Respiración celular e fotosíntese. Respiración celular aeróbica

A fotosíntese ea respiración son dous procesos que fundamentan a vida. Ambos se producen na gaiola. O primeiro - na planta e algúns bacterianos, o segundo - e nos animais, e na planta, e no cogumelo, e en bacterias.

Pódese dicir que a respiración celular ea fotosíntese son procesos que son opostos entre si. Isto é en parte correcto, xa que o osíxeno é absorbido durante a primeira fase e se libera dióxido de carbono, e no segundo caso, viceversa. Non obstante, estes dous procesos son incorrectos incluso para comparar, xa que se producen en diferentes organoides que utilizan diferentes substancias. Os obxectivos para os cales son necesarios tamén son diferentes: a fotosíntese é necesaria para a obtención de nutrientes, ea respiración celular é para a produción de enerxía.

Fotosíntese: onde e como isto acontece?

É unha reacción química destinada a obter sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas. Unha condición obrigatoria para a fotosíntese é a presenza de luz solar, xa que a súa enerxía actúa como catalizador.

A fotosíntese, característica das plantas, pode expresarse pola seguinte ecuación:

• 6CO ₂ + 6H ₂ O = C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6 O ₂ .

É dicir, a partir de seis moléculas de dióxido de carbono e as mesmas moléculas de auga en presenza de luz solar, a planta pode obter unha molécula de glucosa e seis de osíxeno.

Este é o exemplo máis simple de fotosíntese. Ademais da glucosa, outros complexos de hidratos de carbono máis complexos, así como sustancias orgánicas doutras clases, pódense sintetizar nas plantas.

Aquí hai un exemplo da produción de aminoácidos a partir de compostos inorgánicos:

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

Como se pode ver, a partir de dúas moléculas de dióxido de carbono, pódense obter catro moléculas de auga, dous ións de sulfato, dous iones de nitrato e seis ións de hidróxeno que usan enerxía solar, dúas moléculas de cisteína e trece de osíxeno.

O proceso de fotosíntese ocorre en organelos especiais: cloroplastos. Eles conteñen a clorofila pigmentaria, que actúa como un catalizador para reaccións químicas. Estes organelos só se atopan nas células vexetais.

Estrutura do cloroplasto

É un organoide que ten a forma dun balón alargado. O tamaño do cloroplasto adoita ser de 4-6 micras, pero nas células dalgunhas algas é posible detectar plastos xigantes - cromatóforos, cuxo tamaño alcanza 50 micras.

Este organelo pertence a dúas membranas. Está rodeado de cunchas exteriores e interiores. Están separados entre si por un espazo intermembrana.

O ambiente interno do cloroplast chámase estroma. Contén tilacoides e láminas.

Os Thylakoids son sacos planos en forma de disco de membranas que conteñen clorofila. Aquí é onde se produce a fotosíntese. Indo a pilas, os tilacoides forman gránulos. O número de tilacoideos no facial pode variar de 3 a 50.

As lamelas son estruturas formadas por membranas. Son unha rede de canles ramificadas, cuxa principal función é proporcionar unha conexión entre as caras.

Os cloroplastos tamén conteñen os seus propios ribosomas, necesarios para a síntese de proteínas e o seu propio ADN e ARN. Ademais, pode haber inclusións consistentes en nutrientes de reserva, principalmente fécula.

Respiración celular

Hai varios tipos deste proceso. Existe respiración celular aerobia e anaeróbica. O primeiro é característico das bacterias. A respiración anaeróbica ocorre en varios tipos: nitrato, sulfato, sulfúrico, ferro, carbonato, fumarato. Estes procesos permiten ás bacterias obter enerxía sen o uso de osíxeno.

A respiración celular aeróbica é característica de todos os demais organismos, incluíndo animais e plantas. Ocorre coa participación de osíxeno.

Na fauna, a respiración celular ocorre en organoides especiais. Son chamados mitocondrias. Nas plantas, tamén se produce a respiración celular nas mitocondrias.

Fases

A respiración celular ten lugar en tres etapas:

1. A etapa preparatoria.
2. A glicólise (proceso anaeróbico, non require osíxeno).
3. Oxidación (etapa aeróbica).

Etapa preparatoria

A primeira fase é que as substancias complexas do sistema dixestivo se dividen en máis sinxelas. Así, os aminoácidos son obtidos a partir de proteínas, ácidos graxos e glicerina a partir de lípidos e glucosa a partir de carbohidratos complexos. Estes compostos son transportados cara á célula e despois directamente nas mitocondrias.

Glicólise

Consiste no feito de que baixo a acción das encimas a glicosa é escindida a ácidos pirúvicos e aos átomos de hidróxeno. Neste caso, está formado ATP (ácido adenosín trifosfórico). Este proceso pódese expresar coa seguinte ecuación:

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

Así, no proceso de glicólise dunha molécula de glucosa, o corpo pode recibir dúas moléculas de ATP.

Oxidación

Nesta fase, o ácido pirúvico formado durante a glicólise reacciona co osíxeno baixo a acción das enzimas, o que resulta na formación de átomos de dióxido de carbono e hidróxeno. Estes átomos son entón transportados a cristae, onde se oxidan para formar auga e 36 moléculas de ATP.

Así, no proceso de respiración celular, en total 38 moléculas de ATP están formadas: 2 na segunda etapa e 36 na terceira etapa. O ácido trifosfórico de adenosina é a principal fonte de enerxía que a mitocondria proporciona á célula.

Estrutura das mitocondrias

Os organoides nos que se produce a respiración están en animais, células vexetais e células do fungo. Teñen unha forma globular e un tamaño de aproximadamente 1 micra.

As mitocondrias, como os cloroplastos, teñen dúas membranas separadas por un espazo intermembrana. O que está dentro das cunchas deste organoide chámase matriz. Contén ribosomas, ADN mitocondrial (mtDNA) e mtRNA. Na matriz pasa a glicólise ea primeira etapa de oxidación.

A partir da membrana interna fórmanse pleitos, semellantes ás crestas. Son chamados cristae. Aquí pasa a segunda etapa da terceira etapa da respiración celular. Durante a mesma fórmase a maioría das moléculas de ATP.

Orixe dos organoides de dúas membranas

Os científicos probaron que as estruturas que proporcionan fotosíntese e respiración apareceron na célula a través da simbioxénese. É dicir, unha vez que foron organismos separados. Isto explica porque tanto na mitocondria como nos cloroplastos teñen os seus ribosomas, ADN e ARN.