Kvėpavimas, degimas ir fotosintezė

Degimo reikšmė organizmams

DEGIMAS

Degimo procesais žmonės plačiai naudojasi nuo seniausių laikų. Dažniausiai jis panaudojamas kaip šviesos ir šiluminės energijos šaltinis:

• būstui šildyti;
• maistui gaminti;
• apšvietimui;
• automobilių varikliuose E, reikalingai darbui atlikti, gaminti;
• vandeniui pašildyti;
• kremavimui;
• sprogstamosioms medžiagoms suveikti;
• cheminėms reakcijoms pagreitinti.

Neigiamas degimo poveikis: oro tarša (suodžiais, dūmais, CO2, CO, azoto oksidais, SO2), smogas (dažniausiai miestuose susidaranti ore tvyrančių teršalų migla), rūgštieji lietūs (sukelia azoto oksidai NOx ir SO2), plaučių ligos (dėl SO2 ir NOx), šiltnamio efektas (ypač dėl CO2).

Degimo reakcija- egzoterminė

Sudėtinių medžiagų degimas

Jeigu kuras yra sudėtinė medžiaga arba įvairių medžiagų mišinys, tai degdamos jos taip pat oksiduojasi ir dažniausiai gaunami tą sudėtinę medžiagą sudarančių elementų oksidai. Sudėtinių medžiagų, vartojamų kurui, pagrindinės sudedamosios dalys yra anglis ir vandenilis, todėl, visiškai joms sudegant, susidaro anglies dioksidas ir vanduo:

CH4 + 2O2 CO2+2H2O

Valytame skystame ir dujiniame kure nėra mineralinių medžiagų priemaišų, todėl, visiškai jam sudegus, nelieka jokių kietų produktų. Visų rūšių kietajame kure būna nedegių priemaišų, iš kurių, degant kurui, susidaro pelenai arba šlakas. Deginamas kuras (angliavandeniliai) gali sudegti ir susidaryti suodžių, dūmų (tai nesudegusios anglies kietosios dalelės) ir anglies (II) oksido (CO), kuris labai nuodingas, neleidžiantis kraujui pernešti deguonies.

Degimo procesas - egzoterminė reakcija, kadangi jo metu į aplinką yra išskiriamas energijos perteklius šilumos pavidalu. Degimo išoriniai požymiai yra šilumos ir dažnai šviesos išsiskyrimas. Jo procesai gali būti dviejų rūšių:

• ugnis (liepsna)
• rusenimas (beliepsnis degimas)

Degimo procesą paprastai lydi dūmai. Visos vieninių ir sudėtinių medžiagų degimo deguonyje arba ore reakcijos yra oksidacijos reakcijos. Kai medžiaga dega esant deguonies pertekliui, ji sudega visiškai, o kai deguonies trūkumas- sudega nevisiškai. Egzoterminės reakcijos entalpija mažėja (atsikratoma E pertekliaus)(∆H < 0).

Vieninių medžiagų degimas

Jeigu kuras yra vieninė medžiaga, pavyzdžiui, anglis, tai, jai visiškai sudegus, lieka anglies dioksidas:

C + O2 CO2

Šioje reakcijoje deguonis oksiduoja anglį.

Kvėpavimo procesas - egzoterminis

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energija

Egzoterminės reakcijos - tai reakcijos, kurių metu į aplinką išskiriama šiluma. Jos reagentų vidinės ir kinetinės E suma didesnė už produktų E sumą, todėl susidaro E perteklius, kuris išskiriamas į aplinką.

Kvėpuojant augalams ir gyvūnams organizmo ląstelių mitochondrijose skaidoma gliukozė arba kiti organiniai junginiai, susidaro anglies dioksidas, vanduo ir energija (ATP bei šilumos pavidalu) (egzoterminė reakcija). Egzoterminės reakcijos entalpija mažėja (atsikratoma E pertekliaus)(∆H < 0).

