Cellular respiration at photosynthesis. Aerobic cellular respiration

Ang photosynthesis at respiration ay dalawang proseso na nagbigay ng buhay. Pareho silang nangyari sa hawla. Ang unang - sa halaman at ilang bacterial, ang pangalawang - at sa mga hayop, at sa halaman, at sa kabute, at sa bacterial.

Maaari itong sabihin na ang cellular respiration at photosynthesis ay mga proseso na kabaligtaran sa bawat isa. Ito ay bahagyang tama, dahil ang oxygen ay nasisipsip sa unang yugto at ang carbon dioxide ay inilabas, at sa pangalawang kaso, sa kabaligtaran. Gayunpaman, ang dalawang prosesong ito ay hindi tama upang ihambing, dahil nangyayari ito sa iba't ibang mga organo na gumagamit ng iba't ibang sangkap. Ang mga layunin para sa kung saan sila ay kinakailangan ay iba din: photosynthesis ay kinakailangan para sa pagkuha ng nutrients, at cellular respiration ay para sa produksyon ng enerhiya.

Photosynthesis: saan at paano ito nangyari?

Ito ay isang kemikal na reaksyon na naglalayong makakuha ng mga organikong sangkap mula sa mga likas na sangkap. Ang isang kondisyon para sa potosintesis ay ang pagkakaroon ng sikat ng araw, dahil ang enerhiya nito ay nagsisilbing isang katalista.

Ang potosintesis, katangian ng mga halaman, ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng sumusunod na equation:

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

Iyon ay, mula sa anim na molekula ng carbon dioxide at ang parehong mga molekula ng tubig sa pagkakaroon ng liwanag ng araw, ang halaman ay makakakuha ng isang molekula ng glukosa at anim na oxygen.

Ito ang pinakasimpleng halimbawa ng potosintesis. Bilang karagdagan sa asukal, ang iba pang mas kumplikadong carbohydrates, pati na rin ang mga organic na sangkap mula sa iba pang mga klase, ay maaaring synthesized sa mga halaman.

Narito ang isang halimbawa ng produksyon ng mga amino acids mula sa mga inorganic compound:

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

Tulad ng makikita mo, mula sa dalawang molekula ng carbon dioxide, apat na molekula ng tubig, dalawang sulpate ions, dalawang nitrate ions at anim na hydrogen ions na gumagamit ng solar energy, dalawang molecule ng cysteine at labintatlo - oxygen ay maaaring makuha.

Ang proseso ng potosintesis ay nangyayari sa mga espesyal na organelles - chloroplasts. Naglalaman ito ng pigment chlorophyll, na nagsisilbing isang katalista para sa mga reaksiyong kemikal. Ang mga organo na ito ay matatagpuan lamang sa mga selula ng halaman.

Istraktura ng chloroplast

Ito ay isang organo na may hugis ng isang haba ng bola. Ang laki ng chloroplast ay karaniwang 4-6 microns, ngunit sa mga selula ng ilang mga algae posible upang makita ang higanteng plastids - chromatophores, na ang sukat ay umabot sa 50 microns.

Ang organelle na ito ay may dalawang-lamad. Napapalibutan ito ng panlabas at panloob na mga shell. Ang mga ito ay nahiwalay mula sa bawat isa sa pamamagitan ng espasyong intermembrane.

Ang panloob na kapaligiran ng chloroplast ay tinatawag na stroma. Naglalaman ito ng thylakoids at lamellae.

Ang Thylakoids ay mga flat na hugis ng disc na mula sa mga lamad na naglalaman ng chlorophyll. Ito ay kung saan ang potosintesis ay nagaganap. Pumunta sa mga piles, thylakoids form granules. Ang bilang ng thylakoids sa facial ay maaaring mag-iba mula 3 hanggang 50.

Ang Lamella ay mga istruktura na nabuo ng mga lamad. Ang mga ito ay isang network ng mga branched channel, ang pangunahing function na kung saan ay upang magbigay ng isang koneksyon sa pagitan ng mga mukha.

Ang mga chloroplasts ay naglalaman din ng kanilang sariling mga ribosomes, kinakailangan para sa synthesis ng protina, at ang kanilang sariling DNA at RNA. Bilang karagdagan, maaaring mayroong mga inclusions na binubuo ng mga nutrient na reserba, pangunahing starch.

