Pobierz Oddychanie komórkowe. Oddychanie tlenowe. Co to jest i więcej Ćwiczenia w PDF z Biologia tylko na Docsity! Tydzień 1- 5. 06. 2020 Klasa 1 LO Biologia – poziom rozszerzony Temat: Oddychanie komórkowe. Oddychanie tlenowe. Co to jest oddychanie? Na pewno odpowiecie, że jest to pobieranie tlenu i wydychanie dwutlenku węgla. Nic bardziej mylnego!!!! Nigdy tak nie mówcie !!!! Oddychanie komórkowe jest podstawowym procesem dostarczającym komórce energii. W trakcie tego procesu złożone związki organiczne są rozkładane i utleniane do związków prostych, czemu towarzyszy uwolnienie energii. Jest to więc proces kataboliczny. Co dzieje się z uwolniona energią? - część rozprasza się w postaci ciepła (chuchnijcie sobie na rękę) - część jest gromadzona w ATP Do czego będzie zużywane ATP? - energia tam zawarta jest zużywana do wszystkich procesów życiowych Substratem oddychania komórkowego jest: - zwykle glukoza - rzadziej utleniane są tłuszcze - w ostateczności (podczas głodu i ostatecznego wysiłku) również białka Rodzaje oddychania komórkowego 1. Oddychanie tlenowe- występuje najczęściej. Dlaczego? Bo w jego wyniku komórki uzyskują najwięcej energii chemicznej w postaci ATP. Organizmy, które żyją w środowisku tlenowym i oddychają z udziałem tlenu, nazywamy tlenowcami (aerobami) 2. Oddychanie bez udziału tlenu: - fermentacja - oddychanie beztlenowe Organizmy, które żyją w środowisku beztlenowym i oddychają wyłącznie bez udziału tlenu, noszą nazwę bezwzględnych beztlenowców (anaeroby bezwzględne). Organizmy, które w zależności od warunków potrafią oddychać zarówno tlenowo jak i bez udziału tlenu nazywamy względnymi beztlenowcami ( anaeroby fakultatywne) Oddychanie tlenowe - Zachodzi u większości organizmów eukariotycznych i niektórych prokariotycznych (bakterii tlenowych) - lokalizacja: u eukariota- mitochondria, u prokariota: wpuklenia błony komórkowej Sumaryczny zapis reakcji: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia Jest to reakcja silnie egzoergiczna, dlatego też jest procesem wieloetapowym, energia jest uwalniana małymi porcjami. Chroni to struktury komórki przed uszkodzeniem. Etapy oddychania tlenowego i ich lokalizacja w komórce: (1) GLIKOLIZA – w cytozolu komórki (2) REAKCJA POMOSTOWA – matrix mitochondrium (3) CYKL KREBSA – matrix mitochondrium (4) ŁAŃCUCH ODDECHOWY – wewnętrzna błona mitochondrium GLIKOLIZA - to liniowy szlak metaboliczny, w którym 1 cząsteczka glukozy ulega rozkładowi i utlenieniu do dwóch cząsteczek pirogronianu - powstają 4 cząsteczki ATP (z czego 2 są zużywane, więc zysk glikolizy = 2 cząsteczki ATP) - powstaje NADH i 2 protony (H+) Przebieg glikolizy: 1. najpierw następuje aktywacja glukozy przez fosforylację, czyli przeniesienie na glukozę reszt fosforanowych z dwóch cząsteczek ATP. W ten sposób powstaje 6-węglowy związek fruktozo-1,6- bisfosforan, który zawiera 2 reszty fosforanowe; 2. następnie fruktozo-1,6-bisfosforan zostaje rozłożony do dwóch cząsteczek trójwęglowych cukrów, z których każdy zawiera 1 resztę fosforanową. Jeden z nich aldehyd 3-fosfoglicerynowy- ulega od razu dalszym przemianom, natomiast drugi – fosfodihydroksyaceton- ulega przemianom dopiero po przekształceniu w aldehyd 3-fosfoglicerynowy; 3. w kolejnym etapie następuje utlenienie i fosforylacja aldehydu 3-fosfoglicerynowego do 1,3- bisfosfoglicerynianu. Jednocześnie NAD+ ulega redukcji do NADH i uwalnia się proton (H+); 4. następnie zachodzi fosforylacja substratowa, w wyniku której powstaje ATP. Polega ona na odłączeniu reszty fosforanowej (-P) od organicznego substratu- 1,3-bisfosfoglicerynianu – i przyłączeniu jej do ADP. W wyniku tej reakcji poza ATP powstaje również 3-fosfoglicerynian, który ulega przekształceniu w fosfoenolopirogronian; 5. na koniec następuje kolejna fosforylacja substratowa, która polega na odłączeniu reszty fosforanowej (-P) od fosfoenolopirgronianu i przyłączeniu jej do ADP. Powstaje więc ATP i pirogronian, Prześledźcie proszę te reakcje na schemacie w podręczniku. 