Προηγούμενες γνώσεις που θα χρειαστώ...

Κατά την καύση ελευθερώνεται ενέργεια.Κατά τη φωτοσύνθεση παράγονται γλυκόζη και οξυγόνο.

Η είσοδος και η έξοδος ουσιών στα κύτταρα μπορεί να γίνει με διάχυση.Το μιτοχόνδριο είναι το ενεργειακό κέντρο του ευκαρυωτικού κυττάρου.

Το κυκλοφορικό σύστημα και... ...το πεπτικό ...

συνεργάζονται με το αναπνευστικό.

Η ενέργεια εξασφαλίζεται από την τροφή

...καινούριες γνώσεις που θα αποκτήσω

• Τι είναι η αναπνοή και ποιος ο ρόλος του οξυγόνου σε αυτή.
• Πώς γίνεται η ανταλλαγή των αερίων στους οργανισμούς.
• Ποια είναι τα όργανα του αναπνευστικού συστήματος του ανθρώπου.
• Ποια είναι η πορεία των αναπνευστικών αερίων κατά τη λειτουργία της αναπνοής.
• Πώς συνεργάζονται το κυκλοφορικό, το πεπτικό και το αναπνευστικό σύστημα.
• Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τη λειτουργία της αναπνοής.

AΝΑΠΝΟΗ

Εικ. 4.1 Η ενέργεια εξασφαλίζεται από την
τροφή.

Όλοι οι οργανισμοί χρειάζονται ενέργεια και την εξασφαλίζουν με τη διάσπαση ορισμένων χημικών ουσιών, όπως η γλυκόζη. Η διάσπαση αυτή περιλαμβάνει μια σειρά χημικών αντιδράσεων που γίνονται μέσα στα κύτταρα και ονομάζεται κυτταρική αναπνοή. Για να γίνουν οι αντιδράσεις της κυτταρικής αναπνοής και να απελευθερωθεί ενέργεια, συχνά απαιτείται η παρουσία οξυγόνου. Ταυτόχρονα με την απελευθέρωση ενέργειας παράγεται και διοξείδιο του άνθρακα, που αποβάλλεται. Οι οργανισμοί δηλαδή προσλαμβάνουν οξυγόνο από το περιβάλλον τους και αποβάλλουν σε αυτό διοξείδιο του άνθρακα. Αυτή η ανταλλαγή αερίων (οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα) γίνεται:

Εικ. 4.2 Σχηματική απεικόνιση της κυτταρικής αναπνοής.

• στο επίπεδο του κυττάρου, μέσω της πλασματικής μεμβράνης με διάχυση
• στο επίπεδο του οργανισμού.

Σε επίπεδο οργανισμού, η διαδικασία ανταλλαγής αερίων ονομάζεται αναπνοή. Η αναπνοή γίνεται με μηχανισμούς και όργανα που ποικίλλουν στις διάφορες ομάδες οργανισμών και εξαρτώνται από:

• τις ενεργειακές τους ανάγκες
• την πολυπλοκότητά τους
• το περιβάλλον στο οποίο ζουν (χερσαίο ή υδάτινο).

Μιτοχόνδριο, το ενεργειακό κέντρο
των ευκαρυωτικών κυττάρων.

Ας σκεφτούμε

Το μιτοχόνδριο είναι το ενεργειακό κέντρο των ευκαρυωτικών κυττάρων. Στο οργανίδιο αυτό διεξάγονται οι χημικές αντιδράσεις της κυτταρικής αναπνοής, από τις οποίες ελευθερώνονται τα μεγαλύτερα ποσά ενέργειας. Να εξηγήσετε γιατί τα κύτταρα της καρδιάς έχουν πολλά μιτοχόνδρια σε σχέση με τα κύτταρα του δέρματος.

Ερωτήσεις

Προβλήματα

Δραστηριότητες

1. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις με το γράμμα (Σ), αν είναι σωστές, ή με το γράμμα (Λ), αν είναι λανθασμένες:

α. Το διοξείδιο του άνθρακα αποβάλλεται από τα κύτταρα με διάχυση.

β. Οι οργανισμοί προσλαμβάνουν οξυγόνο από το περιβάλλον τους.

γ. Κατά την κυτταρική αναπνοή παράγεται οξυγόνο.

δ. Η γλυκόζη εξασφαλίζει ενέργεια στο κύτταρο.

