ODDYCHANIE TLENOWE

Oddychanie tlenowe zachodzi w mitochondriach. Substratami są związki organiczne, tlen, enzymy ADP i fosforan nieorganiczny.

C6H1206 + 6O2 => 6CO2 + 6H2O +36 ATP

Istnieją trzy etapy oddychania komórkowego:

1) glikoliza

2) cykl Krebsa

3) łańcuch oddechowy.

1. Glikoliza

Glikoliza zachodzi w cytoplazmie komórki, tlen nie jest potrzebny do jej zaistnienia. Glikoliza zachodzi również w oddychaniu beztlenowym.

W procesie glikolizy jedna cząsteczka glukozy zostaje przekształcona w 2 cząsteczki kwasu pirogronowego, w cząsteczkę ATP i 2 cząsteczki NADH2.

Kwas pirogronowy przechodzi do mitochondriów. Zachodzi tam proces przekształcenia kw. pirogronowego w dwuwęglowy związek aktywny - acetylokoenzym A. Proces ten nosi nazwę oksydacyjnej dekarboksylacji.

2. Cykl Krebsa

Acetylokoenzym A przechodzi do cyklu Krebsa.

Cykl Krebsa to kołowy cykl przemian.

Akceptorem acetylo CoA jest 4 węglowy kw. Szczawiooctowy- po ich połączeniu powstaje sześciowęglowy związek - kwas cytrynowy.

Kwas cytrynowy ulega dalszym przemianom, przez szereg produktów pośrednich dochodzi do ponownego powstania kwasu szczawiooctowego.

Podczas jednego pełnego cyklu Krebsa dochodzi do dwukrotnej dekarboksylacji i 4-krotnego odwodorowania.

Trzy cząsteczki wodoru łączą się w cząstce NAD, jedna z FAD.

3. Łańcuch oddechowy

Kolejnym etapem oddychania komórkowego jest łańcuch oddechowy, który jest ulokowany w grzebieniach mitochondrialnych. Wszystkie cząsteczki NADH2, jakie powstały wcześniej w glikolizie oksydacyjnej dekarboksylacji oraz w cyklu Krebsa oraz cząsteczki FADH2 przechodzą do łańcucha oddechowego.

BILANS ENERGETYCZNY ODDYCHANIA TLENOWEGO:

+W czasie procesy glikolizy wytwarzane są 2 cząsteczki NADH2 i 2 cząsteczki ATP.

+Podczas oksydacyjnej dekarboksylacji kwasu pirogronowego z 2 cząsteczek kwasu powstają 2 cząsteczki NADH2.

+W cyklu Krebsa powstaje 1 cząsteczka ATP, 3 cząsteczki NADH2 oraz 1 cząsteczka FADH2.

+Utlenienie 1 cząsteczki NADH2 w łańcuchu oddechowym daje 3 cząsteczki ATP.

+Utlenianie 1 cząsteczki FADH2 daje 2 cząsteczki ATP.

W sumie:

W całym procesie oddychania tlenowego z 1 cząsteczki glukozy powstaje 36 cząsteczek ATP, co stanowi 40 % wydajności.

60 % powstałej energii rozprasza się jako energia cieplna.

ODDYCHANIE BEZTLENOWE

Oddychanie beztlenowe przebiega u niektórych organizmów, przede wszystkim u bakterii, grzybów, a także u zwierzęcych pasożytów wewnętrznych. Substratem tego procesu jest najczęściej glukoza.

Glukoza przebiega w wielu etapach. Pierwszym jej etapem jest glikoliza. W jej wyniku powstają kwas pirogronowy, 2 cząsteczki ATP i 2 cząsteczki NADH2.

Przy braku tlenu w środowisku nie może dojść do utleniania NADH2 w łańcuchu oddechowym. Powstały kwas pirogronowy nie może być dalej utleniany. Doszłoby do nadmiernego nagromadzenia NADH2 w komórkach. Kwas pirogronowy podlega więc redukcji, która może być dwojaka - bezpośrednia lub pośrednia. Redukcji towarzyszy utlenianie NADH2 do NAD.

Końcowym produktem oddychania beztlenowego mogą być rożne związki organiczne. Są to między innymi alkohol etylowy, kw. mlekowy, masłowy.

RODZAJE ODDYCHANIA BEZTLENOWEGO:

Fermentacja alkoholowa

Rodzaj oddychania beztlenowego, które zachodzi w komórkach drożdży, w mięsistych owocach, w nasionach pokrytych twarda łupiną, w niektórych korzeniach o ile jest dużo wody w glebie.

Powstający w glikolizie kwas pirogronowy ulega dekarboksylacji. Powstaje aldehyd octowy, który redukowany jest do etanolu.

Fermentacja mlekowa

Rodzaj oddychania beztlenowego, które zachodzi w komórkach bakterii mlekowych oraz w mięśniach szkieletowych w warunkach niedoboru tlenu (przy silnym wysiłku fizycznym).

Kwas pirogronowy wytworzony w glikolizie ulega bezpośredniej redukcji do kwasu mlekowego.

Fermentacja mlekowa przeprowadzana przez bakterie jest wykorzystywana przez człowieka. Powoduje ona miedzy innymi kwaszenie mleka i kapusty.

W czasie rozkładu jednej cząsteczki glukozy podczas oddychania beztlenowego, powstają jedynie dwie cząsteczki ATP. Powstają one w czasie glikolizy.

---