Bioloogia kursus gümnaasiumiõpilastele

4. Rakuhingamine

Hingamisel on kolm etappi:

  • sisse- ja väljahingamine;
  • gaaside (O2 ja CO2) transport veres;
  • rakuhingamine rakkude mitokondrites.

Kaks esimest etappi tagavad selle, et hapnik jõuaks välisõhust rakkude mitokondritesse, kus toimub kolmas etapp, rakuhingamine, mille käigus salvestatkse ATP energia.

Rakuhingamine on keerukas kolmeastmeline protsess, millest igaüks on ensümaatiliselt reguleeritud reaktsioonide jada, mille jooksul toimub glükoosi molekuli täielik lagunemine ja selle energia salvestamine ATP molekulidesse.

Rakuhingamise üldine ülevaade ja summaarne võrrand:

Rakuhingamise skeem

Rakuhingamise võrrand

 

Glükoosi täieliku lagunemise etapid

  Aeroobne glükolüüs
(hapniku olemasolul) 		Anaeroobne glükolüüs
ehk käärimine
(hapniku puudusel) 		Tsitraaditsükkel Hingamisahela reaktsioonid
Toimumiskoht  tsütoplasmas tsütoplasmas  mitokondri maatriksis mitokondri kristadel
Lähteprodukt  glükoos (6C)  glükoos (6C) püroviinamarihape (2x 3C) NADH2  
O2
Vahe- ja
lõpp-produktid 		2 ATP
2 NADH2
2 püroviinamarihapet 		2 ATP
2 piimhapet (3C)  – piimhappekäärimine (bakteritel või lihastes) 
2 etanooli (2C) + CO2 – etanoolkäärimine (bakteritel)
mõni vähem tuntud 		CO2 (jääkaine)  
NADH2  
sidrunhape (sellest tsükli nimi 
tsitraaditsükkel)
  		H2O (jääkaine)
36 ATP (teoreetiliselt, tegelikkuses 34 ATP)
Vesinikukandja  NAD + 2H → NADH2     NADH2  ei teki NAD + 2H → NADH2 NAD + 2H → NADH2
ATP molekulide süntees  2 ATP 2 ATP, kuna tsitraaditsüklit ja hingamisahela reaktsioone ei järgne, siis see on kogu energia saagis 0 36 ATP

 

 

Täiendav info ja harjutusülesanded

Aeroobne ja anaeroobne hingamine https://vara.e-koolikott.ee/taxonomy/term/2473
Hingamine https://vara.e-koolikott.ee/node/6984

Vaata videoid
Sissejuhatus rakuhingamisse https://www.youtube.com/watch?v=2f7YwCtHcgk
Glükolüüs 2 https://www.youtube.com/watch?v=KfWkZZZjMQE
Glükolüüs https://www.youtube.com/watch?v=ArmlWtDnuys
Tsitraaditsükkel https://www.youtube.com/watch?v=82CplqKfw90
Krebsi tsükkel (tsitraaditsükkel) https://www.youtube.com/watch?v=juM2ROSLWfw
Elektroni transportahel https://www.youtube.com/watch?v=mfgCcFXUZRk
Fosforüülimine ja elektroni transpordiahel https://www.youtube.com/watch?v=J30zpvbmw7s
Käärimine https://www.youtube.com/watch?v=lfeXuK8pbFw
Etanoolkäärimine https://www.youtube.com/watch?v=D6mRPgvAEOc

Videote subtiitrite tõlkimiseks eesti keelde
1. Vajuta seadete hammasrattale
2. Vali seadetest “Subtiitrid” (subtitles)
3. Vali menüüst “Automaatne tõlkimine”
4. Vali keeleks “Estonian”

 

Oluline info, mida meelde jätta

  • Rakuhingamine on organismide jaoks oluline protsess, kuna see tagab rakutasandil energia tootmise. See on aeroobne ainevahetusprotsess, milles rakud kasutavad orgaanilisi ühendeid (peamiselt glükoosi) ja hapnikku, et toota ATP-d (adenosiintrifosfaat), mis on raku põhiline energiakandja. Rakuhingamine on äärmiselt oluline mitmel põhjusel:

  • Energia tootmine. Rakud vajavad energiat, et toetada eluks vajalikke protsesse, nagu valkude süntees, raku jagunemine, liikumine ja signaalide edastamine, et täita oma elulisi funktsioone ja organismi ülesandeid.

  • Toitainete kasutamine. Rakuhingamine on peamine viis, kuidas organismid kasutavad ära toitained, mida nad on saanud fotosünteesi kaudu (taimedelt) või toidu söömisel (loomsed allikad). Glükoos ja teised orgaanilised ühendid lagundatakse raku mitokondrites, et saada ATP-d ja vabastada süsinikdioksiidi ja vett.

  • Hapniku olulisus. Rakuhingamine sõltub olulisel määral hapniku olemasolust. Hapnik toimib lõpliku elektronidoonorina rakuhingamise ahelas, mis aitab ATP-d efektiivsemalt toota. Ilma piisava hapniku kättesaadavuseta läheb rakuhingamine üle anaeroobseks ainevahetuseks, mis võib viia piimhappe kuhjumiseni ja vähendada energia tootmist.

  • Kohanemisvõime. Rakuhingamine on äärmiselt paindlik protsess ja võimaldab organismidel kohaneda erinevate tingimustega. Kui energiavajadus on kõrge, saavad rakud rohkem glükoosi lagundada, et toota rohkem ATP-d. Kui hapnikku on piiratud koguses, saavad rakud kasutada muid energia tootmise viise, näiteks piimhappe käärimine.

  • Organismi elutegevuse toetamine. Kuna rakuhingamine tagab rakkudele vajaliku energia, on see otseselt seotud kogu organismi elutegevusega. Iga elund ja kudede süsteem sõltub energia saamisel raku tasandil toimuvast rakuhingamisest.