التنفس الخلوي والتمثيل الضوئي. الهوائية التنفس الخلوي

التمثيل الضوئي والتنفس - عمليتين التي تكمن وراء الحياة. كلاهما تحدث في الخلية. الأول - في المصنع وبعض البكتيريا، والثانية - وفي الحيوان والنبات في والفطرية، والبكتيرية.

يمكننا ان نقول ان التنفس الخلوي والتمثيل الضوئي - العمليات تعارض بعضها البعض. في جزء، وهذا هو الصحيح، لأن في الأكسجين الأول استيعابها وأفرج عنه ثاني أكسيد الكربون، وفي الثانية - على العكس من ذلك. ومع ذلك، يتم بشكل صحيح لا يمكن مقارنة هاتين العمليتين وقوعها في عضيات مختلفة باستخدام مواد مختلفة. الأغراض التي تكون هناك حاجة إليها، أيضا، هي مختلفة: يحتاج الضوئي على المواد الغذائية، والتنفس الخلوي - للحصول على الطاقة.

التمثيل الضوئي: أين وكيف يحدث هذا؟

هذا التفاعل الكيميائي تهدف إلى الحصول على المواد العضوية من غير العضوية. ومن الشروط الأساسية هو وجود أشعة الشمس تدفق الضوئي، حيث تعمل الطاقة كعامل محفز.

يمكن التعبير عن صفة التمثيل الضوئي للنبات في المعادلة التالية:

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

وهذا هو، ستة جزيئات ثاني أكسيد الكربون ونفس العدد من جزيئات الماء في وجود مصنع أشعة الشمس قد تتلقى جزيء واحد من الجلوكوز والأكسجين ستة.

هذا هو أبسط مثال على عملية التمثيل الضوئي. أيضا الجلوكوز وغيرها يمكن توليفها في النباتات، والكربوهيدرات المعقدة، وكذلك المواد العضوية من الفئات الأخرى.

هنا مثال على إنتاج الأحماض الأمينية مركبات غير عضوية:

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

كما يمكن أن يرى، وستة جزيئات من ثاني أكسيد الكربون، و جزيئات الماء أربعة، اثنين من أيونات الكبريتات، أيونات النترات، وهما وستة أيونات الهيدروجين باستخدام الطاقة الشمسية ويمكن الحصول على جزيئين من السيستين وثلاثة عشر - الأكسجين.

تأخذ عملية التمثيل الضوئي مكان في العضيات الخاصة - البلاستيدات الخضراء. وهي تحتوي على الكلوروفيل الصباغ، الذي يعمل كمحفز للتفاعلات الكيميائية. هذه العضيات وجدت فقط في الخلايا النباتية.

هيكل بلاستيدات الخضراء

هذه العضية، والتي لها شكل ممدود الكرة. حجم بلاستيدات الخضراء عادة 4-6 ميكرون، ولكن في بعض خلايا الطحالب يمكن أن يتم الكشف عن البلاستيدات العملاقة - chromatophores، له حجم 50 ميكرون.

وهذا يشير إلى dvuhmembrannym عضية. وهو محاط قذائف الخارجي والداخلي. ينفصلون عن كل الفضاء intermembrane الآخرين.

البيئة الداخلية للبلاستيدات الخضراء المعروفة باسم "سدى". أنه يحتوي على ثايلاكويد وصفائح.

ثايلاكويد - شقة الأكياس على شكل قرص من الغشاء، وهو الكلوروفيل. هذا هو المكان الذي يأخذ الضوئي المكان. الذهاب الى أكوام، ثايلاكويد تشكل جرانا. عدد ثايلاكويد على شفا يمكن أن تختلف 3-50.

صفاحات - هيكل أو الأغشية. وهي تمثل شبكة قنوات متفرعة وظيفتها الأساسية - لتوفير اتصال بين وجوه.

في البلاستيدات الخضراء تحتوي أيضا على الريبوسومات لازمة لتصنيع البروتين والحمض النووي الخاص بها وRNA. وبالإضافة إلى ذلك، قد تكون هناك شوائب، ويتألف من المواد الغذائية الاستبدال، أساسا النشا.

