Informacija

3: Kvėpavimas – biologija

3: Kvėpavimas – biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Autorius Dr. Ingrid Waldron ir Jennifer Doherty, Pensilvanijos universiteto Biologijos katedra, CC-BY-NC 4.0.

Keturi eksperimentai ir bioinžinerijos projektavimo iššūkis, tiriantis alkoholio fermentaciją.

  • 3.1: Mielių protokolas
    Alkoholinė fermentacija yra pagrindinis procesas, kurį mielių ląstelės naudoja ATP gamybai. ATP molekulės suteikia energijos tokia forma, kurią ląstelės gali panaudoti ląsteliniams procesams, pavyzdžiui, siurbti jonus į ląstelę arba iš jos ir sintetinti reikalingas molekules. Mielės yra vienaląsčiai grybai. Žmonės naudoja mieles duonai, vynui ir alui gaminti. Savo eksperimentui naudosite mažus rudus mielių grūdelius, kuriuos galite nusipirkti, jei norite gaminti duoną.

Įvadas į kvėpavimo tipus

Kvėpavimas yra procesas, kurio metu organizmai keičiasi dujomis tarp savo kūno ląstelių ir aplinkos. Nuo prokariotinių bakterijų ir archejų iki eukariotinių protistų, grybų, augalų ir gyvūnų – visi gyvi organizmai patiria kvėpavimą. Kvėpavimas gali reikšti bet kurį iš trijų proceso elementų.

Pirmas, kvėpavimas gali reikšti išorinį kvėpavimą arba kvėpavimo procesą (įkvėpimą ir iškvėpimą), dar vadinamą ventiliacija. Antra, kvėpavimas gali reikšti vidinį kvėpavimą, tai yra dujų difuzija tarp kūno skysčių (kraujo ir intersticinio skysčio) ir audinių. Pagaliau, kvėpavimas gali reikšti medžiagų apykaitos procesus, kai biologinėse molekulėse sukaupta energija paverčiama naudinga energija ATP pavidalu. Šis procesas gali apimti deguonies suvartojimą ir anglies dioksido gamybą, kaip matyti aerobiniame ląstelių kvėpavime, arba gali būti nenaudojamas deguonis, kaip anaerobinio kvėpavimo atveju.

Pagrindiniai dalykai: kvėpavimo tipai

  • Kvėpavimas yra dujų mainų tarp oro ir organizmo ląstelių procesas.
  • Trys kvėpavimo tipai apima vidinį, išorinį ir ląstelinį kvėpavimą.
  • Išorinis kvėpavimas yra kvėpavimo procesas. Tai apima dujų įkvėpimą ir iškvėpimą.
  • Vidinis kvėpavimas apima dujų mainus tarp kraujo ir kūno ląstelių.
  • Ląstelinis kvėpavimas apima maisto pavertimą energija. Aerobinis kvėpavimas yra ląstelių kvėpavimas, kuriam reikalingas deguonis anaerobinis kvėpavimas ne.

3.6 Ląstinio kvėpavimo apžvalga

Kaip priversti automobilį judėti? Žinoma, jūs deginate benziną variklyje! Degančio benzino energija fiziškai judina variklį, kuris perduoda galią per transmisiją į ratus. Ląstelėse esančios mitochondrijos iš esmės yra maži varikliai, deginantys gliukozę visus procesus, kurių reikia ląstelėms išgyventi!

Tiesą sakant, mitochondrijos – ir procesas aerobinis kvėpavimas kad juose naudojami – yra daug efektyvesni nei vidaus degimo varikliai. Per procesus glikolizė, Krebso ciklas, ir elektronų transportavimo grandinė, gliukozės ryšiuose sukaupta energija efektyviai perduodama ATP molekulių ryšiams. Jei šie procesai nepavyksta dėl deguonies trūkumo, ląstelė vis tiek gali išgyventi naudojant procesą fermentacija. Kadangi šie dalykai tikrai bus AP teste, geriau juos suprasti. Taigi, likite su mumis ir mes pateiksime viską, ką reikia žinoti apie ląstelių kvėpavimą!

