Најважније из лекције
План-резиме
-
Појам ћелијског дисања
- Процес у којем ћелије разлажу органске молекуле (глукозу) и постепено ослобађају енергију потребну за животне функције.
- Супротан је фотосинтези: глукоза се уз кисеоник разлаже на воду ($H_2O$) и угљен-диоксид ($CO_2$).
- Ослобођена енергија складишти се у молекулима АТП-а.
- Почетни корак је гликолиза (разлагање глукозе до пирувата), након чега процес иде аеробним или анаеробним путем.
-
Аеробно дисање
- Одвија се у присуству кисеоника (карактеристично за већину еукариота).
- Локација и ток процеса:
- Започиње у цитоплазми (гликолиза), наставља се у унутрашњости митохондрија (Кребсов циклус), а завршава на њиховој унутрашњој мембрани (транспортни ланац електрона).
- Енергетски принос:
- Настаје до 38 молекула АТП-а по молекулу глукозе.
- Улога кисеоника и ензима:
- Пренос енергије врши се протоком електрона; кисеоник је крајњи прималац електрона и гради воду.
- Ензим АТП-аза, смештен на набораној унутрашњој мембрани митохондрија, ствара АТП покретан протоком протона (попут турбине у хидроелектрани).
- Други извори енергије:
- Масти (масне киселине и глицерол) и протеини (амино-киселине) такође се могу укључити у процес, при чему масти дају највише енергије по граму.
-
Анаеробно дисање (Ферментација / Врење)
- Еволутивно старији процес добијања енергије у одсуству кисеоника (карактеристичан за прокариоте, али и неке еукариоте).
- Енергетски принос:
- Настају само 2 молекула АТП-а по молекулу глукозе (мање ефикасно, јер производи задржавају доста енергије).
- Типови ферментације и примери:
- Алкохолна ферментација: настају етил-алкохол и $CO_2$ (врше је нпр. квасци; користи се за алкохолна пића).
- Млечнокиселинска ферментација: настаје млечна киселина (врше је нпр. бактерије у производњи јогурта).
- Анаеробни рад скелетних мишића:
- При великом напору и недостатку кисеоника, мишићи прелазе на млечнокиселинску ферментацију.
- Нагомилавање млечне киселине изазива осећај умора и бола.
Ћелијско дисање је биохемијски процес у коме се органски молекули (пре свега глукоза) постепено разлажу ради ослобађања енергије неопходне за животне процесе ћелије.
Процес је супротан фотосинтези: глукоза се разлаже до воде (\( \text{H}_2\text{O} \)) и угљен-диоксида (\( \text{CO}_2 \)), при чему се ослобађа енергија.
АТП (аденозин-трифосфат) је универзални молекул у коме се складишти ослобођена енергија у ћелији.
Свако разлагање глукозе започиње у цитоплазми процесом гликолизе, при чему настаје пируват. Након тога, у зависности од присуства кисеоника, процес се наставља на два начина:
Аеробно дисање је процес разградње хране уз обавезно присуство кисеоника (\( \text{O}_2 \)). Карактеристично је за еукариотске организме.
Локација одвијања: Започиње у цитоплазми (гликолиза), наставља се у матриксу митохондрија (Кребсов циклус), а завршава на унутрашњој набораној мембрани митохондрија (ланац транспорта електрона).
Енергетски биланс: Потпуном разградњом једног молекула глукозе настаје до 38 молекула АТП-а.
Улога кисеоника: Кисеоник је крајњи прималац електрона у транспортном ланцу и спајањем са протонима гради воду (\( \text{H}_2\text{O} \)). Током процеса ослобађа се и угљен-диоксид (\( \text{CO}_2 \)).
АТП-аза је ензим смештен у унутрашњој мембрани митохондрија. Њен рад је налик турбини у хидроелектрани - покреће је проток протона кроз мембрану и синтетише велике количине АТП-а.
Осим глукозе, извор енергије могу бити и масти (разлажу се на глицерол и масне киселине) и протеини (разлажу се на аминокиселине). Посматрано по једном граму супстанце, масти ослобађају највише енергије.
Анаеробно дисање (ферментација) је добијање енергије у одсуству кисеоника. То је еволутивно старији процес који се у целини одвија у цитоплазми.
Енергетски биланс: Разлагањем једног молекула глукозе настају само 2 молекула АТП-а, јер производи врења и даље садрже велику количину неискоришћене хемијске енергије.
Основни типови ферментације:
- Алкохолна ферментација: Врше је квасци; крајњи производи су етил-алкохол и \( \text{CO}_2 \). Користи се у производњи хлеба и алкохолних пића.
- Млечнокиселинска ферментација: Врше је одређене бактерије; крајњи производ је млечна киселина. Користи се у производњи јогурта и сирева.
При интензивном физичком напору, када скелетни мишићи немају довољно кисеоника, прелазе на млечнокиселинску ферментацију. Нагомилани молекули млечне киселине изазивају осећај замора и бола у мишићима.
| Особина | Аеробно дисање | Анаеробно дисање (ферментација) |
|---|---|---|
| Присуство кисеоника | Неопходан (\( \text{O}_2 \)) | Без кисеоника |
| Место одвијања | Цитоплазма и митохондрије | Искључиво цитоплазма |
| Енергетски принос | Веома висок (до 38 АТП) | Низак (2 АТП) |
| Крајњи производи | \( \text{CO}_2 \) и \( \text{H}_2\text{O} \) | Млечна киселина или етил-алкохол + \( \text{CO}_2 \) |
| Карактеристично за | Еукариоте (већину животиња, биљака, гљива) | Прокариоте, квасце, људске мишиће при напору |
Ћелијско дисање: Процес ослобађања енергије из органских материја и њено складиштење у облику АТП-а.
Аеробни пут: Захтева кисеоник, дешава се у цитоплазми и митохондријама (уз помоћ ензима АТП-азе), производи велику количину енергије (до 38 АТП), а крајњи производи су \( \text{CO}_2 \) и \( \text{H}_2\text{O} \).
Анаеробни пут (ферментација): Одвија се без кисеоника у цитоплазми и даје свега 2 АТП. Може бити алкохолна (производи алкохол и \( \text{CO}_2 \)) или млечнокиселинска (производи млечну киселину).
Аеробни пут: Захтева кисеоник, дешава се у цитоплазми и митохондријама (уз помоћ ензима АТП-азе), производи велику количину енергије (до 38 АТП), а крајњи производи су \( \text{CO}_2 \) и \( \text{H}_2\text{O} \).
Анаеробни пут (ферментација): Одвија се без кисеоника у цитоплазми и даје свега 2 АТП. Може бити алкохолна (производи алкохол и \( \text{CO}_2 \)) или млечнокиселинска (производи млечну киселину).
