Fotosinteza dhe frymëmarrja janë dy procese që qëndrojnë në themel të jetës. Ata të dy zhvillohen në një qeli. E para - në bimë dhe disa baktere, e dyta - në kafshë, dhe në bimë, dhe në kërpudha dhe në bakteriale.
Mund të thuhet se frymëmarrja qelizore dhe fotosinteza janë procese të kundërta. Kjo është pjesërisht e saktë, pasi e para thith oksigjenin dhe çliron dioksid karboni, ndërsa e dyta bën të kundërtën. Megjithatë, është e gabuar edhe krahasimi i këtyre dy proceseve, pasi ato ndodhin në organele të ndryshme duke përdorur substanca të ndryshme. Qëllimet për të cilat nevojiten janë gjithashtu të ndryshme: fotosinteza është e nevojshme për marrjen e lëndëve ushqyese dhe frymëmarrja qelizore është e nevojshme për prodhimin e energjisë.
Fotosinteza: ku dhe si ndodh?
Ky është një reaksion kimik që synon marrjen e substancave organike nga inorganike. Një parakusht për rrjedhën e fotosintezës është prania e dritës së diellit, pasi energjia e tij vepron si një katalizator.
Karakteristika e fotosintezës së bimëve mund të shprehet me ekuacionin e mëposhtëm:
- 6CO2 + 6H2O=C6H 12 O6 +6O2.
Dmth, nga gjashtë molekula të dioksidit të karbonit dhe të njëjtin numër molekulash uji në prani të dritës së diellit, një bimë mund të marrë një molekulë glukozë dhe gjashtë oksigjen.
Ky është shembulli më i thjeshtë i fotosintezës. Përveç glukozës, bimët mund të sintetizojnë karbohidrate të tjera, më komplekse, si dhe substanca organike nga klasa të tjera.
Këtu është një shembull i prodhimit të një aminoacidi nga komponimet inorganike:
- 6SO2 + 4H2O + 2SO42 - + 2JO3- + 6H+=2C 3H7O2NS + 13O2.
Siç mund ta shihni, nga gjashtë molekula të dioksidit të karbonit, katër molekula uji, dy jone sulfate, dy jone nitrat dhe gjashtë jone hidrogjeni, dy molekula cisteine dhe trembëdhjetë molekula oksigjen mund të merren duke përdorur energjinë diellore.
Procesi i fotosintezës ndodh në organele të veçanta - kloroplaste. Ato përmbajnë pigmentin klorofil, i cili vepron si katalizator për reaksionet kimike. Organele të tilla gjenden vetëm në qelizat bimore.
Struktura e kloroplastit
Ky është një organoid që ka formën e një topi të zgjatur. Madhësia e kloroplastit është zakonisht 4-6 mikron, por në qelizat e disa algave mund të gjeni plastide gjigante - kromatofore, madhësia e të cilave arrin 50 mikron.
Ky organoid i përket dy membranave. Ajo është e rrethuar nga guaska të jashtme dhe të brendshme. Ato ndahen nga njëra-tjetra nga hapësira ndërmembranore.
Mjedisi i brendshëm i kloroplastit quhet "stroma". Ai përmban tilakoide dhe lamela.
Thilakoidet janë qese të sheshta membranash në formë disku që përmbajnë klorofil. Këtu ndodh fotosinteza. Duke u grumbulluar në grumbuj, tilakoidet formojnë grana. Numri i tilakoideve për granë mund të variojë nga 3 në 50.
Lamelat janë struktura të formuara nga membranat. Ato janë një rrjet kanalesh të degëzuara, funksioni kryesor i të cilave është të sigurojë komunikim midis kokrrave.
Kloroplastet përmbajnë gjithashtu ribozomet e tyre, të nevojshme për sintezën e proteinave, dhe ADN-në dhe ARN-në e tyre. Përveç kësaj, mund të ketë përfshirje që përbëhen nga lëndë ushqyese rezervë, kryesisht niseshte.
frymëmarrje qelizore
Ka disa lloje të këtij procesi. Ka frymëmarrje qelizore anaerobe dhe aerobe. E para është karakteristikë e baktereve. Frymëmarrja anaerobe është e disa llojeve: nitrat, sulfat, sulfurik, hekur, karbonat, fumarat. Procese të tilla lejojnë që bakteret të marrin energji pa përdorimin e oksigjenit.
Frymëmarrja qelizore aerobike është karakteristike për të gjithë organizmat e tjerë, duke përfshirë kafshët dhe bimët. Ndodh me pjesëmarrjen e oksigjenit.
Në përfaqësuesit e faunës, frymëmarrja qelizore ndodh në organele të veçanta. Ato quhen mitokondri. Në bimë, frymëmarrja qelizore ndodh edhe në mitokondri.
Hapat
Frymëmarrja qelizore ndodh në tre faza:
- Faza përgatitore.
- Glikoliza(proces anaerobik, nuk kërkon oksigjen).
- Oksidimi (faza aerobike).
Faza përgatitore
Faza e parë është që substancat komplekse në sistemin tretës ndahen në më të thjeshta. Kështu, aminoacidet merren nga proteinat, acidet yndyrore dhe glicerina nga lipidet, dhe glukoza nga karbohidratet komplekse. Këto komponime transportohen në qelizë dhe më pas direkt në mitokondri.
Glikoliza
Qëndron në faktin se nën veprimin e enzimave, glukoza zbërthehet në atome të acidit piruvik dhe hidrogjenit. Kjo prodhon ATP (acid trifosforik adenozine). Ky proces mund të shprehet me ekuacionin e mëposhtëm:
- C6N12O6=2C3H3O3 + 4H + 2ATP.
Kështu, në procesin e glikolizës nga një molekulë glukoze, trupi mund të marrë dy molekula ATP.
Oksidim
Në këtë fazë, acidi piruvik i formuar gjatë glikolizës reagon me oksigjenin nën veprimin e enzimave, duke rezultuar në formimin e atomeve të dioksidit të karbonit dhe hidrogjenit. Këto atome më pas transportohen në krista, ku oksidohen për të formuar ujë dhe 36 molekula ATP.
Pra, në procesin e frymëmarrjes qelizore, formohen gjithsej 38 molekula ATP: 2 në fazën e dytë dhe 36 në të tretën. Acidi adenozin trifosforik është burimi kryesor i energjisë që mitokondria i furnizon qelizës.
Strukturamitokondri
Organelet në të cilat ndodh frymëmarrja gjenden në qelizat e kafshëve, bimëve dhe kërpudhave. Ato janë në formë sferike dhe rreth 1 mikron në madhësi.
Mitokondritë, ashtu si kloroplastet, kanë dy membrana të ndara nga një hapësirë ndërmembranore. Ajo që ndodhet brenda predhave të këtij organoidi quhet matricë. Ai përmban ribozome, ADN mitokondriale (mtDNA) dhe mtARN. Matrica i nënshtrohet glikolizës dhe fazës së parë të oksidimit.
Nga membrana e brendshme formohen palosje të ngjashme me krehër. Ata quhen cristae. Këtu zhvillohet faza e dytë e fazës së tretë të frymëmarrjes qelizore. Gjatë tij, formohen shumica e molekulave të ATP.
Origjina e organeleve me membranë të dyfishtë
Shkencëtarët kanë vërtetuar se strukturat që ofrojnë fotosintezën dhe frymëmarrjen u shfaqën në qelizë nëpërmjet simbiogjenezës. Kjo do të thotë, dikur ata ishin organizma të veçantë. Kjo shpjegon pse të dy mitokondritë dhe kloroplastet kanë ribozomet e tyre, ADN-në dhe ARN-në.