Ląstelių kvėpavimas yra medžiagų apykaitos procesas ląstelėse, kurio metu iš biologinių makromolekulių išgaunama energija, kad susidarytų ATP. Tada šis ATP gali būti naudojamas svarbioms reakcijoms visoje ląstelėje, kurios padeda ląstelei palaikyti homeostazę, augti ir daugintis.

Yra du ląstelių kvėpavimo tipai: Anaerobinis kvėpavimas ir aerobinis kvėpavimas. Abi šios ląstelių kvėpavimo formos prasideda nuo gliukozės skilimo, o šis procesas žinomas kaip glikolizė. Pati glikolizė išskiria nedidelį kiekį ATP. Tada ląstelių kvėpavimo procesas tęsiasi vienu iš 2 kelių. Jeigu ten yra yra deguonies, ląstelės atliks procesą aerobinis kvėpavimas. Šis procesas siunčia piruvatą per Krebso ciklą, kuris skatina elektronų transportavimo grandinę gaminti daug ir daug ATP.

Jeigu ten yra nėra deguonies, ląstelės atlieka anaerobinis kvėpavimas per procesą fermentacija. Fermentacija pati negamina jokio ATP, nors dalis jų perdirbama elektronų nešėjų molekulės naudojamas glikolizei. Glikolizės procesas prideda prie šių molekulių elektronų ir vandenilio atomų, o fermentacija naudoja šias molekules, kad sukurtų tokias molekules kaip etanolis arba pieno rūgštis. Tai leidžia elektronų nešiklio molekulėms grįžti į glikolizės procesą, užtikrinant, kad ląstelė vis dar gali gaminti nedidelį ATP kiekį.

Žmonės, kiti gyvūnai ir augalai beveik išimtinai naudoja aerobinį kvėpavimą. Kai mums pradeda trūkti deguonies (pavyzdžiui, kai sportuojame ar sulaikome kvėpavimą po vandeniu), mūsų ląstelės naudos pieno rūgšties fermentaciją, kad išgyventų. Tačiau šis procesas gali išlaikyti mūsų ląsteles tik trumpą laiką. Tokie organizmai kaip mielės gali atlikti alkoholio fermentaciją ir gali išgyventi ilgą laiką. Tiesą sakant, taip gaminami alkoholiniai gėrimai.

Pagalvokite apie tai... nors ląstelių kvėpavimo sudėtingumas, į kurį ketiname pasinerti, gali atrodyti kaip stabdymas, jie negali būti svarbesni. Ląstelės visame kūne nuolat naudoja ląstelinį kvėpavimą, kad gamintų ATP, kad galėtų atlikti įvairius veiksmus. Jūsų smegenų neuronai gamina ATP, kad įjungtų jonų siurblius, leidžiančius jiems siųsti signalus. Jūsų raumenų ląstelės nuolat gamina ATP, kad aprūpintų baltymus, kurie leidžia raumenims susitraukti. Netgi tokie organai, apie kuriuos nepagalvotumėte, pavyzdžiui, inkstai, gamina nuolatinį ATP tiekimą, kad galėtų atlikti visas reakcijas, kurių reikia, kad jūsų kūnas būtų homeostazėje.

Kai pradedame nagrinėti sudėtingą biochemiją, kuri leidžia kvėpuoti ląsteliniu būdu, atminkite, kad nereikia įsiminti konkrečių fermentų pavadinimų arba žinoti visus susijusius reagentus. AP testas jus patikrins, jei suprasite, kaip energija teka per procesą. Turėdami tai omenyje, pažvelkime į pirmąjį ląstelių kvėpavimo procesą: glikolizę.

Glikolizė prasideda nuo energetikos investicijų etapas. Šios fazės metu 2 ATP molekulės naudojamos gliukozei suskaidyti iš 6 anglies molekulės į dvi 3 anglies gliceraldehido 3-fosfato molekules. Galite atpažinti G3P nes jis taip pat gaminamas kaip gliukozės pirmtakas per Kalvino ciklą kaip fotosintezės dalis. (Norėdami atnaujinti, galite peržiūrėti vaizdo įrašą 3.6 skyriuje.)

