Oddychanie Podczas wykonywania różnych ćwiczeń czy asan konieczne jest prawidłowe oddychanie. W każdym konkretnym przypadku odpowiedni jest określony rodzaj oddychania. Poniżej omówimy niektóre z

Odwrócony oddech brzuszny - „Oddychanie taoistyczne” „Oddychanie taoistyczne” jest stosowane podczas uprawiania sztuk walki. Pozwala szybko zwiększyć energię organizmu, pod warunkiem, że wdychasz i wydychasz powietrze przez nos. Podczas wdechu wciągasz żołądek, maksymalnie go napełniając

Oddychanie klatką piersiową – oddychanie mocy Ten rodzaj oddychania wykorzystywany jest w celu uzyskania siły podczas ciężkiej pracy fizycznej, takiej jak noszenie ciężkich przedmiotów, przetaczanie dużych kamieni i ciężkich pni drzew, a także podczas treningu sportowców i nurków oraz w sztukach walki

We wszystkich żywych komórkach
Glukoza jest utleniana przez tlen
Na dwutlenek węgla i wodę,
To uwalnia energię.

Oddychanie komórkowe (średni poziom trudności)

0. Etap przygotowawczy
W układzie pokarmowym złożone substancje organiczne rozkładają się na prostsze (białka na aminokwasy, skrobia na glukozę, tłuszcze na glicerol i kwasy tłuszczowe itp.). W ten sposób uwalniana jest energia, która jest rozpraszana w postaci ciepła.

1. Glikoliza
Zachodzi w cytoplazmie, bez udziału tlenu (beztlenowy). Glukoza utlenia się do dwóch cząsteczek kwasu pirogronowego, co wytwarza energię w postaci 2 ATP i bogatych w energię elektronów na nośnikach.

2. Utlenianie PVK w mitochondriach
Zachodzi w mitochondriach. PVC jest utleniany przez tlen do dwutlenku węgla, który wytwarza elektrony bogate w energię. Redukują tlen, w wyniku czego powstaje woda i energia dla 36 ATP.

Fermentacja i oddychanie tlenowe

Fermentacja składa się z glikolizy (2 ATP) i konwersji PVA do kwasu mlekowego lub alkoholu + dwutlenku węgla (0 ATP). Łącznie 2 ATP.

Tlen oddychanie składa się z glikolizy (2 ATP) i utleniania PVK w mitochondriach (36 ATP). Razem 38 ATP.

Mitochondria

Pokryty dwiema membranami. Błona zewnętrzna jest gładka, wewnętrzna ma narośla wewnętrzne - cristae, zwiększają one powierzchnię błony wewnętrznej, aby umieścić na niej jak najwięcej enzymów oddychania komórkowego.

Wewnętrzne środowisko mitochondriów nazywa się matrix. Zawiera kolisty DNA i małe (70S) rybosomy, dzięki czemu mitochondria samodzielnie wchodzą w skład swoich białek, dlatego nazywane są organellami półautonomicznymi.

W procesie całkowitego rozkładu glukozy powstały 684 cząsteczki ATP. Ile cząsteczek glukozy uległo rozkładowi? Ile cząsteczek ATP powstaje w wyniku glikolizy? Wpisz dwie liczby w kolejności określonej w zadaniu, bez separatorów (spacji, przecinków itp.).

Odpowiedź

Podczas glikolizy powstały 84 cząsteczki kwasu pirogronowego. Ile cząsteczek glukozy uległo rozkładowi, a ile cząsteczek ATP powstaje podczas jej całkowitego utlenienia? Wpisz dwie liczby w kolejności określonej w zadaniu, bez separatorów (spacji, przecinków itp.).

Odpowiedź

Do dysymilacji doszło 15 cząsteczek glukozy. Określ ilość ATP po glikolizie, po etapie energetycznym i całkowity efekt dysymilacji. Zapisz trzy liczby w kolejności określonej w zadaniu, bez separatorów (spacji, przecinków itp.).

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Rozkład lipidów na glicerynę i kwasy tłuszczowe zachodzi w
1) etap przygotowawczy metabolizmu energetycznego
2) proces glikolizy
3) tlenowy etap metabolizmu energetycznego
4) podczas wymiany tworzywa sztucznego

Odpowiedź

Wszystkie wymienione poniżej znaki, z wyjątkiem dwóch, można wykorzystać do opisania procesu oddychania tlenem. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są oznaczone.
1) proces tlenowy
2) cząsteczka glukozy rozkłada się na dwie cząsteczki kwasu mlekowego
3) Powstaje 36 cząsteczek ATP
4) przeprowadzane w mitochondriach
5) energia gromadzi się w dwóch cząsteczkach ATP

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Ile cząsteczek ATP magazynuje się podczas glikolizy?
1) 2
2) 32
3) 36
4) 40

Odpowiedź

1. Ustal zgodność między procesami i etapami katabolizmu: 1) przygotowawczy, 2) glikoliza, 3) oddychanie komórkowe. Wpisz cyfry 1, 2, 3 w kolejności odpowiadającej literom.
A) synteza 2 cząsteczek ATP
B) utlenianie kwasu pirogronowego do dwutlenku węgla i wody
B) hydroliza złożonych substancji organicznych
D) rozkład glukozy
D) rozpraszanie uwolnionej energii w postaci ciepła
E) synteza 36 cząsteczek ATP

