Cellulær respiration (overblik) og fotosyntese

Biologi B · STX · B-niveau · Cellebiologi

🧬 Cellulær respiration (overblik) og fotosyntese

Cellulær respiration:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ~30-32 ATP.

3 trin (detaljeret):

1.

Glykolyse (cytoplasma): glucose (6C) → 2 pyruvat (3C). Net: 2 ATP, 2 NADH. Anaerob.

2.

Krebs-cyklus / citronsyre-cyklus (mitokondrie-matrix): pyruvat → acetyl-CoA → CO₂ + NADH + FADH₂. Net per glucose: 2 ATP, 8 NADH, 2 FADH₂. Iltkrævende.

3.

Elektrontransportkæden (ETK) (indre mitokondrie-membran): NADH+FADH₂ afgiver elektroner → protongradient → oxidativ fosforylering → ~26-28 ATP. O₂ er final elektronacceptor.

Anaerob glukosenedbrydning:

• Mælkesyregæring: 2 pyruvat → 2 mælkesyre. Net 2 ATP. Sker i muskler ved iltmangel → ømhed.
• Alkoholgæring: 2 pyruvat → 2 ethanol + 2 CO₂. Bruges af gær (øl, brød).

Fotosyntese:

6 CO₂ + 6 H₂O + lys → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂.

2 faser:

1.

Lysreaktioner (thylakoid-membran):

• Fotolyse af vand: 2 H₂O → O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻.
• Lys aktiverer klorofyl i fotosystem II → elektroner sendes gennem ETC → ATP via fotofosforylering.
• Fotosystem I → NADPH dannes.

2.

Calvin-cyklus / Lysuafhængig fase (stroma):

• CO₂-fiksering: Rubisco-enzymet binder CO₂ til 5C-molekyle (RuBP) → 6C → 2×3C-molekyler.
• 12 ATP + 12 NADPH per glucose.

C3 vs. C4 vs. CAM-planter:

• C3 (hvede, ris, soja): direkte CO₂-fiksering. Effektiv ved moderate temperaturer.
• C4 (majs, sukkerrør, sorghum): forhåndsfikserer CO₂ i en separat celletype. Effektivt ved høje temperaturer + lav vand.

Centrale begreber

• Mælkesyregæring: 2 pyruvat → 2 mælkesyre. Net 2 ATP. Sker i muskler ved iltmangel → ømhed.
• Alkoholgæring: 2 pyruvat → 2 ethanol + 2 CO₂. Bruges af gær (øl, brød).
• Fotolyse af vand: 2 H₂O → O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻.
• Lys aktiverer klorofyl i fotosystem II → elektroner sendes gennem ETC → ATP via fotofosforylering.
• Fotosystem I → NADPH dannes.
• CO₂-fiksering: Rubisco-enzymet binder CO₂ til 5C-molekyle (RuBP) → 6C → 2×3C-molekyler.
• 12 ATP + 12 NADPH per glucose.
• C3 (hvede, ris, soja): direkte CO₂-fiksering. Effektiv ved moderate temperaturer.

Læringsmål

• Skelne eukaryot og prokaryot celle
• Beskrive cellemembranen og transport (osmose, diffusion, aktiv transport)
• Identificere organeller (mitokondrier, kloroplast, ER, Golgi)
• Forklare cellecyklus og mitose
• Beskrive cellulær respiration og fotosyntese kvalitativt

Sådan kan du arbejde med emnet

• Skriv den samlede ligning for cellulær respiration og forklar, hvad hvert stof repræsenterer
• Skriv den samlede ligning for fotosyntese og sammenlign den med respirationens ligning
• Diskutér, hvordan respiration og fotosyntese hænger sammen i et økosystem

Eksperiment-forslag

• Skriv og afstem den samlede ligning for cellulær respiration og fotosyntese, og forklar hvordan de to processer er hinandens "spejlbillede".
• Lav et gærings-forsøg: bland gær, sukker og vand i et lukket rør med ballon, og observér CO₂-produktion som tegn på alkoholgæring.
• Sammenlign C3- og C4-planters effektivitet ved høje temperaturer — hvorfor klarer majs (C4) sig bedre end hvede (C3) i varmt klima?

Brobygning

De celler, der udfører respiration og fotosyntese, stammer alle fra stamceller, der har differentieret sig — det undersøges i 'Stamceller og differentiering'.