Po šio energijos investavimo etapo „atsipirkimas“ arba energijos surinkimo fazė vyksta. Šios fazės metu G3P paverčiamas piruvatu procese, kuris gamina 4 ATP. Taip pat turėtumėte pastebėti, kad šio atsipirkimo etapo pradžia užpildo 2 NAD+ elektronų nešiklius elektronais ir sukuria 2 NADH molekules. Todėl visas glikolizės procesas gamina 2 piruvato molekules, 2 grynąjį ATP ir 2 užpildytus elektronų nešiklius. Tai, kas atsitiks su šiomis molekulėmis, priklauso nuo to, ar ląstelė turi prieigą prie deguonies, ar ne.

Jei deguonies nėra, šios molekulės patenka į fermentacijos procesą. Fermentacija į piruvato molekules prideda elektronus ir vandenilio atomus iš NADH. Tai nesukuria daugiau ATP ir gali palikti ląstelę pilna nuodingos pieno rūgšties arba etanolio, jei tai trunka per ilgai. Tačiau procesas veikia perdirbti elektronų nešiklius, todėl glikolizės procesas gali pereiti kitą ciklą. Tai leidžia ląstelei gaminti pakankamai ATP išgyventi.

Tačiau jei yra deguonies, glikolizės produktai patenka į procesą aerobinis kvėpavimas. Nors šiuos procesus panagrinėsime toliau, bendra apžvalga yra gana paprasta. Piruvato molekulės palieka citoplazmą ir patenka į ląstelės mitochondrijas. Šis ciklas sukuria nedidelį kiekį ATP ir sukuria daug daugiau užpildytų elektronų nešėjų. Šie elektronų nešikliai, taip pat tie, kurie susidarė glikolizės metu, patenka į elektronų transportavimo grandinę, kad pamaitintų oksidacinis fosforilinimas. Šis procesas gamina daug daugiau ATP nei bet kuris ankstesnis procesas, leidžiantis ląstelėms išgauti didžiausią energijos kiekį iš vienos gliukozės molekulės.

Jei ląstelėje yra deguonies, glikolizės produktai pradės aerobinio kvėpavimo procesą. Šis procesas prasideda nuo Krebso ciklas. Krebso ciklas gamina anglies dioksidas nes jis suskaido piruvato molekules į vis mažesnes dalis. Jis taip pat gamina nedidelį kiekį ATP. Tačiau didžioji dalis energijos, išgaunamos Krebso cikle, nusėda į elektronų nešiklius, įskaitant NADH ir FADH2. Greitai pažvelkime į sudėtingą ciklą, leidžiantį šią didžiulę energijos transformaciją!

Krebso ciklas yra labai sudėtingas, o AP biologijos egzamino tikslais reikia suprasti tik keletą pagrindinių dalių. Pirma, molekuliniu lygmeniu ciklas yra reakcijų, kurias katalizuoja specifiniai fermentai, serija. Nors kai kurios iš šių reakcijų yra grįžtamos, kitos gali vykti tik viena kryptimi. Pastebėsite, kad pirmoji ciklo metu sukurta molekulė yra citratas arba citrinų rūgštis. Štai kodėl Krebso ciklas taip pat žinomas kaip "citrinos rūgšties ciklas.”

Panašiai kaip Kalvino ciklas, vykstantis fotosintezės metu, Krebso ciklas iš esmės yra ciklas, kuriame anglies junginiai sujungiami energiją taupančiais būdais. Tačiau šio ciklo tikslas yra išgauti energiją iš šių anglies grandinių, o ne kaupti energiją anglies grandinėse. Matome, kad ši energija iš ciklo išeina keliuose taškuose. Dalis energijos išeina iš ciklo kaip naujos ATP molekulės. Tačiau didžioji dalis energijos, išgaunamos Krebso cikle, patenka į elektronų nešiklio molekules, tokias kaip FADH.2 ir NADH. Šios molekulės neša energiją į elektronų transportavimo grandinė, kurį pamatysime toliau.