Odpowiedź

2. Ustal zgodność między cechami i etapami metabolizmu energetycznego: 1) przygotowawczy, 2) beztlenowy, 3) tlenowy. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) Powstaje kwas pirogronowy
B) proces zachodzi w lizosomach
C) syntetyzuje się ponad 30 cząsteczek ATP
D) wytwarzana jest tylko energia cieplna
D) proces zachodzi na cristae mitochondriów
E) proces zachodzi w hialoplazmie

Odpowiedź

3. Ustal zgodność między procesami i etapami metabolizmu energetycznego: 1) przygotowawczy, 2) beztlenowy, 3) tlenowy. Wpisz cyfry 1-3 w kolejności odpowiadającej literom.
A) rozkład hydrolityczny substancji organicznych
B) beztlenowy rozkład glukozy
B) reakcje cykliczne
D) tworzenie się PVC
D) przepływ w mitochondriach
E) rozpraszanie energii w postaci ciepła

Odpowiedź

Wszystkie wymienione poniżej objawy, z wyjątkiem dwóch, opisują reakcje zachodzące podczas metabolizmu energetycznego u człowieka. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są oznaczone.
1) tworzenie się tlenu z wody
2) synteza 38 cząsteczek ATP
3) rozkład glukozy na dwie cząsteczki kwasu pirogronowego
4) redukcja dwutlenku węgla do glukozy
5) powstawanie dwutlenku węgla i wody w komórkach

Odpowiedź

Ustal zgodność pomiędzy procesem a etapem metabolizmu energetycznego, na którym zachodzi ten proces: 1) beztlenowy, 2) tlenowy. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) transport elektronów wzdłuż łańcucha transportowego
B) całkowite utlenienie do CO2 i H2O
B) tworzenie kwasu pirogronowego
D) glikoliza
D) synteza 36 cząsteczek ATP

Odpowiedź

1. Ustal kolejność etapów utleniania cząsteczek skrobi podczas metabolizmu energetycznego
1) tworzenie cząsteczek PVA (kwasu pirogronowego).
2) rozkład cząsteczek skrobi na disacharydy
3) powstawanie dwutlenku węgla i wody
4) tworzenie cząsteczek glukozy

Odpowiedź

2. Ustalić sekwencję procesów zachodzących na każdym etapie metabolizmu energetycznego człowieka.
1) rozkład skrobi do glukozy
2) całkowite utlenianie kwasu pirogronowego
3) wejście monomerów do komórki
4) glikoliza, tworzenie dwóch cząsteczek ATP

Odpowiedź

3. Ustalić sekwencję procesów zachodzących podczas metabolizmu węglowodanów w organizmie człowieka. Zapisz odpowiedni ciąg liczb.
1) rozkład skrobi pod wpływem enzymów ślinowych
2) całkowite utlenienie do dwutlenku węgla i wody
3) rozkład węglowodanów pod wpływem enzymów soku trzustkowego
4) beztlenowy rozkład glukozy
5) wchłanianie glukozy do krwi i transport do komórek organizmu

Odpowiedź

4. Ustalić sekwencję procesów utleniania cząsteczki skrobi podczas metabolizmu energetycznego. Zapisz odpowiedni ciąg liczb.
1) tworzenie kwasu cytrynowego w mitochondriach
2) rozkład cząsteczek skrobi na disacharydy
3) utworzenie dwóch cząsteczek kwasu pirogronowego
4) utworzenie cząsteczki glukozy
5) powstawanie dwutlenku węgla i wody

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Na etapie przygotowawczym metabolizmu energetycznego substancjami wyjściowymi są
1) aminokwasy
2) polisacharydy
3) monosacharydy
4) kwasy tłuszczowe

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Gdzie zachodzi beztlenowy etap glikolizy?
1) w mitochondriach
2) w płucach
3) w przewodzie pokarmowym
4) w cytoplazmie

Odpowiedź

1. Ustal zgodność między cechami metabolizmu energetycznego a jego etapem: 1) glikoliza, 2) utlenianie tlenu
A) zachodzi w warunkach beztlenowych
B) występuje w mitochondriach
B) powstaje kwas mlekowy
D) powstaje kwas pirogronowy
D) Syntetyzuje się 36 cząsteczek ATP

Odpowiedź

2. Ustal zgodność między znakami i etapami metabolizmu energetycznego: 1) glikoliza, 2) oddychanie. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) występuje w cytoplazmie
B) Przechowuje się 36 cząsteczek ATP
C) występuje na cristae mitochondriów
D) Tworzy się PVC
D) występuje w matrix mitochondrialnej

Odpowiedź

3. Ustal zgodność między cechą a etapem metabolicznym, do którego należy: 1) glikoliza, 2) rozkład tlenu. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) PVC rozkłada się na CO2 i H2O
B) glukoza rozkłada się do PVC
C) syntezowane są dwie cząsteczki ATP
D) Syntetyzuje się 36 cząsteczek ATP
D) powstały na późniejszym etapie ewolucji
E) występuje w cytoplazmie

