Wypracowania

Procesy oddychania

Oddychanie jest to zespół procesów rozkładu złożonych substancji organicznych na prostsze związki, którym towarzyszy uwolnienie energii, skumulowanej następnie dzięki ATP.

Wyróżnia się następujące procesy oddechowe:

oddychanie tlenowe, czyli całkowite utlenienie substratu dzięki komórkowemu spalaniu tlenu,
oddychanie beztlenowe (fermentacja), czyli rozpad danego substratu na prostsze związki organiczne i dwutlenek węgla bez udziału tlenu.

ISTOTA ODDYCHANIA

Oddychanie jest procesem kluczowym dla funkcjonowania organizmu, ponieważ dostarcza mu energię biologicznie przydatną. Największą ilość energii organizm pozyskuje dzięki reakcji odłączenia cząsteczek wodoru od substratu i dalsze stopniowe przenoszenie go na tlen z wytworzeniem wody. Powstała w tej reakcji energia jest magazynowana w ATP.

Reakcja oddychania

C6H12O6 => H2O + CO2 + energia w ATP

Oddychanie komórkowe zachodzi w mitochondriach każdej komórki. Składa się ono z 3 głównych etapów:

GLIKOLIZA

Najważniejszą substancją dostarczającą organizmowi energię jest glukoza. Jest ona przekształcana przez enzymy w ciągu złożonych reakcji katalitycznych. Efektem końcowym tych procesów jest pirogronian.

W warunkach beztlenowych następuje częściowe utlenienie cząsteczki glukozy, którego produktami końcowymi są np. kwasy: mlekowy, octowy oraz etanol. W jej wyniku z 1 cząstki glukozy uwalniane są 2 cząsteczki ATP.

Jeżeli w komórce jest wystarczająca ilość tlenu, to zachodzi następny etap oddychania komórkowego:

CYKL KREBSA

Od pirogronianu w złożonym procesie enzymatycznym zostaje odłączony dwutlenek węgla Pirogronian zostaje przekształcony w kwas octowy, który następnie łączy się z koenzymem A (CoA) tworząc z nim acetylo-CoA, który podlega dalszym przemianom.

Acetylokoenzym A (Acetylo-CoA) łączy się z cząsteczką czterowęglowego kwasu szczawiooctowego. Powstaje w ten sposób kwas cytrynowy, sześciowęglowy związek organiczny. W szeregu dalszych reakcji od kwasu cytrynowego odłączają się atomy wodoru (protony i elektrony), dwie cząsteczki CO2. Odtworzony zostaje w ten sposób kwas szczawiooctowy, który przyłącza nową cząsteczkę acetylo-CoA. Możliwy jest dzięki temu kolejny obrót cyklu Krebsa.

ŁAŃCUCH ODDECHOWY

Atomy wodoru są stopniowo przenoszone za pośrednictwem szeregu przenośników. Przenośniki te to związki ulegające kolejno utlenieniu i redukcji. Dzięki ciągowi przenoszenia tatomów wodoru uwalniane są kolejno niewielkie ilości energii. Uwolniona energia jest magazynowana w ATP. Całkowite utlenienie jednej cząsteczki glukozy przy dostępie do odpowiedniej ilości tlenu, dostarcza w sumie 38 cząsteczek ATP.

PROCESY BIOCHEMICZNE W KTÓRYCH POWSTAJE ENERGIA MAGAZYNOWANA W ATP: