Kvėpavimas ląstelėje

Tema	Biologija
Tipas	Konspektas
Aprašymas	Ląstelės yra atvrios termodinaminės sistemos, joms nuolat reikia papildyti prarastos vidinės energijos išteklius. Visos ląstelės joms būtiną energiją gauna skaidydamos organinius junginius. Autotrofinės ląstelės jų pasigamina pačios chemo ar foto sintezės būdu, heterotrofinės - gauna iš autotrofų ar kitų heterotrofų.
Patalpinta	2005-08-27
Parsisiuntė	1740
	Parsisiųsti7 KB

Išsamus aprašymas

Tačiaunei vienos, nei kitos tiesiogiai organiniuose junginiuose akumuliuotos energijos panaudoti negali, ji atsilaisvina tik organiniams junginiams skylant. Ši energija visada panaudojama pagrindinės ląstelės energetinės medžiagos ATP sintezei. Naudojami organiniai junginiai skaidomi iki CO2 ir H2O arba tarpinių produktų (pvz., etilo alkoholio). O gauta ATP panaudojama įvairiems ląstelės poreikiams.
Organinius junginius ląstelės skaido tiek aerobinėm, tiek anaerobinėm sąlygom. Procesas, kai organiniai junginiai skaidomi iki CO2 ir H2O aerobinėmis sąlygomis, o atsipalaidavusi energija naudojama ATP sintezei, vadinamas kvėpavimu. Kvėpuojant dažniausiai skaidomi angliavandeniai, o iš jų - heksozės (C6H12O6 - gliukozė).
Pirmoji stadija yra anaerobinė: C6H12O6  C3H6O3 + Q, kur 60% Q išsiskiria šilumos pavidalu, o 40% Q panaudojama 2ADP+P2+Q2ATP reakcijai.
Antroji stadija užrašoma lygtimi (kur Pi - neorganinis fosfatas):
2C3H6O3 + 6O2 + 36ADP + 36Pi  6CO2 + 36ATP + 42H2O
Taip kad iš viso aerobinio kvėpavimo metu iš ADP susintetinamos 2+36=38 ATP molekulės.
Energija iš ląstelės į ląstelę neperduodama, todėl kvėpavimas vyksta kiekvienoje gyvoje ląstelėje, jose esančių organoidų - mitochondrijų dėka. Mitochondrijos vadinamos ląstelės energetinėmis jėgainėmis. Mitochondrijos - tai viduląstelinės oksidacijos centrai, jose egzistuoja kvėpavimo ir ATP sintezės sistemos.
Kiekvieną mitochondriją gaubia apvalkalėlis, sudarytas iš dviejų membranų. Vidinė sritis vadinama matriksu, o vidinės membranos raukšlės - kristomis. Kristose ir matrikse, veikiant įvairiems fermentams, vyksta kvėpavimo procesai. Įvairiems poreikiams ląstelės sunaudoja apie 30% išsiskyrusios energijos, kita energijos dalis virsta šiluma, kuri savo ruožtu greitina chemines reakcijas. Kartais dalis energijos gali virsti šviesa (jonvabaliai).
Anaerobinis organinių medžiagų skaidymas vadinamas rūgimu. Tai procesas, kai organinė medžiaga skaidoma ne iki CO2 ir H2O, bet iki tarpinių produktų. Rūgimo produktų cheminė prigimtis priklauso nuo organizmo ypatumų. Anaerobinis organinių junginių skaidymas nenaudingas dėl mažos energijos išeigos (18 kartų mažiau efektyvus nei aerobinis).
Daugumai mikroorganizmų rūgimas yra pagrindinis ar net vienintelis energijos gavimo būdas. Rūgimo produktai jų gyvybinių funkcijų neveikia, tačiau labai didelė rūgimo produktų koncentracija pražūtinga net patiems mikroorganizmams (pvz., mielės žūva, kai jos pagamina 16 - 17% alkoholio).

Energijos virsmai organizme

Medžiagų ir energijos apykaita yra svarbiausia gyvybės egzistavimo sąlyga, viena svarbiausių gyva ir negyva skiriančių savybių.
Medžiagų (energijos) apykaita susideda iš dviejų viens kitam priešingų procesų - asimiliavimo (anabolizmo) ir disimiliavimo (katabolizmo).
Asimiliavimas. Sintezė sudėtingų junginių iš paprastesnių, organinių iš neorganinių, vienų organizmų pagamintų medžiagų pavertimas kitų organizmų specifinėmis medžiagomis. Asimiliavimas būne dvejopas - autotrofinis ir heterotrofinis. Svarbesnis yra autotrofinis, nes šiuo būdu iš neorganinių medžiagų, naudojant saulės ar kitą energiją, gaunama pirminė organinė medžiaga - pirminė produkcija. Heterotrofinis asimiliavimas daug paprastesnis. Iš esmės tai vienų organinių medžiagų vertimas kitomis.
Disimiliavimas. Sudėtingų organinių medžiagų (junginių) skaidymas į paprastesnius junginius, arba galutinius skilimo produktus CO2 ir H2O, bei atpalaidavimas jų molekulėse akumuliuotos energijos, būtinos ląstelių gyvybei palaikyti. Dėl to asimiliavimas vyksta vienodai ir autotrofinėse, ir heterotrofinėse ląstelėse.
Asimiliavimas ir disimiliavimas yra glaudžiai susiję ir vienas nuo kito priklausantys procesai. Disimiliavimui naudojami asimiliavimo produktai.
Jei asimiliuojama daugiau nei disimiliuojama, tai šis asimiliacijos produktų perteklius organizme kaupiasi atsarginių medžiagų pavidalu (pvz., augalai kaupia krakmolą. Svarbiausios atsarginės medžiagos: baltymai, riebalai ir angliavandeniai). Toks kūno masės (biomasės) prieaugis vadinamas produkcija. Tai kūno masės arba jame esančios energijos augimo greitis. Mūsų kūno masė didėja, kai augame arba tunkame.
Kai organizmas asimiliuoja tiek, kiek disimiliuoja, biomasė nekinta.
Organinę medžiagą gali produkuoti iš tikrųjų tik producentai (gamintojai), kurių dauguma - žalieji augalai. Visi kiti organizmai - tik vartotojai. Kai didėja augalo masė, tai masės prieaugis - pirminė, arba tikroji produkcija, tuo tarpu žmogaus arba kitų vartotojų masės didėjimas - antrinė, tretinė ir t.t produkcija. Vartotojai tik perdirba maiste esančias organines medžiagas į savo kūno medžiagas, o patys jų neprodukuoja. Ta energija, kuri yra sukaupta vartotojų kūnuose, buvo augalinėje biomasėje, jie ją tik pasisavino, o ne patys pagamino. Todėl ji nėra pirminė.

Raktiniai žodžiai

• anaerobinis kvepavimas
• lasteles kvepavimas
• kvepavimas lasteleje