Paskutinė pastaba apie Krebso ciklą, kurią studentai dažnai nesupranta, yra ta, kad Krebso ciklas gali apdoroti ne tik gliukozės molekules. Tiesą sakant, mes paprastai sutelkiame dėmesį į gliukozę, nes tai yra labiausiai paplitusi molekulė, kurią jūsų kūnas naudoja energijai. Tačiau jūsų kūnas taip pat gali suskaidyti baltymus ir riebalų molekules į anglies grandines, iš kurių jie yra pagaminti. Krebso ciklas gali panaudoti šias molekules elektronų pernešimo grandinei, užtikrindamas, kad išliktumėte gyvi net tada, kai nėra gliukozės.

Gerai, apibendrinant, mes žiūrime į bendras aerobinio kvėpavimo procesas, kuris yra vienas iš dviejų ląstelių kvėpavimo tipų. Mes matėme, kaip glikolizės metu gliukozė suskaidoma į piruvatą. Tada ši piruvato molekulė gali patekti į mitochondrijų matricą, kur ji patenka į Krebso ciklą. Viso šio proceso metu daugelis elektronų nešiklio molekulių yra užpildytos elektronais ir vandenilio atomais. Šios elektronų nešiklio molekulės patenka į elektronų transportavimo grandinę, esančią ant vidinės mitochondrijų membranos.

Elektronų transportavimo grandinė prasideda taip, kaip yra Krebso cikle sukurti elektronų nešikliai atskirtas nuo vandenilio atomų ir elektronų kad jie neša. Tada šie elektronai teka per seriją integralūs membraniniai baltymai ant vidinės mitochondrijų membranos. Šie baltymai naudoja energiją iš elektronų perdavimo į siurbti vandenilio jonus į tarpmembraninę erdvę. Šie vandenilio jonai susikoncentruoja tarpmembraninėje erdvėje ir ATP sintazė gali naudoti šį vandenilio jonų gradientą, kad pridėtų fosfatų grupes į ADP molekules, kad sukurtų ATP. Šių fosfatų grupių pridėjimas prie ADP molekulių yra žinomas kaip "fosforilinimas. Visas procesas, kurį atlieka elektronų transportavimo grandinė mitochondrijose, yra žinomas kaip „oksidacinis“ fosforilinimas nes deguonis yra galutinis elektronų akceptorius grandinės gale.

Tai galime palyginti su fotofosforilinimo procesu, matomu chloroplastų tilakoidinėje membranoje. Ši elektronų transportavimo grandinė iš esmės yra tokia pati, nes ji naudoja elektronų energiją, kad sukurtų vandenilio jonų gradientą, kuris maitina ATP sintazę. Tačiau ši grandinė naudoja NADPH kaip galutinį elektronų akceptorių, o ne deguonį.

Taigi, elektronų transportavimo grandinės maitina abu energijos kaupimas fotofosforilinimo būdu fotosintezėje ir šios energijos išsiskyrimas per oksidacinį fosforilinimą aerobiniame kvėpavime. Štai ir viskas! Dabar apžvelgėme visą procesą ląstelinis kvėpavimas!


8. Kvėpavimas

1 . Kvėpavimas yra maisto skaidymo procesas, kad būtų išleista energija, esant deguoniui.

2 . Yra dviejų tipų kvėpavimas:

3 . Aerobinis kvėpavimas – tai maisto skaidymas gyvose ląstelėse, kad, esant deguoniui, būtų išleistas didelis energijos kiekis.

4 . Anaerobinis kvėpavimas yra maisto skaidymas gyvose ląstelėse, kad būtų išleistas nedidelis energijos kiekis, kai trūksta deguonies.

8.2 Žmogaus kvėpavimo sistema.
1 . Kvėpavimas yra mechaninis procesas, kurio metu oras patenka į plaučius ir pašalinamas iš plaučių.