Cell respiration

Mayroong ilang mga uri ng prosesong ito. Mayroong anaerobic at aerobic cellular respiration. Ang una ay katangian ng bakterya. Anaerobic respiration ay nangyayari sa maraming uri: nitrate, sulfate, sulfuric, iron, carbonate, fumarate. Ang gayong mga proseso ay nagpapahintulot sa bakterya na magkaroon ng enerhiya nang hindi gumagamit ng oxygen.

Ang aerobic cellular respiration ay katangian ng lahat ng iba pang mga organismo, kabilang ang mga hayop at mga halaman. Ito ay nangyayari sa paglahok ng oxygen.

Sa palahayupan, ang paghinga ng cellular ay nangyayari sa mga espesyal na organo. Ang mga ito ay tinatawag na mitochondria. Sa mga halaman, ang cellular respiration ay nangyayari sa mitochondria.

Mga yugto

Ang paghinga ng cellular ay nagaganap sa tatlong yugto:

1. Ang yugto ng paghahanda.
2. Ang glycolysis (anaerobikong proseso, ay hindi nangangailangan ng oxygen).
3. Oxidation (aerobic stage).

Paghahanda yugto

Ang unang yugto ay ang mga kumplikadong sangkap sa sistema ng pagtunaw ay nahahati sa mas simple. Kaya, ang amino acids ay nakuha mula sa mga protina, mataba acids at gliserin mula sa lipids, at glucose mula sa kumplikadong carbohydrates. Ang mga compound na ito ay dadalhin sa cell, at pagkatapos ay direkta sa mitochondria.

Glycolysis

Ito ay binubuo sa ang katunayan na sa ilalim ng pagkilos ng enzymes glucose ay cleaved sa pyruvic acid at hydrogen atoms. Sa kasong ito, nabuo ang ATP (adenosine triphosphoric acid). Ang prosesong ito ay maaaring ipahayag sa pamamagitan ng sumusunod na equation:

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

Kaya, sa proseso ng glycolysis mula sa isang molekula ng glukosa, ang katawan ay maaaring makatanggap ng dalawang molecule ng ATP.

Oksidasyon

Sa yugtong ito, ang pyruvic acid na nabuo sa panahon ng glycolysis reacts sa oxygen sa ilalim ng pagkilos ng enzymes, na nagreresulta sa pagbuo ng carbon dioxide at hydrogen atoms. Ang mga atomo na ito ay pagkatapos ay dadalhin sa cristae, kung saan sila oxidize upang bumuo ng tubig at 36 ATP molecules.

Kaya, sa proseso ng paghinga ng cellular, sa kabuuang 38 ATP molecules ay nabuo: 2 sa pangalawang yugto at 36 - sa ikatlong yugto. Ang adenosine triphosphoric acid ay ang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya na ang supply ng mitochondria sa cell.

Istraktura ng mitochondria

Ang mga organo na kung saan ang paghinga ay nagaganap sa mga hayop, mga selulang planta, at mga selulang fungal. Mayroon silang isang globular na hugis at isang sukat ng tungkol sa 1 mikron.

Ang mitochondria, tulad ng chloroplasts, ay may dalawang lamad, na pinaghihiwalay ng espasyo ng intermembrane. Ano ang nasa loob ng mga shell ng organo na ito ay tinatawag na isang matris. Naglalaman ito ng mga ribosomes, mitochondrial DNA (mtDNA) at mtRNA. Sa matris pumasa glycolysis at ang unang yugto ng oksihenasyon.

Mula sa panloob na lamad ay nabuo fold, katulad ng crests. Ang mga ito ay tinatawag na cristae. Narito ang pangalawang yugto ng ikatlong yugto ng paghinga ng cellular. Sa panahon nito, ang karamihan sa mga molecule ng ATP ay nabuo.

Pinagmulan ng mga organo ng dalawang-lamad

Napatunayan ng mga siyentipiko na ang mga istruktura na nagbibigay ng photosynthesis at respirasyon ay lumitaw sa cell sa pamamagitan ng symbiogenesis. Iyon ay, sa sandaling sila ay hiwalay na mga organismo. Ito ay nagpapaliwanag kung bakit ang parehong sa mitochondria at sa chloroplasts ay may kanilang ribosomes, DNA at RNA.