5. energia elektronów przekazywanych przez kolejne przenośniki łańcucha oddechowego jest wykorzystywana do aktywnego transportu protonów z matrix mitochondrium do przestrzeni międzybłonowej. Pochodzą one m.in. z reakcji pomostowej, przemian cyklu Krebsa i utleniania zredukowanych nukleotydów – NADH i FADH2. Wskutek tego zostaje wytworzony gradient protonowy 6. gradient międzybłonowy jest siłą napędową fosforylacji ADP do ATP z udziałem syntazy ATP. Fosforylację, która zachodzi w łańcuchu oddechowym, nazywamy fosforylacją oksydacyjną, ponieważ źródłem energii do syntezy ATP są elektrony redukujące tlen. Równanie fosforylacji oksydacyjnej: ADP + Pi + NADH + H+ + FADH2 + O2 →ATP + NAD+ + FAD + 2H2O Podsumowanie: `1. Glikoliza - polega na rozkładzie i utlenieniu jednej cząsteczki glukozy do dwóch cząsteczek pirogronianu. W trakcie tego procesu powstają również 2 cząsteczki NADH, 2 protony (H+) i 4 cząsteczki ATP, z których 2 stanowią zysk energetyczny - po glikolizie pirogronian zostaje przetransportowany do mitochondrium - z cząsteczek NADH zostają odłączone elektrony, które również wędrują do wnętrza mitochondrium, gdzie są przekazywane na łańcuch oddechowy 2. Reakcja pomostowa (oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu) - polega na przekształceniu pirogronianu w acetylo-CoA. W przeliczeniu na jedna cząsteczkę glukozy w wyniku reakcji pomostowej powstają: 2 czasteczki acetylo-CoA, 2 cząsteczki NADH, 2 cząsteczki CO2 oraz 2 protony. - elektrony ze zredukowanych nukleotydów są przenoszone na łańcuch oddechowy - CO2 jest usuwany do środowiska 3. Cykl Krebsa - cząsteczki acetyloCoA są włączane do cyklu Krebsa. W jego wyniku z dwóch cząsteczek acetyloCoA powstają: 2 cząsteczki ATP, 6 cząsteczek NADH, 2 cząsteczki FADH2 i 4 cząsteczki CO2. Oprocz tego do matrix są uwalniane protony - elektrony ze zredukowanych nukleotydów są przenoszone na łańcuch oddechowy - CO2 jest usuwany do środowiska 4. Łańcuch oddechowy - elektrony pochodzące z utleniania zredukowanych nukleotydów, wytworzonych podczas glikolizy, reakcji pomostowej i cyklu Krebsa, są przekazywane na przenośniki łańcucha oddechowego - energia elektronów przekazywanych przez kolejne przenośniki łańcucha oddechowego jest wykorzystywana do transportu protonów z matrix mitochondrium do przestrzeni międzybłonowej. Wskutek tego zostaje wytworzony gradient protonowy - ostatecznym biorcą elektronów jest tlen, który przyjmuje dwa H+ i ulega redukcji do wody - gradient protonowy jest siłą napędowa fosforylacji ADP do ATP BILANS ODDYCHANIA TLENOWEGO ETAP Wytworzone cząsteczki ATP Zużyte cząsteczki ATP Zysk energetyczny (cząsteczki ATP) Glikoliza 4 2 2 Reakcja pomostowa 0 0 0 Cykl Krebsa 2 0 2 Łańcuch oddechowy 26 - 28 0 26 – 28 * Ogólem 32 - 34 2 30 – 32 * jeśli elektrony zostają przeniesione na obecny w mitochondrium NAD+ , zysk wynosi 28 cząsteczek ATP, a jeśli na FAD – 26 cząsteczek ZADANIE DOMOWE Rozwiążcie zadania z „Maturalnych kart pracy” od strony 96 do 101 włącznie. Odpowiedzi wyślijcie na maila:
[email protected]