2 . Įkvėptas ir iškvėptas oras:

1) Įkvėptas oras yra žemesnis nei kūno temperatūra.

2) Iškvėptas oras yra maždaug toks pat kaip kūno temperatūra.

8.3 Žmogaus dujų mainai.

1 . Kvėpavimo sistemą sudaro:

  • Plaučiai.
  • Nosis.
  • Burna.
  • Trachėja.
  • Bronchai (bronchai sg.)
  • Bronchioliai.
  • Alveolės (alveolės sg.)

2 . Žmogaus dujų mainų sistema:

8.1 pav. Žmogaus dujų mainų sistema (atviras kairysis plautis, kad būtų rodomos alveolės)

3 . Įkvėpimas ir galiojimo laikas:

8.2 pav. (a) Įkvėpimas ir (b) iškvėpimas.
A) Įkvėpimas yra aktyvus procesas, apimantis:

B) Išorinių tarpšonkaulinių raumenų susitraukimas traukia šonkaulį į viršų ir į išorę, o diafragmos raumenų susitraukimas lemia diafragmos išsilyginimą.

C) Grynasis rezultatas yra krūtinės ląstos (kūno dalies tarp kaklo ir pilvo, kurioje yra širdis ir plaučiai) tūris.

D) Taip sumažėja slėgis krūtinės ląstoje.

E) Tada oras įsiurbiamas į plaučius, pripučiant alveoles, kol vidinis slėgis prilygsta atmosferos slėgiui.

F) Galiojimo pabaiga yra pasyvus procesas.

G) Iškvėpimo metu susitraukia tik vidiniai tarpšonkauliniai raumenys. Šonkauliai krenta, daugiausia dėl savo svorio.

H) Diafragma atsipalaiduoja ir krintančio šonkaulių narve priverčia ją į kupolo formą.

I) Sumažėja krūtinės ląstos tūris.

J) Tada spaudimas daromas orui plaučiuose, išstumiant jį.

K) Priverstinio kvėpavimo metu, pvz., mankštos ar čiaudėjimo metu, iškvėpimas tampa daug aktyvesnis ir stipresnis, nes šonkauliai intensyviau judinami žemyn, o diafragma – aukštyn.

4 . Alveolių struktūra:

A) Alveolėse vyksta dujų mainai tarp oro maišeliuose ir kraujo kapiliaruose, supuose kiekvieną alveolę.

B) Atstumas, per kurį turi difunduoti dujos, yra apie 0,01 mm – dviejų ląstelių sluoksnių storio.

C) Plona drėgmės plėvelė dengia alveolės sienelės paviršių. Nustatyta, kad jame yra cheminės medžiagos, mažinančios paviršiaus įtampą. Dėl to plaučius lengviau išpūsti įkvepiant. Be šios cheminės medžiagos ar paviršinio aktyvumo medžiagos alveolės subyrėtų ir suliptų kaskart, kai oras išeis iš plaučių.


Glikolizė

Glikolizė yra metabolizmo kelias, kurio metu viena gliukozės molekulė (C6H12O6) fermento pagalba virsta piruvo rūgštimi. Glikolizė vyksta ląstelės citoplazmoje tiek anaerobinio, tiek aerobinio kvėpavimo metu. Jis taip pat žinomas kaip EMP kelias, ty Embden-Meyerhof-Parnas kelias, pavadintas vokiečių biochemikų Gustavo Embdeno, Otto Meyerhofo ir Jakubo Karolio Parnas vardu, kurie pirmą kartą atrado glikolizės procesą 1918 m. Glikolizė taip pat vadinama Entnerio-Doudoroff keliu.

Gliklizės ypatybės

Glikolizės žingsnis

Glikolizės reakcija susideda iš šių trijų etapų:

  1. Gliukozės fosforilinimas arba parengiamoji fazė
  2. Fruktozės-1, 6-difosfato skilimas
  3. 3 anglies piruvato arba piruvo rūgšties susidarymas

Gliukozės fosforilinimas arba parengiamoji fazė

1. Pirmajame etape gliukozė yra fosforilinama ATP (adenozintrifosfatu), dalyvaujant Mg++, kad susidarytų gliukozės-6-fosfatas, dalyvaujant fermentui heksokinazei.

