BIOLOGIA KOMÓRKI

Zakład Biologii Roślin

Dr Anna Wilczek

Ćwiczenia 12.

Lokalizacja i przebieg oddychania

komórkowego

Oddychanie komórkowe



I etap:



Beztlenowe,



Na terenie cytozolu,



Substrat – np. glukoza, fruktoza,



Produkt - pirogronian



II etap:



Fermentacje



Reakcja pomostowa do acetylo- CoA



III etap:



Cykl Krebsa i łańcuch oddechowy

GLIKOLIZA



Występuje u wszystkich żywych
organizmów, prokariota i eukariota,
anaerobów i aerobów



Zlokalizowana jest w cytozolu



Nie wymaga obecności tlenu



Dostarcza stosunkowo niewielką
ilość energii z mola glukozy

Przebieg glikolizy

Rola

fermentacji

Odtworzenie

puli NAD

+

Rodzaje fermentacji



Mleczanowa



CO

2

COCH

6

OH+ NADH → 2CH

3

CHOHCOOH + NAD

+



Produkt: kwas mlekowy.



Zastosowanie:

○

w przemyśle mleczarskim (produkcja napojów mlecznych
fermentowanych, ukwaszanie mleka, śmietanki, dojrzewanie
serów)

○

w przemyśle warzywnym (kwaszenie ogórków i kapusty)

○

w przemyśle mięsnym (produkcja wędlin surowych, np.
metka, salami)

○

w przemyśle piekarskim (wchodzą w skład zakwasów
chlebowych, używanych przy produkcji pieczywa żytniego)



Występowanie: tkanka mięśniowa, bakterie mlekowe:

○

Lactococcus,

○

Leuconostoc (zakwasy przy wyrobie masła),

○

Lactobacillus bulgaricus (pałeczki, występujące w np. w
jogurcie)

○

Lactobacillus viridesces (zielenienie mięsa peklowanego i
surowych wędlin)



Alkoholowa



CO

2

COCH

6

OH+ NADH → 2C

2

H

5

OH + 2CO

2

+ NAD

+



Produkt: etanol



Występowanie: drożdże



Masłowa



CO

2

COCH

6

OH+ NADH → CH

3

CH

2

CH

2

COOH + 2CO

2

+

NAD

+



Produkt: kwas masłowy



Występowanie:

○

Bakterie glebowe Clostridium, laseczki wytwarzające
endospory.



Znaczenie:

○

Psucie pasteryzowanego mleka

○

Wzdęcia serów podpuszczkowych

○

Psucie konserw warzywnych i owocowych, oraz kiszonych pasz.

Rodzaje fermentacji

Budowa

mitochondriu

m

Oddychanie tlenowe przebiega

w mitochondrium



Transport pirogronianu do mitochondrium



Reakcja pomostowa – przemiana
pirogronianu do acetylo-CoA.



Cykl Krebsa – matriks; wytworzenie NADH
i FADH

2

oraz ATP



Łańcuch oddechowy – błona grzebieni;
energia zmagazynowana w NADH i FADH

2

wykorzystywana jest do wytworzenia ATP.

Reakcja pomostowa



Oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu.



Reakcja egzoergiczna i nieodwracalna.



Dehydrogenacja substratu (biorcą elektronów i
jonów H

+

jest NAD

+

).



Powstaje dwuwęglowa grupa acetylowa
(CH3CHO), która przyłączana jest do
cząsteczki koenzymu A (CoA).



Uwolnienie dwutlenku węgla.

Łańcuch oddechowy

4

4

2

Przestrzeń międzybłonowa

Macierz

Budowa syntetazy ATP

Syntetaza ATP

Reakcja

Zysk energetyczny

[cząsteczki ATP]

GLIKOLIZA (zysk z rozkładu 1 cząsteczki glukozy) - cytozol

Fosforylacja glukozy przez heksokinazę

-1

Fosforylacja przez ATP-fosfofruktokinazę

-1

Utlenianie NADH+H

+

w łańcuchu oddechowym (NADH+H

+

powstaje w

reakcji dehydrogenazy aldehydu fosfoglicerynowego)

6 (2x3)

Fosforylacje substratowe – reakcje k. fosfoglicerynianowej i

pirogronianowej

4 (2x2x1)

Zysk: 8 ATP / 2 ATP

DEKARBOKSYLACJA OKSYDACYJNA PIROGRONIANU (zysk z dwóch cząsteczek

pirogronianu które powstają w glikolizie) – matrix mitochondrialna

Utlenianie NADH+H

+

w łańcuchu oddechowym

6 (2x3)

Zysk: 6 ATP

CYKL KWASÓW TRÓJKARBOKSYLOWYCH (TCA) (zysk z przemiany 2 cząsteczek

acetylo-CoA) – matrix mitochondrialna

Utlenianie NADH+H

+

w łańcuchu oddechowym (NADH+H

+

powstaje w

reakcjiach dehydrogenaz izocytrynianowej, α-ketoglutaranowej,

jabłczanowej)

18 (3x2x3)

Utlenianie FADH w łańcuchu oddechowym (FAD powstaje w reakcji

dehydrogenazy bursztynianowej)

4 (2x2)

Fosforylacja substratowa (reakcja syntetazy bursztynylo-CoA)

2 (2x1)

Zysk: 24 ATP

Dziękuję

za

uwagę