Odpowiedź

Ustal zgodność między procesami metabolizmu energetycznego a jego etapami: 1) beztlenowym, 2) tlenowym. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) rozkład glukozy w cytoplazmie
B) synteza 36 cząsteczek ATP

D) całkowite utlenienie substancji do CO2 i H2O
D) tworzenie kwasu pirogronowego

Odpowiedź

1. Ustal zgodność między charakterystyką metabolizmu energetycznego a jego etapem: 1) przygotowawczy, 2) glikoliza. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) występuje w cytoplazmie
B) występuje w lizosomach
C) cała uwolniona energia jest rozpraszana w postaci ciepła
D) w wyniku uwolnionej energii syntezowane są 2 cząsteczki ATP
D) biopolimery rozkładają się na monomery
E) glukoza rozkłada się do kwasu pirogronowego

Odpowiedź

2. Ustal zgodność między procesami i etapami oddychania komórkowego: 1) przygotowawczy, 2) glikoliza. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) występuje w hialoplazmie komórek
B) zachodzi przy udziale enzymów hydrolitycznych lizosomów
B) rozszczepianie biopolimerów na monomery
D) proces powstawania energii dla beztlenowców
D) Tworzy się PVC

Odpowiedź

Które stwierdzenia dotyczące etapów metabolizmu energetycznego są prawdziwe? Wskaż trzy stwierdzenia prawdziwe i zapisz liczby, pod którymi są one oznaczone.
1) Beztlenowy etap metabolizmu energetycznego zachodzi w jelicie.
2) Beztlenowy etap metabolizmu energetycznego zachodzi bez udziału tlenu.
3) Etap przygotowawczy metabolizmu energetycznego polega na rozszczepieniu makrocząsteczek na monomery.
4) Aerobowy etap metabolizmu energetycznego zachodzi bez udziału tlenu.
5) Etap tlenowy metabolizmu energetycznego zachodzi przed utworzeniem produktów końcowych CO2 i H2O.

Odpowiedź

Ustal zgodność pomiędzy procesem a etapem metabolizmu energetycznego, w którym zachodzi: 1) beztlenowy, 2) tlenowy
A) rozkład glukozy
B) synteza 36 cząsteczek ATP
B) powstawanie kwasu mlekowego
D) całkowite utlenienie do CO2 i H2O
E) tworzenie PVK, NAD-2N

Odpowiedź

1. Wszystkie cechy wymienione poniżej, z wyjątkiem dwóch, służą do opisania organelli komórki eukariotycznej pokazanej na rysunku. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są oznaczone:


3) organelle dwumembranowe
4) przeprowadza syntezę ATP
5) rozmnaża się przez podział

Odpowiedź

2. Wszystkie cechy wymienione poniżej, z wyjątkiem dwóch, służą do opisania organelli komórki eukariotycznej pokazanej na rysunku. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są oznaczone:
1) błona wewnętrzna tworzy tylakoidy
2) wewnętrzna jama organoidu - zręb
3) organelle dwumembranowe
4) przeprowadza syntezę ATP
5) rozmnaża się przez podział

Odpowiedź

3. Wszystkie poniższe cechy, z wyjątkiem dwóch, można wykorzystać do opisu mitochondriów. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w Twojej odpowiedzi.
1) nie dzielą się przez całe życie komórki
2) posiadają własny materiał genetyczny
3) są jednomembranowe
4) zawierają enzymy fosforylacji oksydacyjnej
5) mają podwójną membranę

Odpowiedź

4. Wszystkie poniższe cechy, z wyjątkiem dwóch, można wykorzystać do opisu budowy i funkcji mitochondriów. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w Twojej odpowiedzi.
1) rozkładają biopolimery na monomery
2) zawierają wzajemnie połączone ziarna
3) mają kompleksy enzymatyczne zlokalizowane na cristae
4) utleniają substancje organiczne, tworząc ATP
5) mają błonę zewnętrzną i wewnętrzną

Odpowiedź

5. Wszystkie poniższe cechy, z wyjątkiem dwóch, można wykorzystać do opisu budowy i funkcji mitochondriów. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w Twojej odpowiedzi.
1) rozszczepianie biopolimerów na monomery
2) rozkład cząsteczek glukozy do kwasu pirogronowego
3) utlenianie kwasu pirogronowego do dwutlenku węgla i wody
4) magazynowanie energii w cząsteczkach ATP
5) powstawanie wody przy udziale tlenu atmosferycznego

Odpowiedź

Wszystkie wymienione poniżej procesy, z wyjątkiem dwóch, dotyczą metabolizmu energetycznego. Wskaż dwa procesy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są oznaczone.
1) oddychanie
2) fotosynteza
3) synteza białek
4) glikoliza
5) fermentacja

Odpowiedź

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Jakie są cechy biologicznych procesów utleniania?
1) duża prędkość i szybkie uwalnianie energii w postaci ciepła
2) udział enzymów i gradacja
3) udział hormonów i niska prędkość
4) hydroliza polimerów

Odpowiedź

Wybierz trzy cechy budowy i funkcji mitochondriów
1) wewnętrzna membrana tworzy grana
2) są częścią rdzenia
3) syntetyzować własne białka
4) biorą udział w utlenianiu substancji organicznych do dwutlenku węgla i wody
5) zapewniają syntezę glukozy
6) są miejscem syntezy ATP

