Главные идеи
Дыхание высвобождает энергию пищи в виде АТФ, а фотосинтез запасает энергию света в сахаре. Эти два процесса почти зеркальны, и вопросы касаются того, где идёт каждая стадия и что входит и выходит.
- Аэробное дыхание: гликолиз в цитоплазме, цикл Кребса в матриксе митохондрий и электронтранспортная цепь на внутренней мембране. Кислород — конечный акцептор электронов, выход около 30 АТФ на глюкозу.
- Без кислорода клетки бродят: молочная кислота у животных и этанол с CO₂ у дрожжей, всего 2 АТФ на глюкозу.
- Фотосинтез: световые реакции в тилакоидах дают АТФ, НАДФН и O₂, а цикл Кальвина в строме фиксирует CO₂ в сахар.
- Дыхательный коэффициент ДК = выделенный CO₂ ÷ поглощённый O₂ равен около 1,0 для углеводов, 0,7 для жиров и 0,9 для белков.
Основные формулы
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ATP6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂RQ = CO₂ produced ÷ O₂ consumedefficiency = energy out ÷ energy in × 100
Разобранный пример
Прорастающие семена за то же время выделяют 80 мл CO₂ и поглощают 100 мл O₂, значит ДК = 80 ÷ 100 = 0,8, что указывает на смесь жиров и углеводов. Для получения 180 г (1 моль) глюкозы нужно 6 моль CO₂, то есть 6 × 44 = 264 г. Если растение запасает 2 кДж из 100 кДж световой энергии, его КПД равен 2 %.
Частые ошибки
- Утверждение, что фотосинтез идёт только на свету, а дыхание только в темноте. Растения дышат постоянно.
- Помещение цикла Кальвина в мембрану тилакоида. Он идёт в строме.
- Путаница продуктов процессов: фотосинтез выделяет O₂, а дыхание — CO₂.
Практика
Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: Дыхание и фотосинтез