2. Izomerizacijos procese gliukozės 6-fosfatas fosfogliukoizomerazės fermento pagalba izomerizuojamas į fruktozės 6-fosfatą.

3. Fruktozė 6-fosfatas fosforilinamas ATP ir fermento fosfofruktokinazės pagalba, kad susidarytų fruktozė 1, 6-bisfosfatas ir ADP (adenozindifosfatas).

Fruktozės-1, 6-bisfosfato skilimas

4. Fruktozės 1,6-difosfatas suskaidomas į du triozės (3 anglies molekulių) fosfatus, tokius kaip dihidroksiacetono fosfatas ir 3 fosfogliceraldehidas, naudojant fermentą aldolazę. Dihidroksiacetono fosfatas fermento triozės fosfato izomerazės pagalba paverčiamas 3 fosfogliceraldehidu. Tokiu atveju reakcija yra grįžtama. Čia iš vieno fruktozės 1, 6-bifosfato skilimo susidaro dvi 3-fosfogliceraldehido molekulės.

3 anglies piruvato arba piruvo rūgšties susidarymas

5. NAD (nikotinamido adenino dinukleotido), H3PO4 (fosforo rūgšties) ir fermento fosfogliceraldehido dehidrogenazės pagalba 3 fosfogliceraldehidas oksiduojamas iki 1,3-difosfoglicerino rūgšties ir NADH2.

6. Šiame 1 etape 3 difosfoglicerino rūgštis perneša fosforo rūgštį į ADP, susidarant 3 fosfoglicerino rūgštims ir ATP fermento fosfoglicerino rūgšties kinazės pagalba.

7. Kitame etape 3 fosfoglicerino rūgštis fermento fosfogliceromutazės pagalba paverčiama 2 fosfoglicerino rūgštimi.

8. Tada 2 fosfoglicerino rūgštis paverčiama 2 fosfoenolio piruvine rūgštimi, naudojant fermentą enolazę, kuri išskiria vieną vandens molekulę.

9. Tai paskutinis glikolizės etapas, kai pašalinus fosforą 2 fosfoenolio piruvo rūgštis paverčiama piruvo rūgštimi, taip iš ADP susintetinama viena ATP molekulė. Šį žingsnį katalizuojantis fermentas yra piruvo rūgšties kinazė.

Taigi bendrame procese iš kiekvienos gliukozės molekulės susidaro dvi piruvo rūgšties molekulės. Gyvūnų, įskaitant žmones, glikogenas yra raumenų ir kepenų ląstelėse, yra fosforilinamas glikogeno fosforilazės fermento, dalyvaujant neorganiniam fosfatui, į gliukozės 1 fosfatą. Panašiai augalų ląstelių krakmolas krakmolo fosforilaze paverčiamas gliukozės 1-fosfatu. Tada fermentas fosfogliukomutazė gliukozės 1-fosfatą paverčia gliukozės 6-fosfatu. Tada gliukozės 6-fosfatas oksiduojamas glikolizės keliu.

Taigi, kai viena gliukozės (6C) molekulė vyksta glikolizės reakcijose, visas procesas gali būti pavaizduotas taip:

Šiuo atveju glikolizės fazėje sunaudojamos 2 ATP molekulės.

Taigi grynasis glikolizės pelnas yra:

Glikolizės reikšmė


5 laboratorijos programos 3 pavyzdys

Įvadas
Ląstelių kvėpavimas yra fermentų sukeltų reakcijų, kurios išskiria energiją iš angliavandenių, serija. Jis prasideda citozolyje su glikolize ir baigiasi mitochondrijose. Ląstelių kvėpavimą galima apibendrinti su tokia lygtimi:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 686 kilokalorijos energijos/molis oksiduotos gliukozės

Ląstelių kvėpavimas gali būti matuojamas keliais skirtingais būdais, tačiau šiame eksperimente naudojamas deguonies suvartojimas. Norėdami tai padaryti, jis naudoja keletą fizikinių dujų dėsnių, įskaitant lygtį, PV = nRT, kur P reiškia slėgį, V - tūrį, n - molekulių skaičių, R - dujų konstantą ir T - temperatūrą. Šis dėsnis parodo daugybę šių veiksnių sąsajų ir kaip jie veikia vienas kitą.