Odpowiedź

Reakcje etapu przygotowawczego metabolizmu energetycznego zachodzą w
1) chloroplasty roślinne
2) kanały siateczki śródplazmatycznej
3) lizosomy komórek zwierzęcych
4) ludzkie narządy trawienne
5) Aparat Golgiego eukariontów
6) wakuole trawienne pierwotniaków

Odpowiedź

Co jest charakterystyczne dla etapu tlenowego procesu energetycznego?
1) występuje w cytoplazmie komórki
2) Powstają cząsteczki PVC
3) występujący we wszystkich znanych organizmach
4) proces zachodzi w matrix mitochondrialnej
5) występuje wysoka wydajność cząsteczek ATP
6) istnieją reakcje cykliczne

Odpowiedź

Przeanalizuj tabelę „Etapy metabolizmu energetycznego węglowodanów w komórce”. Dla każdej komórki oznaczonej literą wybierz odpowiedni termin lub koncepcję z podanej listy.
1) Aparat Golgiego
2) lizosomy
3) utworzenie 38 cząsteczek ATP
4) utworzenie 2 cząsteczek ATP
5) fotosynteza
6) faza ciemna
7) aerobik
8) plastik

Odpowiedź

Przeanalizuj tabelę „Metabolizm energii”. Dla każdej litery wybierz odpowiedni termin z podanej listy.
1) beztlenowy
2) tlen
3) presyntetyczny
4) przygotowawcze
5) dwie cząsteczki kwasu pirogronowego
6) dwie cząsteczki ATP
7) fosforylacja oksydacyjna
8) glikoliza

Odpowiedź

Ustal zgodność między procesami i etapami metabolizmu energetycznego: 1) beztlenowy, 2) przygotowawczy. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) cząsteczki skrobi ulegają rozkładowi
B) Syntetyzuje się 2 cząsteczki ATP
B) występują w lizosomach
D) biorą udział enzymy hydrolityczne
D) powstają cząsteczki kwasu pirogronowego

Odpowiedź

Wiadomo, że mitochondria są półautonomicznymi organellami komórek tlenowych organizmów eukariotycznych. Wybierz z poniższego tekstu trzy stwierdzenia, które w znaczący sposób wiążą się z opisanymi powyżej cechami i zapisz liczby, pod którymi są one oznaczone. (1) Mitochondria to dość duże organelle zajmujące znaczną część cytoplazmy komórki. (2) Mitochondria mają swój własny kolisty DNA i małe rybosomy. (3) Korzystając z mikrofotografii żywych komórek, odkryto, że mitochondria są ruchliwe i plastyczne. (4) Komórki organizmów wymagające do procesów oddychania wolnego tlenu cząsteczkowego utleniają PVC w mitochondriach do dwutlenku węgla i wody. (5) Mitochondria można nazwać stacjami energetycznymi komórki, ponieważ uwolniona w nich energia jest magazynowana w cząsteczkach ATP. (6) Aparat jądrowy reguluje wszystkie procesy życiowe komórki, w tym aktywność mitochondriów.

Odpowiedź

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Oddychanie tkankowe lub komórkowe to zespół reakcji biochemicznych zachodzących w komórkach organizmów żywych, podczas których następuje utlenianie węglowodanów, lipidów i aminokwasów do dwutlenku węgla i wody. Uwolniona energia magazynowana jest w wiązaniach chemicznych związków wysokoenergetycznych (cząsteczki kwasu adenozynotrifosforowego i innych związków wysokoenergetycznych) i może zostać wykorzystana przez organizm w miarę potrzeb. Zaliczany do grupy procesów katabolicznych. Na poziomie komórkowym rozróżnia się dwa główne rodzaje oddychania: tlenowy (z udziałem utleniacza, tlenu) i beztlenowy. Jednocześnie fizjologiczne procesy transportu tlenu do komórek organizmów wielokomórkowych i usuwania z nich dwutlenku węgla są uważane za funkcję oddychania zewnętrznego.

Oddychanie aerobowe. W cyklu Krebsa większość cząsteczek ATP powstaje w wyniku fosforylacji oksydacyjnej na ostatnim etapie oddychania komórkowego: do łańcucha transportu elektronów. Następuje tu utlenianie NADH i FADH 2, redukowane w procesach glikolizy, beta-oksydacji, cyklu Krebsa itp. Energia uwalniana podczas tych reakcji wynika z łańcucha nośników elektronów zlokalizowanych w wewnętrznej błonie mitochondriów (w prokariota - w błonie cytoplazmatycznej) przekształca się w transbłonowy potencjał protonowy. Enzym syntaza ATP wykorzystuje ten gradient do syntezy ATP, przekształcając jego energię w energię wiązań chemicznych. Szacuje się, że z cząsteczki NADH można wytworzyć w tym procesie 2,5 cząsteczki ATP, a FADH 2 – 1,5 cząsteczki. Ostatnim akceptorem elektronów tlenowego łańcucha inhalacyjnego jest tlen.