2. Αν συμπληρώσετε σωστά την παρακάτω ακροστιχίδα, στη χρωματιστή στήλη θα σχηματιστεί το όνομα της διαδικασίας με την οποία γίνεται η ανταλλαγή αερίων στα κύτταρα.

1. Αυτή η ένωση του άνθρακα ελευθερώνεται κατά την κυτταρική αναπνοή.
2. Χρειάζονται συνεχώς ενέργεια (αντίστροφα).
3. Είναι και η κυτταρική.
4. Η διάσπαση της γλυκόζης στα κύτταρα περιλαμβάνει πολλές τέτοιες αντιδράσεις.
5. Το αέριο που εισέρχεται στα κύτταρα για την κυτταρική αναπνοή (στη γενική και αντίστροφα).
6. Είναι και η γλυκόζη.
7. Απελευθερώνεται κατά την κυτταρική αναπνοή (με άρθρο).

4.1 Η αναπνοή στους μονοκύτταρους οργανισμούς

Εικ. 4.3 Στην αμοιβάδα η ανταλλαγή αερίων
γίνεται με διάχυση.

Στους μονοκύτταρους οργανισμούς η ανταλλαγή αερίων (οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα) γίνεται με διάχυση. Η συγκέντρωση του οξυγόνου στο περιβάλλον του μονοκύτταρου οργανισμού είναι μεγαλύτερη από αυτή στο κυτταρόπλασμά του. Αυτό συμβαίνει επειδή το οξυγόνο που υπάρχει στο κυτταρόπλασμα καταναλώνεται συνεχώς για την απελευθέρωση ενέργειας (κυτταρική αναπνοή). Η διαφορά αυτή στη συγκέντρωση του οξυγόνου προκαλεί την είσοδό του στο εσωτερικό του κυττάρου διαμέσου της πλασματικής μεμβράνης. Με ανάλογο τρόπο το διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται συνεχώς στο εσωτερικό του κυττάρου εξέρχεται από αυτό στο περιβάλλον.

Η ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ... ΟΙ ΑΛΛEΣ

ΧΗΜΕΙΑ

Αερόβια και αναερόβια αναπνοή

Κατά την αερόβια αναπνοή ελευθερώνονται μεγάλα ποσά ενέργειας.

Κατά την αναερόβια αναπνοή ελευθερώνονται μικρότερα ποσά
ενέργειας σε σχέση με την αερόβια.

Στους περισσότερους οργανισμούς, για να γίνει η αναπνοή, είναι απαραίτητη η συμμετοχή του οξυγόνου (αερόβια αναπνοή).

Σε ορισμένους όμως οργανισμούς, όπως οι ζυμομύκητες, η κυτταρική αναπνοή μπορεί να γίνει και χωρίς τη συμμετοχή του οξυγόνου, με άλλες διαδικασίες (αναερόβια αναπνοή). Στην περίπτωση αυτή, γίνεται και πάλι διάσπαση θρεπτικών ουσιών (γλυκόζης), παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα και απελευθέρωση ενέργειας.

Ερωτήσεις

Προβλήματα

Δραστηριότητες

1. Να αντιστοιχίσετε τους όρους της στήλης Ι με τις κατάλληλες φράσεις της στήλης ΙΙ:

2. Στο διπλανό σχήμα να σημειώσετε τα αέρια που διέρχονται από την πλασματική μεμβράνη της αμοιβάδας κατά την αναπνοή.

3. Αφού συμβουλευτείτε το παράθεμα στη σελίδα 79 και διαβάσετε προσεκτικά το παρακάτω κείμενο, να απαντήσετε στις ερωτήσεις που ακολουθούν: Για την παρασκευή του ψωμιού χρησιμοποιείται μαγιά αρτοποιίας. Αυτή περιέχει ζυμομύκητες, οι οποίοι είναι μονοκύτταροι ευκαρυωτικοί οργανισμοί. Αποτέλεσμα της κυτταρικής τους αναπνοής είναι το φούσκωμα του ψωμιού.

α. Σε ποιο αέριο οφείλεται το φούσκωμα του ψωμιού;

β. Ποια είδη κυτταρικής αναπνοής συναντάμε στους ζυμομύκητες;

γ. Ποιο είδος αναπνοής εξασφαλίζει στους ζυμομύκητες τα μεγαλύτερα ποσά ενέργειας;