פוטוסינתזה ונשימה - שני תהליכיםבסיס החיים. שניהם מתרחשים בתא. הראשון - צמח וכמה חיידקים, השני - בבעלי חיים, ובצמח, וכן פטרייתי, וכן בקטריאלי.
Можно сказать, что клеточное дыхание и фотосинтез - תהליכים מנוגדים זה לזה. זה נכון חלקית, שכן בשלב הראשון החמצן נספג פחמן דו חמצני הוא שוחרר, ובשנייה - ולהיפך. עם זאת, אין זה נכון להשוות בין שני תהליכים אלה, שכן הם מתרחשים אורגנואידים שונים באמצעות חומרים שונים. המטרות שלשמן הן נחוצות גם הן שונות: הפוטוסינתזה נחוצה להשגת חומרים מזינים, ונשימה תאית היא להפקת אנרגיה.
זוהי תגובה כימית שמטרתהחומר אורגני מ אנאורגני. תנאי מוקדם לזרימת הפוטוסינתזה הוא נוכחותו של אור השמש, שכן האנרגיה שלו פועלת כזרז.
הפוטוסינתזה האופיינית לצמחים יכולה לבוא לידי ביטוי במשוואה הבאה:
כלומר משש מולקולות של פחמן דו חמצני וכמו מולקולות מים רבות בנוכחות אור שמש, צמח יכול לקבל מולקולת גלוקוז אחת ושש חמצן.
זוהי הדוגמה הפשוטה ביותר לפוטוסינתזה. בנוסף גלוקוז, פחמימות אחרות, מורכבות יותר, כמו גם חומרים אורגניים ממעמדות אחרים ניתן מסונתז בצמחים.
הנה דוגמה לייצור של חומצות אמינו מ תרכובות אנאורגניות:
כפי שאתה יכול לראות, מתוך שש מולקולות של דו תחמוצת הפחמן,ארבע מולקולות של מים, שני יוני סולפט, שני יוני חנקות וששה יוני מימן המשתמשים באנרגיה סולארית, אתה יכול להשיג שתי מולקולות של ציסטאין ושלוש עשרה - חמצן.
תהליך הפוטוסינתזה מתרחש באופן מיוחדאורגנואידים - כלורופלסטים. הם מכילים את הפיגמנט כלורופיל, המשמש כזרז לתגובות כימיות. אברונים כאלה נמצאים רק בתאי צמחים.
זהו אורגנואיד בעל צורה מוארכת.כדור. גודל הכלורופלסט הוא בדרך כלל 4-6 מיקרון, עם זאת, בתאים של כמה אצות ניתן למצוא פלסטידים ענקיים - כרומטופורים, שגודלם מגיע ל 50 מיקרון.
האורגנואיד הזה שייך לשני הממברנות. הוא מוקף בקליפות חיצוניות ופנימיות. הם מופרדים זה מזה על ידי מרחב בין-ממברני.
הסביבה הפנימית של הכלורופלסט מכונה "סטרומה". הוא מכיל תילאואידים ומלמלים.
Thylakoids הם שקים שטוחים בצורת דיסקקרומים בהם הכלורופיל נמצא. כאן מתרחש פוטוסינתזה. אוספים בערימות, התילאוקואידים יוצרים גרנה. מספר התילקואידים בפן יכול להשתנות בין 3 ל -50.
למלות הן מבנים הנוצרים על ידי קרומים. הם מייצגים רשת של ערוצים מסועפים, שתפקידה העיקרי הוא לספק תקשורת בין הגרגרים.
כלורופלסטים מכילים גם את הריבוזומים שלהם,הכרחי לסינתזת חלבון ול- DNA ו- RNA משלו. בנוסף, יתכנו תכלילים המורכבים מחומרי תזונה מילואים, בעיקר עמילן.
ישנם כמה סוגים של תהליך זה.יש נשימה תאית אנאירובית ואירובית. הראשון מאפיין חיידקים. נשימה אנאירובית היא מכמה סוגים: חנקה, סולפט, גופרית, ברזל, קרבונט, פומראט. תהליכים כאלה מאפשרים לחיידקים להשיג אנרגיה ללא שימוש בחמצן.
הנשימה אירובית תאית מאפיינת את כל שאר האורגניזמים, כולל בעלי חיים וצמחים. זה מתרחש בהשתתפות חמצן.
אצל נציגי החי, הנשימה התאית מתרחשת באורגנואידים מיוחדים. הם נקראים מיטוכונדריה. בצמחים, הנשימה התאית מתרחשת גם במיטוכונדריה.
הנשימה סלולרית מתרחשת בשלושה שלבים:
Первый этап заключается в том, что сложные חומרים במערכת העיכול מחולקים לפשוטים יותר. כך מתקבלות חומצות אמינו מחלבונים, חומצות שומן וגליצרין מליפידים, וגלוקוזה מפחמימות מורכבות. תרכובות אלה מועברות לתא, ואז ישירות למיטוכונדריה.
זה טמון בעובדה שתחת פעולת אנזימיםהגלוקוז מתפרק לחומצה פירובית ואטומי מימן. במקרה זה נוצרת ATP (חומצה אדנוזין טריפוספורית). ניתן לבטא תהליך זה באופן הבא:
כך, בתהליך הגליקוליזה ממולקולת גלוקוז אחת, הגוף יכול לקבל שתי מולקולות ATP.
בשלב זה, נוצר במהלך גליקוליזהחומצה פירובית מגיבה עם חמצן בפעולה של אנזימים, וכתוצאה מכך נוצרת פחמן דו חמצני אטומי מימן. לאחר מכן מועברים אטומים אלה לקריסטה, שם הם מתחמצנים, ויוצרים מים ו -36 מולקולות ATP.
אז, בתהליך הנשימה התאית באופן כללימורכבות, 38 מולקולות ATP נוצרות: 2 בשלב השני ו- 36 בשלישית. חומצה אדנוזין טריפוספורית היא מקור האנרגיה העיקרי עמו מספקים המיטוכונדריה את התא.
האורגנואידים בהם מתרחשת הנשימה נמצאים בבעלי חיים, ובצומח ובתאים פטרייתיים. יש להם צורה כדורית וגודל של כ- 1 מיקרון.
למיטוכונדריה, כמו כלורופלסטים, יש שנייםממברנות המופרדות על ידי מרחב בין-ממברני. מה שנמצא בתוך הקליפות של האורגנואיד הזה נקרא מטריצה. הוא מכיל ריבוזומים, DNA מיטוכונדריאלי (mtDNA) ו- mtRNA. המטריצה עוברת גליקוליזה והשלב הראשון של החמצון.
קפלים נוצרים מהקרום הפנימי,בדומה לרכסים. הם נקראים קריסטות. כאן מתרחש השלב השני של השלב השלישי של הנשימה התאית. במהלכו נוצרות רוב מולקולות ה- ATP.
Учеными доказано, что структуры, которые מספקים פוטוסינתזה והנשמה, הופיעו בתא באמצעות סימביוגנזה. כלומר, פעם היו אורגניזמים נפרדים. זה מסביר את העובדה כי למיטוכונדריה וגם לכלורופלסטים יש ריבוזומים משלהם, DNA ו- RNA.
