כדורית וגודל של כ 1 מיקרון.

המיטוכונדריה כפי יש כלורופלסטים שתי ממברנות מופרדות במרחב intermembrane. מהו בתוך ממברנות של אברון, הנקרא מטריקס. הוא מכיל ריבוזומים, DNA המיטוכונדריאלי (mtDNA) ו mtRNK. המטריצה הולכת הגליקוליזה צעד החמצון הראשון.

מבין קפלי הקרום הפנימי נוצרים, בדומה הרכסים. הם נקראים cristae. הנה השלב השני של השלב השלישי של נשימה תאית. במהלך מולקולות ATP ביותר התגבשה לה.

אברונים dvuhmembrannyh מוצא

מדענים הוכיחו כי המבנים אשר מספקים פוטוסינתזה ונשימה הושמו בכלובים ידי התאוריה האנדוסימביוטית. כלומר, פעם זה היה אורגניזמים מסוימים. זה מסביר את העובדה במיטוכונדריה, ויש כלורופלסטים ריבוזומים משלהם, DNA ו- RNA.