Šiame eksperimente lyginami dygstančių ir nedygstančių žirnių kvėpavimo dažniai. Daiginimas – tai sėklos augimo procesai. Sėklos lukštui sulaužyti reikia daug energijos, o jai toliau augant energijos poreikis didėja. Norint pasiekti šią energiją, reikia kvėpuoti, todėl sėklai dygstant jos kvėpavimo dažnis didėja. Tačiau nedygančios sėklos yra ramybės būsenoje ir labai mažai kvėpuoja. Kad sėkla gyvuotų, turi įvykti tam tikras kvėpavimas.

Hipotezė
Dygstančių žirnių ląstelių kvėpavimo greitis bus didesnis nei sausų, o temperatūra turės tiesioginės įtakos šiam greičiui.

Medžiagos
Šiai laboratorijai reikėjo kambario temperatūros vonios ir 10°C vonios, ledo, 100 ml graduoto cilindro, 50 dygstančių žirnių, popierinių rankšluosčių, 150 ml vandens, sausų žirnelių, karoliukų, šešių buteliukų su pritvirtintais kamščiais ir pipetėmis, sugeriančios medvilnės , 5 ml pipetė, 15 % KOH, nesugerianti medvilnė, maskavimo juosta ir laikmatis.

Metodai
Paruošta kambario temperatūros vonia ir 10°C vonia. 100 ml graduotas cilindras buvo pripildytas 50 ml vandens. Tada buvo pridėti 25 dygstantys žirniai ir nustatytas bei užrašytas išstumto vandens kiekis. Tada žirniai buvo išimti ir sudėti ant popierinio rankšluosčio, kol jų prireiks respirometrui 1. Tada graduotas cilindras vėl pripildytas 50 ml vandens. Pridėta 25 sausų žirnių ir dedama karoliukų, kol tūris prilygsta dygstančių žirnių tūriui. Žirniai ir karoliukai buvo pašalinti ir sudėti ant popierinio rankšluosčio, kad būtų galima naudoti Respirometre 2. Pripildžius graduotą cilindrą 50 ml vandens, įpilama karoliukų, kol tūris vėl prilygsta dygstančių žirnių tūriui. Jie buvo pašalinti ir sudėti į popierinį rankšluostį, skirtą naudoti Respirometre 3.
Aukščiau nurodytos procedūros buvo pakartotos, kad būtų paruoštas antrasis dygstančių žirnių, sausų žirnių ir karoliukų rinkinys bei karoliukai, skirti naudoti 4, 5 ir 6 respirometruose. Respirometrai buvo paruošti, pirmiausia įdedant nedidelį sugeriančios medvilnės gabalėlį į apačią. kiekvieną respirometrą ir prisotinkite jį 15% KOH, būkite atsargūs, kad jo nepatektų ant buteliuko šonų. Tada ant KOH mirkytos medvilnės buvo uždėtas nesugeriančios medvilnės gabalas. Pirmasis dygstančių žirnių, žirnių ir karoliukų bei karoliukų rinkinys buvo pridėtas prie 1, 2 ir 3 respirometrų. Tada antrasis rinkinys buvo pridėtas prie 4, 5 ir 6 respirometrų.
Kiekvienai vandens voniai buvo sukurtas maskavimo juostos diržas, kad respirometrai išliktų iš vandens pusiausvyros metu. 1, 2 ir 3 respirometrai buvo patalpinti į kambario temperatūros vonią, o respirometrai 4, 5 ir 6 – į 10 °C vandens vonią. Respirometrams buvo leista nusibalansuoti 10 minučių, o po to jie buvo visiškai panardinti į vandens vonią. Jie buvo patikrinti, ar nėra sandarumo, ir buvo atliktas pirminis rodmuo. Tada papildomi rodmenys buvo imami kas 5 minutes 20 minučių.


