respirazione cellulare
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Lezione 2 LA CELLULA E L’ENERGIA 1 3.9 Quando compie un lavoro la cellula trasforma l’energia La cellula agisce come una fabbrica chimica in miniatura, capace di compiere migliaia di reazioni – La cellula utilizza l’energia per fabbricare membrane e organuli cellulari, sintetizzare prodotti, trasportare le strutture al proprio interno o per spostarsi attivamente nell’ambiente 2 Conversione di energia Carburante Prodotti di scarto Energia termica Diossido di carbonio Benzina Combustione Energia cinetica (del movimento) Acqua Ossigeno Conversione dell’energia in un’automobile Calore Glucosio Respirazione cellulare Ossigeno Diossido di carbonio Acqua Energia per il lavoro cellulare Conversione dell’energia in una cellula 3 3.11 Alcune reazioni chimiche liberano energia, altre la immagazzinano Una reazione esoergonica è una reazione chimica che libera energia – La respirazione cellulare è un processo esoergonico in cui l’ossigeno è utilizzato per convertire l’energia chimica dello zucchero in lavoro 4 Energia potenziale delle molecole Reagenti Quantità di energia libera Energia liberata Prodotti 5 3.11 Alcune reazioni chimiche liberano energia, altre la immagazzinano Una reazione endoergonica è una reazione chimica che richiede un apporto netto di energia – In una reazione endoergonica l’energia viene assorbita dall’ambiente e impiegata per generare prodotti che contengono più energia dei reagenti – La fotosintesi è un processo endoergonico: utilizzando reagenti a basso contenuto energetico e sfruttando l’energia solare, produce molecole ricche di energia 6 Energia potenziale delle molecole Prodotti Energia assorbita Quantità di energia assorbita Reagenti 7 3.11 Alcune reazioni chimiche liberano energia, altre la immagazzinano In qualsiasi organismo le diverse cellule svolgono in modo coordinato migliaia di reazioni esoergoniche ed endoergoniche differenti – Il complesso delle reazioni chimiche svolte da un organismo è indicato come metabolismo cellulare 8 Adenosina Trifosfato (ATP) Gruppo fosfato Adenina Ribosio 9 Adenosina Trifosfato (ATP) Gruppo fosfato Adenina Ribosio Idrolisi + Adenosina Difosfato (ADP) 10 3.12 L’ATP trasporta l’energia chimica dove è necessaria L’ATP (adenosinatrifosfato) è la “moneta” per gli scambi energetici della cellula – È formato da una base azotata (adenina), uno zucchero pentoso (ribosio) e tre gruppi fosfato – La repulsione dovuta alle tre cariche negative presenti sui gruppi fosfato rende questa molecola simile a una molla compressa pronta a scattare – I legami dei gruppi fosfato, infatti, sono molto instabili e possono essere facilmente idrolizzati (cioè spezzati aggiungendo H2O) 11 3.12 L’ATP trasporta l’energia chimica dove è necessaria L’idrolisi dell’ATP è una reazione esoergonica – L’idrolisi dell’ATP può alimentare tre tipi di lavoro cellulare – Lavoro chimico – Lavoro meccanico – Lavoro di trasporto 12 Lavoro chimico Lavoro meccanico Lavoro di trasporto Soluto Proteina motrice Proteina di membrana Reagenti Prodotti Molecola formata Movimento della proteina Trasporto del soluto 13 L’ATP è una risorsa rinnovabile che le cellule sono in grado di rigenerare continuamente La sintesi di ATP richiede energia L’idrolisi di ATP libera energia per le reazioni cellulari 14 3.13 La fotosintesi e la respirazione cellulare sono due processi interdipendenti esplorando La fotosintesi è un processo biochimico complesso che avviene in due fasi – La prima è chiamata fase luminosa, perché richiede la presenza di luce e avviene nei tilacoidi – La seconda è chiamata fase oscura, perché non richiede la presenza di luce (ciclo di Clavin, avviene nello stroma) CO2 H2O Cloroplasto Luce NADP+ ADP P REAZIONI LUMINOSE (nei tilacoidi) CICLO DI CALVIN (nello stroma) ATP NADPH O2 Zucchero 3.13 La fotosintesi esplorando 6CO2 + 6H2O+ en.lumin.→ C6H12O6 + 6 O2 Mediante la fotosintesi avviene la fissazione del carbonio. Il carbonio contenuto nella CO2 (una piccola molecola inorganica) viene incorporata nel glucosio (una molecola organica ) 3.13 La respirazione cellulare esplorando La respirazione cellulare, attraverso una serie di reazioni , libera l’energia chimica contenuta nel glucosio – La prima è chiamata glicolisi e avviene nel citoplasma – La seconda fase (ciclo di Krebs) e la terza (fosforilazione ossidativa) avviene nei mitocondri C6H12O6 + 6 O2 → 6CO2 + 6H2O+ATP