Oddychanie beztlenowe to biochemiczny proces utleniania substratów organicznych lub wodoru cząsteczkowego z wykorzystaniem oddechowego ETC jako końcowego akceptora elektronów zamiast O2 i innych środków utleniających o charakterze nieorganicznym lub organicznym. Podobnie jak w przypadku oddychania tlenowego, uwolniona podczas reakcji swobodna energia jest magazynowana w postaci transbłonowego potencjału protonowego, który syntaza ATP wykorzystuje do syntezy ATP.

Brzuszny oddech przeprowadza się poprzez skurcz przepony i mięśni brzucha wraz z resztą ścian klatki piersiowej. Podczas wdechu ramiona opadają, mięśnie piersiowe słabną, a przepona kurczy się i opada. Zwiększa to podciśnienie w jamie klatki piersiowej, a dolna część płuc wypełnia się powietrzem. Jednocześnie wzrasta ciśnienie w jamie brzusznej i żołądek wystaje. Podczas wydechu przepona rozluźnia się, unosi, a ściana brzucha powraca do pierwotnej pozycji.

Podczas oddychania przeponowego masowane są narządy wewnętrzne. Najczęściej ten rodzaj oddychania występuje u mężczyzn. Występuje również, gdy dana osoba odpoczywa, zwykle podczas snu.

Niżej klatka piersiowa oddech angażuje mięśnie międzyżebrowe. W wyniku skurczu mięśni klatka piersiowa rozszerza się na zewnątrz i do góry, powietrze dostaje się do płuc i następuje wdychanie. Podczas dolnego oddychania napełniana jest tylko część płuc i aktywowane są tylko żebra, ale reszta ciała pozostaje nieruchoma. W rezultacie nie zachodzi pełny proces wymiany gazowej.

Oddychanie dolną klatką piersiową jest zwykle stosowane przez kobiety. Korzystają z niego także osoby, które często przyjmują pozycję siedzącą, ponieważ aby czytać lub pisać, zawsze muszą pochylić się do przodu.

Górny klatka piersiowa oddech powstaje w wyniku pracy mięśni obojczyków. Podczas wdechu obojczyki i ramiona unoszą się, a powietrze dostaje się do płuc. W tym przypadku trzeba włożyć sporo wysiłku, gdyż zwiększa się częstotliwość wdechów i wydechów, a dopływ tlenu okazuje się znikomy. Ten rodzaj oddychania można celowo wywołać poprzez wciągnięcie brzucha. Tylko niewielka część płuc uczestniczy w oddychaniu górną klatką piersiową, a wymiana gazowa zachodzi niecałkowicie. W rezultacie powietrze nie jest odpowiednio oczyszczone i ogrzane.

Kobiety uciekają się do tego rodzaju oddychania podczas porodu.

Mieszany Lub kompletny oddech wprawia w ruch cały aparat oddechowy. Jednocześnie u człowieka pracują wszystkie rodzaje mięśni, w tym przepona, a płuca są w pełni wentylowane.

Takie oddychanie usuwa toksyny, pobudza metabolizm i odnawia organizm.

W takim przypadku oddychanie może być zarówno głębokie, jak i płytkie. Płytki oddech jest lekki i szybki. Częstość oddechów wynosi do 60 ruchów na minutę. W takim przypadku wykonywany jest cichy wdech i głośny, intensywny wydech. Pozwala to rozładować napięcie wszystkich mięśni ciała. Przy płytkim oddychaniu płuca są tylko częściowo wypełnione powietrzem.

Tylko małe dzieci oddychają płytko. Im starsze dziecko, tym mniej oddechów bierze na minutę. Oddech osoby dorosłej staje się głęboki. Podczas głębokiego oddychania częstotliwość maleje, płuca napełniają się powietrzem tak bardzo, jak to możliwe. Objętość wdychana przekracza dopuszczalną normę.

Ale czy takie oddychanie jest korzystne dla naszego zdrowia? I Który w ogóle typ oddechowy Jest najlepszy?

Podstawowe pojęcia i terminy kluczowe: ODDYCHANIE KOMÓRKOWE. ODDYCHANIE BEZTLENOWE. ODDYCHANIE AEROBOWE.

Pamiętać! Co to jest oddychanie?

Ćwiczenie wprowadzające

Określ kolejność procesów trawiennych w organizmie człowieka po przedostaniu się kawałka ciasta czekoladowo-bananowego do jamy ustnej: d) trawienie w jamie ustnej białek, tłuszczów i węglowodanów w dwunastnicy; e) powolne mielenie żywności i jej nawilżanie; m) rozkład węglowodanów obecnych w ciastku przez amylazy ślinowe;

f) wbijanie pokarmu w grudki i ich przemieszczanie się przez przełyk do żołądka; i) końcowe trawienie złożonych cząsteczek przez ścianę i wchłanianie małych cząsteczek do krwi i limfy; p) rozkład białek ciastek i tłuszczów mlecznych w żołądku; i) transport aminokwasów, kwasów tłuszczowych i glukozy do komórek za pomocą krwi i limfy. Jakie słowo otrzymałeś?

Jakie jest biologiczne znaczenie oddychania komórkowego?

Głównymi składnikami odżywczymi komórek są aminokwasy, kwasy tłuszczowe i glukoza. Oddychanie to proces, w wyniku którego te substancje rozkładają się i uwalniają energię chemiczną. Istnieją dwa główne typy oddychania komórkowego: beztlenowe i tlenowe.