Žodžiai, kuriuos reikia žinoti

Aerobinis kvėpavimas: Kvėpavimas, kuriam reikalingas deguonies buvimas.

Anaerobinis kvėpavimas: Kvėpavimas, kuriam nereikia deguonies.

ATP (adenozino trifosfatas): Didelės energijos molekulė, kurią ląstelės naudoja energijos reikalaujantiems procesams, tokiems kaip biosintezė (cheminių junginių gamyba), augimas ir judėjimas, valdyti.

Kapiliarai: Labai plonos kraujagyslės, kurios jungia venas prie arterijų.

Difuzija: Atsitiktinis molekulių judėjimas, vedantis į grynąjį molekulių judėjimą iš didelės koncentracijos srities į mažos koncentracijos sritį.

Fermentacija: Cheminė reakcija, kurios metu angliavandeniai, pavyzdžiui, cukrus, paverčiami etilo alkoholiu.

Gill: Kai kurių gyvūnų kvėpavimui naudojamas organas, susidedantis iš daugelio specializuotų audinių su klostėmis. Tai leidžia gyvūnui pasisavinti vandenyje ištirpusį deguonį ir išstumti į vandenį anglies dioksidą.

Gliukozė: taip pat žinomas kaip cukrus kraujyje, paprastas cukrus, suskaidomas ląstelėse gaminant energiją.

Glikolizė: Serija cheminių reakcijų, vykstančių ląstelėse, kurių metu gliukozė paverčiama piruvatu.

Hemoglobinas: Kraujo baltymas, galintis jungtis su deguonimi.

Pieno rūgštis: Panašus į laktatą, cheminis junginys, susidarantis ląstelėse iš piruvato, kai nėra deguonies.

Piruvatas: Paprastesnis junginys gliukozė suskaidoma glikolizės proceso metu.

Trachėja: Kvėpavimui naudojamas vamzdelis.

Antra, kvėpavimas taip pat reiškia chemines reakcijas, vykstančias ląstelėse, kurių metu maistas sudeginamas ir paverčiamas anglies dioksidu bei vandeniu. Šiuo atžvilgiu kvėpavimas yra atvirkštinė fotosintezė – augaluose vykstantys cheminiai pokyčiai, kurių metu anglies dioksidas ir vanduo paverčiami sudėtingais organiniais junginiais. Siekiant atskirti nuo pirmosios kvėpavimo reikšmės, šis maisto produktų deginimas taip pat vadinamas aerobiniu kvėpavimu.


Elektroninio transporto traukinyje

Elektronų pernešimas ir oksidacinis fosforilinimas yra trečiasis ir paskutinis aerobinio ląstelių kvėpavimo etapas. Elektronų transportavimo grandinė yra baltymų kompleksų ir elektronų nešiklio molekulių, randamų eukariotinių ląstelių mitochondrijų membranoje, serija. Per daugybę reakcijų citrinų rūgšties cikle susidarę „didelės energijos“ elektronai perduodami deguoniui. Proceso metu per vidinę mitochondrijų membraną susidaro cheminis ir elektrinis gradientas, kai vandenilio jonai išpumpuojami iš mitochondrijų matricos į vidinę membranos erdvę. ATP galiausiai gaminamas oksidacinio fosforilinimo būdu – procesu, kurio metu ląstelės fermentai oksiduoja maistines medžiagas. Baltymų ATP sintazė naudoja elektronų transportavimo grandinės pagamintą energiją ADP fosforilinimui (molekulei pridedant fosfato grupę) į ATP. Dauguma ATP generuojasi elektronų transportavimo grandinėje ir ląstelių kvėpavimo oksidacinio fosforilinimo stadijoje.


Žiūrėti video įrašą: Respiratory System - Introduction. Physiology. Biology. FuseSchool (Gegužė 2022).