التنفس الخلوي

وهناك عدة أنواع من هذه العملية. هو اللاهوائية والهوائية التنفس الخلوي. السمة الأولى من البكتيريا. اللاهوائي التنفس هو من عدة أنواع: نترات وكبريتات والكبريت والحديد وكربونات، فومرت. هذه العمليات تسمح للبكتيريا الحصول على الطاقة دون استخدام الأكسجين.

التنفس الخلوي الهوائي هو سمة لجميع الكائنات الحية الأخرى، بما في ذلك الحيوانات والنباتات. يتعلق الأمر بمشاركة من الأوكسجين.

يحدث ممثلي الحيوانات التنفس الخلوي في العضيات المتخصصة. فهي تسمى الميتوكوندريا. في النباتات كما يحدث التنفس الخلوي في الميتوكوندريا.

مراحل

التنفس الخلوي يحدث في ثلاث خطوات:

1. المرحلة التحضيرية.
2. تحلل (عملية اللاهوائية، لا يتطلب الأكسجين).
3. الأكسدة (المرحلة الهوائية).

المرحلة التحضيرية

الخطوة الأولى هي أن المواد المعقدة في الجهاز الهضمي وتقسيمها إلى أكثر بساطة. وهكذا، والبروتينات المستمدة من الأحماض الأمينية من الدهون - الأحماض الدهنية والجلسرين، ومن الكربوهيدرات المعقدة - الجلوكوز. ويتم نقل هذه المركبات إلى داخل الخلية، وبعد ذلك - مباشرة في الميتوكوندريا.

تحلل

ذلك يكمن في حقيقة أن الجلوكوز هو المشقوق إنزيمي لالبيروفات وذرات الهيدروجين. وهذا يشكل ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات). ويمكن التعبير عن هذه المعادلة في هذه العملية:

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

وهكذا، في عملية تحلل الجلوكوز جسد واحد جزيء يمكن الحصول على جزيئين من ATP.

أكسدة

في هذه المرحلة، التي تشكلت خلال تحلل حمض البيروفيك يتفاعل إنزيمي مع الأكسجين لتكوين ذرات ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين. هذه الذرات ثم نقلها إلى عرف حيث تتأكسد لتكوين الماء و 36 جزيئات ATP.

وهكذا، في عملية التنفس الخلوي يتم انتاجه في إجمالي 38 جزيئات ATP 2 في المرحلة الثانية و 36 - في الثالث. أدينوسين ثلاثي الفوسفات، وهو المصدر الرئيسي للطاقة، والتي يتم توفيرها مع الميتوكوندريا في الخلية.

هيكل الميتوكوندريا

العضيات التي التنفس يحدث، هناك في الحيوان والنبات وفي الخلايا الفطرية. أنها تمتلك كروية الشكل والحجم من حوالي 1 ميكرون.

الميتوكوندريا كما البلاستيدات الخضراء واثنين من الأغشية مفصولة مساحة intermembrane. ما هو داخل أغشية العضية، ودعا مصفوفة. أنه يحتوي على الريبوسومات، الحمض النووي (و mtDNA) وmtRNK. مصفوفة يذهب تحلل والخطوة الأولى الأكسدة.

من الغشاء الداخلي وتشكل طيات، على غرار التلال. ما يطلق عليه أعراف. هنا هي المرحلة الثانية من المرحلة الثالثة من التنفس الخلوي. وخلال زيارتها شكلت معظم جزيئات ATP.

العضيات أصل dvuhmembrannyh

وقد أثبت العلماء أن الهياكل التي توفر عملية التمثيل الضوئي والتنفس وفي قفص من نشوء تعايشي. وهذا هو، مرة واحدة كان بعض الكائنات الحية. وهذا ما يفسر حقيقة أن في الميتوكوندريا، والبلاستيدات الخضراء لها من الريبوسومات الخاصة، DNA و RNA.