LA RESPIRAZIONE CELLULARE Marco Guglielmero Passoni Giulia Procopio Patrick A.S. 2009-2011 2°B – Istituto Tecnico Vincenzo Luparia

La respirazione cellulare è l’insieme di reazioni che portano alla demolizione delle molecole di GLUCOSIO per ricavare energia, che serve per ricaricare l’ADP in ATP. Avviene in parte nel citoplasma e in parte nel mitocondrio.

1° Fase: LA GLICOLISI Questa fase avviene nel citoplasma della cellula. In questa fase una molecola di glucosio si divide per dare vita a due molecole di ACIDO PIRUVICO che permette la formazione di alcune molecole di ATP. L’acido piruvico è costituito da 3 atomi di carbonio e da un gruppo fosfato.

NAD NADH H Glucosio 2 molecole di acido piruvico ATP 2 P 2 ADP + Per scindere il glucosio la cellula deve utilizzare due molecole di ATP. I prodotti della glicolisi sono due molecole di acido piruvico, due di NADH e quattro di ATP.

Acetil CoA (acetil coenzima A) Formazione dell’ acetil coenzima A L’acido piruvico passa nella matrice del mitocondrio, attraverso le sue membrane esterna e interna, e prima di entrare nel ciclo di Krebs, gli enzimi trasformano l’acido piruvico, liberando CO2 e formando NADH e acetilcoenzima A (acetil- CoA). CO2 Acido piruvico NAD+ NADH + H+ CoA Acetil CoA (acetil coenzima A) Coenzima A

2° Fase: CICLO DI KREBS Il ciclo di Krebs si svolge nella matrice mitocondriale. È costituito da una sequenza di reazioni, ciascuna controllata da specifici enzimi. Per ogni ciclo di Krebs: sono liberate due molecole di Co2 . si formano una molecole di ATP, tre di NADH e una di FADH2 .

Il processo inizia con l’acetil coenzima A (costituito da un gruppo acetile formato da dueatomi di carbonio) si combina con l’acido ossalacetico (composto formata da 4 atomi di carbonio), per produrre acido citrico (composto formato da 6 atomi di carbonio). Ad ogni giro completo il ciclo consuma un gruppo acetile e rigenera una molecola di acido ossalacetico, pronta ad essere reintrodotta nel ciclo.

3° Fase: trasporto degli elettroni Il trasporto degli elettroni avviene nelle creste del mitocondrio. In questa fase gli elettroni del NADH e del FADH2 si trasferiscono alla catena di trasporto, formata da citocroni.

Energia possibile per la sintesi di ATP L’ossigeno è l’ultima molecola della catena che riceve tutti gli elettroni (infatti viene chiamato “accettore finale”). In quest’ultimo passaggio si libera energia (ATP) e si formano molecole di acqua H2O. H2O NAD+ NADH ATP H+ Energia possibile per la sintesi di ATP Catena di trasporto degli elettroni 2 O2 2e- + 1

Bilancio finale Per ogni molecola di glucosio utilizzata si produce: Processo Sede del processo Trasportatori Resa ATP Glicolisi Citoplasma 2 NADH 2 ATP Formazione Acetil coenzima A Matrice dei mitocondri Ciclo di Krebs 6 NADH e 2 FADH2 Trasporto di elettroni Membrana interna dei mitocondri 22 ATP+6ATP+6ATP Totale 38 ATP

FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA Bilancio finale NADH FADH2 Citoplasma Trasportatore di membrana degli elettroni Mitocondrio GLICOLISI 1 molecola di glucosio Dalla fosforilazione a livello di substrato Dalla fosforilazione ossidativa FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA (Catena di trasporto e chemiosmosi) 2 Acetil CoA CICLO DI KREBS + 2 ATP + circa 34 ATP Resa massima per molecola di glucosio: Circa 38 ATP 2 molecole di acido piruvico 6 (o 2 FADH2)

In conclusione la respirazione cellulare può essere rappresentata: C6H12O6 + 6 O2 6 H2O + 6 CO2 + energia (38 ATP).

La fotosintesi clorofilliana Cos'è Dove avviene A cosa serve E' un processo chimico Avviene nelle parti verdi delle piante Serve a produrre il nutrimento delle piante

OSSIGENO OSSIGENO + ANIDRIDE CARBONICA ACQUA + SALI MINERALI SOLE OSSIGENO ARIA OSSIGENO + ANIDRIDE CARBONICA CLOROFILLA ACQUA + SALI MINERALI (LINFA GREZZA) ACQUA + ZUCCHERI (LINFA ELABORATA)

Il materiale di partenza è costituito da acqua e anidride carbonica le quali, in presenza di luce, si combinano per formare glucosio, liberando ossigeno. La fotosintesi può essere rappresentata con la seguente equazione generale: 6CO2 + 6H2O + energia → C6H12O6 + 6O2 Il processo di fotosintesi riunisce una lunga serie di reazioni complesse, suddivise in una fase luce-dipendente e in una fase ciclica. Nella fase luce-dipendente: la luce viene trasformata in energia chimica. Nella fase ciclica, attraverso l’energia accumulata di giorno, si verifica la fissazione del carbonio e la conversione della CO2 in molecole di carboidrati.

Luce + Acqua + Clorofilla Energia (ATP) + O2 fase luminosa Anidride carbonica + Energia (ATP) Glucosio + Acqua fase oscura