2.12.2008

1

STANIČNO DISANJESTANIČNO DISANJEFotosinteza i aerobno disanje zatvaraju ciklusFotosinteza i aerobno disanje zatvaraju ciklus

STANIČNO DISANJE STANIČNO DISANJE –– TVARI DISANJATVARI DISANJA

1. Stupanj – velike biomolekule

Različiti proteini, polisaharidi i ulja razgrađuju se na osnovne komponente

2. Stupanj

Te komponente se različitim procesima razgrađuju do Piruvata, odnosno Acetil-CoA

3. Stupanj

On se kroz Krebsov ciklus razgrađuje do malih anorganskih molekula - vode, ugljika i amonijaka.

STANIČNO DISANJESTANIČNO DISANJE

Najvažniji rezervoar energije u stanici je ATP

Otkud stvarno ATP potječe odnosno u kojim reakcijama i gdje nastaje?

Jedna od reakcija je svakako primarna tvorba ATP u procesu fotosinteze. Ova vrsta tvorbe ATP povezana je sa svjetlosnom reakcijom fotosinteze -FOTOFOSFORILACIJA.

Živi organizmi međutim, imaju i druge načine proizvodnje ATP, a oni su povezani sa biološkom oksidacijom.

Principi biološke oksidacije isti su za sve organizme čak iako postoje razlike u detaljima kao što su one u respiratornom lancu koje postoje između biljaka i životinja.

STANIČNO DISANJESTANIČNO DISANJE Biološka oksidacija protječe u četiri stupnja ukoliko je predmet biološke

oksidacije ugljikohidrat (glukoza).

A. Glikoliza - Razgradnja glukoze do piruvata

B. Oksidativna dekarboksilacija piruvata - Relativno kratki korak tijekom kojeg nastaje 2-C tijelo porijeklom iz 3-C tijela (piruvata) nakon eliminacije CO2.

C. Ciklus limunske kiseline - Razgradnja 2-C tijela nastalog u stadiju B do CO2. Proces je poznat kao Krebsov ciklus ili još se susreće i naziv ciklus trikarbonske kiseline.

D. Završna oksidacija u respiratornom ciklusu - Vodik koji je izdvojen iz supstrata u stadiju od A do C u konačnici se spaja s O2 i nastaje voda. Za to je potreban transport H+ iona koji se odvija preko lanca redoks sustava, npr. preko transportnog sustava elektrona.

Energija koja se oslobađa prilikom ovog transporta koristi se za stvaranje ATP.

GLIKOLIZAGLIKOLIZA GLIKOLIZAGLIKOLIZA

Preko glikolize:

stvara piruvat i

2 ATP

bez utroška ili oslobađanja O2 i CO2.

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

2.12.2008

2

PRETVORBA PIRUVATA U ACETILPRETVORBA PIRUVATA U ACETIL--CoACoA CIKLUS CIKLUS LIMUNSKE LIMUNSKE KISELINEKISELINE

ZAVRŠNA OKSIDACIJA U ZAVRŠNA OKSIDACIJA U RESPIRATORNOM LANCURESPIRATORNOM LANCU

Transportni lanac elektrona tj. protona vodika dobivenih iz Krebsova ciklusa prevodi elektrone silazno u respiratornom lancu. Energija koja se pri tom procesu oslobodi koristi se za sintezu ATP.

Na kraju lanca vodik se oksidira do vode.

Serijski raspoređeni redoks sustavi u respiratornom lancu primaju elektrone od NADH+H+

oslobođen u ciklusu limunske kiseline. Vodikovi ioni ili prije elektroni prenose se sa lijeve na desnu stranu. Na desnoj strani lanca nalazi se kompleks citokrom oksidaza izgrađena od citokroma a. Citokrom oksidaze stvaraju direktni kontakt sa kisikom. Ime citokrom oksidaza dolazi od činjenice da taj kompleks prima elektrone iz citokroma c i oksidira ih. Elektroni koji su porijeklom iz Krebsova ciklusa tako reduciraju kisik koji u kombinaciji sa 2H+ iona daje vodu (H2O).

Reducirani FAD produkt je također Krebsova ciklusa, a prenosi svoje elektrone na citokrom b kompleks koji se potom prenose do kompleksa direktne citokrom oksidaze.

U respiratornom lancu se za svaku molekulu NADH+H+ oslobodi 3ATP odnosno 2ATP za svaki oksidirani FADH+H+.

TRANSPORTNI LANAC ELEKTRONATRANSPORTNI LANAC ELEKTRONA

STANIČNO DISANJESTANIČNO DISANJE ANAEROBNO DISANJEANAEROBNO DISANJE

U odsutnosti kisika Krebsov ciklus i transportni lanac elektrona ne mogu funkcionirati.

Pri niskim koncentracijama kisika (hipoksija) ili potpunom nedostatku kisika (anoksija) dolazi do ferementacijskog metabolizma piruvata (vrenje).

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

2.12.2008

3

ANAEROBNO DISANJEANAEROBNO DISANJE

Alkoholno vrenje:

PiruvatPiruvat dobiven glikolizom dekarboksilira se do acetaldehida, a

Acet aldehid se reducira do etanolaetanola.

Mliječno-kiselinsko vrenje:

Piruvat dobiven preko glikolize reducira se direktno do laktata

Energija dobivena u oba slučaja fermentacije ograničena je na 2ATP molekule koji se dobiju fosforilacijom supstrata.

DISANJE ČITAVE BILJKEDISANJE ČITAVE BILJKE

Mlado drveće na disanje troši oko 1/3 dnevne fotosintetske produkcije

Kod starog drveća to može iznositi i do 2/3.

Najveći intenzitet disanja kod tkiva koja rastu (pupovi koji se razvijaju), a najniži kod odrasloga vegetativnog tkiva.

Kad biljno tkivo dosegne zrelost intenzitet disanja je manje-više konstantan, odnosno polagano se smanjuje kako tkivo stari i umire.

Značajan porast disanja pri sazrijevanju plodova.

Koncentracija kisika ima snažan utjecaj na proces disanja. Korijenje koje raste duboko u tlu ili u vodi razvija posebne prilagodbe (pneumatofori, sustav intercelulara)

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)