ODDYCHANIE Tlenowe to zespół procesów biologicznego utleniania składników odżywczych i wytwarzania energii przy udziale tlenu. Rozkład substancji organicznych następuje wraz z utworzeniem końcowych produktów utleniania H 2 O i CO 2. Oddychanie tlenowe jest charakterystyczne dla zdecydowanej większości komórek eukariotycznych. Glikoliza rozpoczyna się w cytoplazmie i trwa w mitochondriach.

Podczas utleniania tlenowego tlen służy jako akceptor (odbiornik) elektronów i protonów wodoru, tworząc wodę. Oddychanie tlenowe jest najbardziej zaawansowaną metodą pozyskiwania energii. Jego efekt energetyczny jest około 20 razy większy niż w przypadku oddychania beztlenowego.

Procesy oddychania w komórkach organizmów z różnych królestw przyrody żywej są pod wieloma względami podobne. Oznakami podobieństwa jest powstawanie tak uniwersalnych substancji, jak kwas pirogronowy i ATP, wykorzystanie tlenu jako akceptora elektronów i wodoru, rozkład na produkty końcowe H 2 O i CO 2 itp.

Zatem ODDYCHANIE KOMÓRKOWE to zespół procesów biologicznego utleniania składników odżywczych z uwolnieniem energii chemicznej, która jest akumulowana w ATP.

Jakie procesy leżą u podstaw oddychania beztlenowego komórek?

Większość komórek wykorzystuje głównie glukozę do uwalniania energii podczas oddychania. Co ciekawe, istnieją komórki (np. komórki mózgu, komórki mięśni szkieletowych, dojrzałe krwinki czerwone), które otrzymują energię wyłącznie z cząsteczek tego monosacharydu.

Dlaczego glukoza jest głównym źródłem energii dla komórek? Polarne cząsteczki glukozy bardzo dobrze oddziałują z wodą, dzięki czemu przemieszczają się w komórce łatwo i szybko, a ich transport do wnętrza komórki odbywa się na drodze ułatwionej dyfuzji, która nie wymaga nakładu energii. Ponadto glukoza może być przekształcana przez komórki w węglowodany rezerwowe: w komórce roślinnej – w skrobię, w komórkach zwierzęcych i grzybowych – w glikogen.

Najstarszym i najbardziej uniwersalnym procesem beztlenowego rozkładu glukozy jest glikoliza (z greckiego słodki i rozszczepiający), która zachodzi w cytoplazmie komórek. Glikoliza to zespół reakcji enzymatycznych zapewniających beztlenowy rozkład cząsteczek glukozy z utworzeniem kwasu mlekowego i ATP. Glikoliza jest procesem wspólnym dla oddychania beztlenowego i tlenowego. Efekt energetyczny glikolizy wynosi około 200 kJ (120 kJ dla ciepła, 80 kJ dla ATP):

Energia glikolizy stanowi jedynie 5 – 7% energii potencjalnej glukozy. Pomimo małej wydajności, glikoliza ma duże znaczenie biologiczne. Proces ten dostarcza organizmowi energii w warunkach niedoboru tlenu. Nawet u kręgowców i ludzi glikoliza jest skutecznym sposobem pozyskiwania energii w krótkich okresach intensywnego stresu.

Innym mechanizmem beztlenowej przemiany glukozy jest fermentacja. Fermentacja to proces rozkładu substancji organicznych (głównie węglowodanów) w warunkach beztlenowych. Louis Pasteur nazwał procesy fermentacji „życiem bez tlenu”. Fermentacja jest charakterystyczna dla komórek drożdży, bakterii kwasu mlekowego, grzybów śluzowych itp. Oprócz fermentacji alkoholowej i kwasu mlekowego w organizmach zachodzą również fermentacje kwasu masłowego, octowego, propionowego, metanu itp.

Zatem głównymi procesami oddychania beztlenowego w komórkach są glikoliza i fermentacja.

Jakie są główne etapy oddychania tlenowego komórek?

Procesy życiowe komórek są bardzo złożone. Ale ich zrozumienie jest bardzo ważne, ponieważ na poziomie komórkowym określane są wszystkie funkcje życiowe organizmów. Aby zilustrować to stwierdzenie, rozważmy oddychanie tlenowe komórek.

Tlenowy etap oddychania zachodzi w mitochondriach przy udziale tlenu, a jednocześnie główna część energii (ponad 90%) jest uwalniana wraz z utworzeniem H 2 O i CO 2. Efekt energetyczny takiego rozszczepienia jest duży (na przykład dla glukozy - około 2600 kJ):

Na tym etapie katabolizmu naukowcy wyróżniają trzy etapy: dekarboksylację oksydacyjną, cykl Krebsa (lub cykl kwasów trikarboksylowych) i fosforylację oksydacyjną (ryc. 48).

Pierwszy etap. Dekarboksylacja oksydacyjna polega na przekształceniu kwasu pirogronowego (produktu beztlenowego rozkładu małych biomolekuł) w acetylokoenzym A (acetylo-CoA).

