Oddychanie polega na procesach rozkładu złożonych substancji organicznych na prostsze związki z uwolnieniem energii, skumulowanej w ATP. Procesy oddechowe można podzielić na: oddychanie tlenowe (całkowite utlenienie substratu kosztem tlenu) i oddychanie beztlenowe / fermentacja (rozpad substratu na prostsze związki organiczne i CO2 bez udziału tlenu).
Istotą oddychania jest otrzymanie energii. Zasadniczą reakcją dostarczającą jej jest odłączenie wodoru od substratu i stopniowe przenoszenie go na tlen z wytworzeniem wody, a uwalniana energia zostaje zmagazynowana w ATP.
Oddychanie komórkowe zachodzi w mitochondriach i składa się z 3 etapów:
– GLIKOLIZA – Podstawową substancją dostarczającą energii jest glukoza. Zostaje ona przekształcona w wyniku złożonych ciągów reakcji katalitycznych przez enzymy do pirogronianu. W warunkach beztlenowych produktami końcowymi są np. kwas mlekowy, octowy, etanol. Takie częściowe utlenienie jednej cząstki glukozy dostarcza 2 cząsteczek ATP. Jeżeli komórki mają do dyspozycji tlen, to przeprowadzają następny etap,
– CYKL KREBSA – pirogronian w złożonym procesie enzymatycznym po odłączeniu CO2, zostaje przekształcony w kwas octowy, który łączy się z koenzymem A (CoA) i tworzy acetylo-CoA, który podlega dalszym przemianom. Acetylo-CoA łączy się z kwasem szczawiooctowym (4C), w wyniku czego powstaje kwas cytrynowy (6C). Następuje potem szereg reakcji, w wyniku których odłączają się atomy wodoru (protony i elektrony), 2CO2 i odtworzony zostaje kwas szczawiooctowy, który przyłącza nową cząsteczkę acetylo-CoA i w ten sposób rozpoczyna się kolejny obrót cyklu,
– ŁAŃCUCH ODDECHOWY – Atomy wodoru zostają stopniowo przeniesione za pośrednictwem szeregu przenośników, związków ulegających kolejno utlenieniu i redukcji. Podczas tego przenoszenia uwalniane są kolejno niewielkie ilości energii, która jest magazynowana w ATP. Całkowite utlenienie cząsteczki glukozy w komórkach dysponujących odpowiednią ilością tlenu , dostarcza w sumie 38 cząst. ATP.
Reakja oddychania
C6H12O6 ŕ H2O + CO2 + en w ATP
Glikoliza
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ ŕ 2CH3COCOOH + 2ATP + 2NADH + H+
Fermentacja
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi ŕ 2CH3CHOHCOOH + 2ATP
Fermentacja alkoholowa
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi ŕ 2CH3CH2OH + 2 CO2+ 2ATP
FOTOSYNTEZA ODDYCHANIE
Proces enaboliczny wymaga energii Reakcja analizy – wyzwala się energia
Substraty: H2O, CO2Produkty: C6H12O6 Substr: C6H12O6Prod: H2o, CO2
Zachodzi w chloroplastach Zachodzi w mitochondriach
W chloroplastach jest równoległy układ błon W mitochondriach jest prostopadłe ułożenie błon
Faza jasna – dzień Cały czas
Optimum temp. 25-30 st. C Optimum temp.35-40 st.C
