Fotosynteza i oddychanie - dwa procesypodstawa życia. Oba występują w komórce. Pierwszy - w roślinie i niektóre bakteryjne, drugi - u zwierząt, w roślinie, w grzybie i bakteriach.
Można powiedzieć, że oddychanie komórkowe i fotosynteza- procesy przeciwne do siebie. Jest to częściowo poprawne, ponieważ na pierwszym etapie tlen jest absorbowany, a dwutlenek węgla uwalniany, a na drugim - odwrotnie. Błędne jest jednak nawet porównywanie tych dwóch procesów, ponieważ występują one w różnych organoidach przy użyciu różnych substancji. Cele, dla których są potrzebne, są również różne: fotosynteza jest niezbędna do uzyskania składników odżywczych, a oddychanie komórkowe służy do wytwarzania energii.
Jest to reakcja chemiczna mająca na celu uzyskaniemateria organiczna z nieorganicznych. Warunkiem wystąpienia fotosyntezy jest obecność światła słonecznego, ponieważ jego energia działa jak katalizator.
Fotosyntezę charakterystyczną dla roślin można wyrazić za pomocą następującego równania:
Oznacza to, że z sześciu cząsteczek dwutlenku węgla i tylu cząsteczek wody w obecności światła słonecznego roślina może uzyskać jedną cząsteczkę glukozy i sześć tlenu.
To najprostszy przykład fotosyntezy. Oprócz glukozy w roślinach można syntetyzować inne, bardziej złożone węglowodany, a także substancje organiczne z innych klas.
Oto przykład produkcji aminokwasów ze związków nieorganicznych:
Jak widać, z sześciu cząsteczek dwutlenku węglacztery cząsteczki wody, dwa jony siarczanowe, dwa jony azotanowe i sześć jonów wodorowych, za pomocą energii słonecznej można uzyskać dwie cząsteczki cysteiny i trzynaście - tlen.
Процесс фотосинтеза происходит в специальных organoidy - chloroplasty. Zawierają pigment chlorofil, który działa jak katalizator reakcji chemicznych. Takie organelle występują tylko w komórkach roślinnych.
Jest to organoid, który ma kształt wydłużonegopiłka. Rozmiar chloroplastu wynosi zwykle 4-6 mikronów, ale w komórkach niektórych glonów można znaleźć gigantyczne plastydy - chromatofory, których rozmiar sięga 50 mikronów.
Ten organoid należy do dwóch membran. Jest otoczony przez zewnętrzną i wewnętrzną powłokę. Są oddzielone od siebie przestrzenią międzybłonową.
Środowisko wewnętrzne chloroplastu nazywane jest „zrębem”. Zawiera tylakoidy i blaszki.
Tylakoidy to płaskie worki w kształcie dysku wykonane zmembrany zawierające chlorofil. To tutaj zachodzi fotosynteza. Tylakoidy zbierając się w stosy tworzą granulki. Liczba tylakoidów na twarzy może wynosić od 3 do 50.
Lamele to struktury utworzone przez membrany. Stanowią sieć rozgałęzionych kanałów, których główną funkcją jest zapewnienie komunikacji między twarzami.
Chloroplasty zawierają również własne rybosomy,niezbędne do syntezy białek oraz własnego DNA i RNA. Ponadto mogą występować wtrącenia składające się z rezerwowych składników odżywczych, głównie skrobi.
Istnieje kilka rodzajów tego procesu. Istnieje beztlenowe i tlenowe oddychanie komórkowe. Pierwsza jest charakterystyczna dla bakterii. Istnieje kilka typów oddychania beztlenowego: azotanowy, siarczanowy, siarkowy, żelazowy, węglanowy, fumaranowy. Takie procesy pozwalają bakteriom uzyskać energię bez użycia tlenu.
Tlenowe oddychanie komórkowe jest charakterystyczne dla wszystkich innych organizmów, w tym zwierząt i roślin. Odbywa się przy udziale tlenu.
U przedstawicieli fauny oddychanie komórkowe występuje w specjalnych organellach. Nazywa się je mitochondriami. U roślin oddychanie komórkowe występuje również w mitochondriach.
Oddychanie komórkowe odbywa się w trzech etapach:
Pierwszy etap jest tak złożonysubstancje w układzie pokarmowym rozkładają się na prostsze. Zatem aminokwasy uzyskuje się z białek, kwasy tłuszczowe i glicerynę z lipidów, a glukozę z węglowodanów złożonych. Związki te są transportowane do komórki, a następnie bezpośrednio do mitochondriów.
Polega na tym, że pod działaniem enzymówglukoza jest rozkładana na kwas pirogronowy i atomy wodoru. Powoduje to wytwarzanie ATP (kwas adenozynotrifosforowy). Proces ten można wyrazić następującym równaniem:
Zatem w procesie glikolizy z jednej cząsteczki glukozy organizm może otrzymać dwie cząsteczki ATP.
Na tym etapie powstaje podczas glikolizyKwas pirogronowy pod działaniem enzymów reaguje z tlenem, w wyniku czego powstaje dwutlenek węgla i atomy wodoru. Atomy te są następnie transportowane do cristae, gdzie są utleniane, tworząc wodę i 36 cząsteczek ATP.
Tak więc ogólnie w procesie oddychania komórkowegozłożoności, powstaje 38 cząsteczek ATP: 2 na drugim etapie i 36 na trzecim. Kwas adenozynotrójfosforowy jest głównym źródłem energii, którą mitochondria dostarczają do komórki.
Organelle, w których występuje oddychanie, znajdują się w komórkach zwierząt, roślin i grzybów. Są kuliste i mają rozmiar około 1 mikrona.
Mitochondria, podobnie jak chloroplasty, mają dwamembrany oddzielone przestrzenią międzybłonową. To, co znajduje się wewnątrz muszli tego organoidu, nazywane jest matrycą. Zawiera rybosomy, mitochondrialne DNA (mtDNA) i mtRNA. W matrycy zachodzi glikoliza i pierwszy etap utleniania.
Zmarszczki powstają z wewnętrznej błony,jak grzbiety. Nazywają się Kristas. Tu następuje drugi etap trzeciego etapu oddychania komórkowego. Podczas tego powstaje większość cząsteczek ATP.
Naukowcy udowodnili, że struktury tozapewniają fotosyntezę i oddychanie, pojawiły się w komórce w wyniku symbiogenezy. Oznacza to, że kiedyś były oddzielnymi organizmami. To wyjaśnia fakt, że zarówno mitochondria, jak i chloroplasty mają własne rybosomy, DNA i RNA.