Drugi etap. Cykl Krebsa (cykl kwasu trikarboksylowego) to sekwencja reakcji enzymatycznych zachodzących w macierzy mitochondrialnej, w wyniku której acetylo-CoA utlenia się do CO2 z wyzwoleniem energii i utworzeniem atomów wodoru.

Trzeci etap. Fosforylacja oksydacyjna to biosynteza ATP z ADP i nieorganicznego ortofosforanu pod wpływem energii uwalnianej i akumulowanej przy udziale enzymów łańcucha oddechowego. Proces ten zachodzi na cristae mitochondriów.

Zatem dzięki reakcjom etapu tlenowego syntetyzuje się łącznie 36 moli ATP. Całkowity wynik energetyczny całkowitego rozkładu glukozy wynosi 2800 kJ energii (200 kJ + 2600 kJ), z czego gromadzi się 38 cząsteczek ATP

Straty wynoszą 55%, a 45% jest rozpraszane w postaci ciepła. Pełne równanie rozkładu glukozy wygląda następująco:

Zatem główną rolę w dostarczaniu komórkom energii odgrywa całkowity rozkład glukozy przez tlen.

DZIAŁALNOŚĆ

Zadanie rozwijające umiejętności praktyczne

W procesie katabolizmu glukozy w mięśniach człowieka rozłożone zostały 4 mole glukozy, z czego tylko połowa uległa całkowitemu rozkładowi tlenowemu. Określ: a) ile kwasu mlekowego (w molach) zgromadziło się w mięśniach; b) ile energii zostało uwolnione; c) ile ATP (w molach) powstało?

1. Ile kwasu mlekowego (w molach) zgromadziło się w mięśniach człowieka?

2. Jaka ilość energii została wydzielona podczas niepełnego rozkładu 2 moli glukozy i całkowitego rozkładu 2 moli glukozy?

3. Ile ATP (w molach) powstało?

POSTAWA Biologia + Zdrowie

Rozkład składników odżywczych w organizmie przebiega w trzech etapach. Skorzystaj z tabeli, aby porównać te etapy. Udowodnij potrzebę wiedzy o oddychaniu komórkowym dla zdrowego stylu życia.

ETAPY ROZKŁADU SKŁADNIKÓW ODŻYWCZYCH NA PRZYKŁADZIE WĘGLOWODANÓW

To jest materiał podręcznikowy

1. Czy oddychanie komórkowe jest procesem asymilacji czy dysymilacji? Dlaczego?

Oddychanie komórkowe zalicza się do dysymilacji, ponieważ podczas tego procesu:

● rozkład złożonych związków organicznych na substancje prostsze;

● uwolnienie energii z wiązań chemicznych rozłożonych związków.

2. Na czym polega proces oddychania komórkowego? Skąd bierze się energia do syntezy ATP podczas oddychania komórkowego?

Oddychanie komórkowe to złożony, wieloetapowy proces, podczas którego substancje organiczne ulegają rozkładowi (ostatecznie na najprostsze związki nieorganiczne), a uwolniona energia ich wiązań chemicznych jest magazynowana, a następnie wykorzystywana przez komórkę.

Energia do syntezy ATP uwalniana jest (uwalniana) w wyniku zerwania wiązań chemicznych w cząsteczkach rozkładanych substancji.

3. Wymień etapy oddychania komórkowego. Którym z nich towarzyszy synteza ATP? Ile ATP (na 1 mol glukozy) może powstać w każdym etapie?

Wyróżnia się etapy oddychania komórkowego (tlenowego): przygotowawczy, beztlenowy (glikoliza, w przypadku rozkładu glukozy) i tlenowy (tlenowy).

Na etapie przygotowawczym ATP nie jest syntetyzowany. W wyniku glikolizy można zsyntetyzować 2 mole ATP (na każdy mol rozłożonej glukozy). Energia wytworzona w fazie tlenowej wynosi 36 moli ATP (w przeliczeniu na 1 mol glukozy).

4. Gdzie zachodzi glikoliza? Jakie substancje są niezbędne do zajścia glikolizy? Jakie produkty końcowe powstają?

Glikoliza to wieloetapowy proces beztlenowego rozkładu glukozy do kwasu pirogronowego. Reakcje glikolizy zachodzą w cytoplazmie komórek.

Aby doszło do glikolizy, konieczna jest obecność glukozy (C 6 H 12 O 6), specjalnego zestawu enzymów (każdy etap glikolizy jest katalizowany przez specjalny enzym), utlenionego NAD (NAD +), a także ADP i H 3 PO 4 (do syntezy ATP) jest niezbędny.

Końcowe produkty glikolizy: kwas pirogronowy, czyli PVK (C 3 H 4 O 3), zredukowany NAD (NAD H + H +) i ATP. Na 1 mol glukozy powstają 2 mole PVK i zredukowanego NAD oraz syntetyzowane są 2 mole ATP. Podsumowanie równania glikolizy:

5. W jakich organellach zachodzi etap tlenowy oddychania komórkowego? Jakie substancje wchodzą w ten etap? Jakie produkty powstają?

Etap tlenowy oddychania komórkowego zachodzi w mitochondriach. Na ten etap wchodzą PVC i zredukowany NAD (produkty glikolizy poprzedzające etap tlenowy). Ponadto, aby nastąpił etap tlenowy, konieczne jest przedostanie się tlenu cząsteczkowego (O2) do mitochondriów oraz obecność specjalnych enzymów i innych substancji.

PVK trafia do matrix mitochondrialnej, gdzie ulega całkowitemu rozkładowi i utlenieniu do produktów końcowych – CO 2 i H 2 O. Zredukowany NAD trafia także do mitochondriów, gdzie ulega utlenieniu. Podczas tlenowej fazy oddychania zużywany jest tlen i syntetyzowanych jest 36 cząsteczek ATP (na 2 cząsteczki PVK). CO 2 jest uwalniany z mitochondriów do hialoplazmy komórki, a następnie do środowiska. Ogólne równanie tlenowego etapu oddychania wygląda następująco:

6. 81 g glikogenu wchodzi w etap przygotowawczy oddychania komórkowego. Jaka jest maksymalna ilość ATP (mol), którą można zsyntetyzować w wyniku późniejszej glikolizy? Podczas tlenowej fazy oddychania?

● Na etapie przygotowawczym następuje hydroliza glikogenu z utworzeniem glukozy:

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6

● Znajdźmy masę molową reszty glukozy w glikogenie:

M (C 6H 10 O 5) = 12 × 6 + 1 × 10 + 16 × 5 = 162 g/mol.

● Obliczmy ilość chemiczną reszt glukozy w glikogenie o masie 81 g:

n (C6H10O5) = m: M = 81 g: 162 g/mol = 0,5 mol. W rezultacie w wyniku etapu przygotowawczego powstało 0,5 mola glukozy.

● Podsumowanie równania glikolizy:

C 6 H 12 O 6 + 2NAD + + 2ADP + 2H 3 PO 4 → 2C 3 H 4 O 3 + 2NAD H+H + + 2ATP

Podczas glikolizy rozkładowi 1 mola glukozy towarzyszy utworzenie 2 moli PVK i synteza 2 moli ATP. Oznacza to, że po rozkładzie 0,5 mola glukozy powstaje 1 mol PVK i można zsyntetyzować 1 mol ATP.

● Ogólne równanie tlenowego etapu oddychania:

2C 3 H 4 O 3 + 6O 2 + 2NAD H+H + + 36ADP + 36H 3 PO 4 → 6CO 2 + 6H 2 O + 2NAD + + 36ATP

Tlenowy rozkład 2 moli PVK prowadzi do syntezy 36 moli ATP. Zatem po rozbiciu 1 mola PVK można zsyntetyzować 18 moli ATP.

Odpowiedź: w wyniku glikolizy można zsyntetyzować 1 mol ATP, a w wyniku późniejszego tlenowego etapu oddychania można zsyntetyzować kolejnych 18 moli ATP.

7. Dlaczego rozkład związków organicznych przy udziale tlenu jest bardziej efektywny energetycznie niż przy jego braku?

Ponieważ tlen jest silnym utleniaczem. Pod wpływem tlenu następuje całkowity rozkład i utlenienie substancji organicznych (w szczególności węglowodanów i tłuszczów - do H 2 O i CO 2) z wyzwoleniem dużej ilości energii zawartej w wiązaniach chemicznych rozłożonych substancji organicznych . W przypadku braku tlenu nie następuje całkowite utlenienie substancji organicznych, dlatego znaczna część energii pozostaje w produktach końcowych.

Jeśli głębiej zastanowimy się nad mechanizmem tlenowego etapu oddychania komórkowego, możemy zauważyć, że tlen cząsteczkowy, przyjmując elektrony, tworzy aniony O 2–. Aniony tlenu są niezbędne do wiązania protonów (H +) wchodzących do macierzy mitochondrialnej poprzez kanały syntetazy ATP. W przypadku braku tlenu protony gromadzą się w matrixie, co prowadzi do zahamowania, a następnie zaprzestania syntetazy ATP. Dlatego ciągły dopływ tlenu do mitochondriów jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania syntetazy ATP (tj. syntezy ATP).

8*. Długość mitochondriów waha się od 1 do 60 μm, a szerokość od 0,25–1 μm. Dlaczego przy tak znacznych różnicach w długości mitochondriów ich szerokość jest stosunkowo mała i stosunkowo stała?

Ze względu na to, że szerokość mitochondriów jest stosunkowo niewielka, procesy dyfuzji metabolitów z otaczającej hialoplazmy do macierzy (PVC, O 2, NAD H + H +, ADP, H 3 PO 4) i w przeciwnym kierunku (ATP, CO2, itp.) są przeprowadzane bardzo szybko. Zwiększenie szerokości mitochondriów doprowadziłoby do spowolnienia transportu metabolitów i zmniejszenia intensywności fazy tlenowej oddychania komórkowego.

*Zadania oznaczone gwiazdką wymagają od uczniów stawiania różnych hipotez. Dlatego podczas oceniania nauczyciel powinien skupić się nie tylko na podanej tutaj odpowiedzi, ale wziąć pod uwagę każdą hipotezę, oceniając biologiczne myślenie uczniów, logikę ich rozumowania, oryginalność pomysłów itp. Następnie wskazane jest zapoznanie uczniów z udzieloną odpowiedzią.