KVĖPAVIMAS, DEGIMAS IR FOTOSINTEZĖ

Fotosintezė

Kvėpavimo reikšmė organizmams

Fotosintezė - endoterminė reakcija

6CO2 + 6H2O + saulės šviesos E C6H12O6 + 6O2

Fotosintezė- tai įvairių organinių medžiagų gamyba (sintezė) iš neorganinių junginių (CO2 ir H2O), panaudojant saulės šviesos E, kurią sugeria chloroplastų tilakoiduose esantis žalias pigmentas chlorofilas. Fotosintezę vykdo augalai, melsvabakterės, dumbliai, kerpės (gamintojai/autotrofai).

Visuose organizmuose vyksta sudėtingos kvėpavimo reakcijos, nes visoms ląstelėms būtina energija. Ji panaudojama:

• naujoms medžiagoms gaminti;
• judėjimui;
• medžiagoms skaidyti;
• aktyviajai pernašai pro membraną;
• pastoviai kūno temperatūrai palaikyti;
• sekrecijai.

Kvėpavimo metu išsiskiria CO2 ir H2O, kurie reikalingi fotosintezei vykdyti.

Alkoholinis rūgimas (anaerobinio kvėpavimo rūšis) svarbus vyno, spirito, alaus, duonos gamybos pramonėje.

Pienrūgštis rūgimas svarbus fermentinių sūrių, acto rūgšties, raugintų produktų gamyboje.

Esant dideliam fiziniam krūviui, pieno rūgštis susidaro pavargusiame raumenyje.

Fotosintezė - tai procesas, kurio metu augalai bei kiti autotrofai saulės šviesos E paverčia organinių junginių chemine E. Jos metu iš mažai E turinčių medžiagų (CO2 ir H2O) pagaminama daug E turinti gliukozė ir kaip šalutinis produktas išsiskiria O2. Tai endoterminis procesas, kadangi jo metu E yra sugeriama, nes reagentų vidinės ir kinetinės E suma yra mažesnė už produktų vidinę E , todėl atsiranda E trūkumas, kuris kompensuojamas saulės šviesos E. Endoterminės reakcijos sistemos entalpija didėja.

KVĖPAVIMAS

6CO2 + 6H2O + saulės šviesos E C6H12O6 + 6O2

∆H > 0

Kvėpavimas

Ląstelinio kvėpavimo būdai

Fotosintezės reikšmė organizmams

FOTOSINTEZĖ

Kvėpavimas - tai procesas, kurio metu oksiduojamos organinės molekulės (pvz.: gliukozė). Kvėpuojant ląstelėse gaunama E (ATP pavidalu) ir susidaro šalutiniai produktai: CO2 bei H2O. Dalį gautos E organizmai praranda šilumos pavidalu. Kvėpavimas gali būti išorinis (procesas, vykstantis plaučiuose, kurio metu iš kraujo išeina CO2, į jį patenka O2) bei vidinis (procesas, vykstantis audiniuose, kurio metu iš kraujo išeina O2, į jį patenka CO2). Kvėpuoja ir tokiu būdu gauna E visi gyvieji organizmai.

Ląstelinis kvėpavimas panaudojant O2 vadinamas aerobiniu, o be O2 - anaerobiniu. Aerobinio kvėpavimo metu gaunama daugiau E (34 ATP), kadangi gliukozė suskaidoma visiškai, kaip šalutiniai produktai susidaro CO2 ir H2O. Anaerobinio kvėpavimo metu gaunama mažai E (2 ATP), kadangi gliukozė suskaidoma nevisiškai, kaip šalutiniai produktai susidaro etanolis ir CO2 (jei vyksta alkoholinis rūgimas, kurį daugiausiai sukelia mielės) arba pieno rūgštis (laktatas) (jei vyksta pienrūgštis rūgimas, kurį sukelia bakterijos).

• Vykstant fotosintezei, naudojamas atmosferoje esantis CO2, kuris išsiskiria kvėpavimo, puvimo, ugnikalnių veikimo, kuro degimo metu;
• Dėl sunaudojamo CO2 fotosintezė mažina šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentraciją;
• Fotosintezės metu gaminamas O2, būtinas ląsteliniam kvėpavimui, degimui;
• Fotosintezė padeda reguliuoti O2 ir CO2 kiekį atmosferoje;
• Fotosintezės metu gaminama organinė medžiaga C6H12O6, kurią kaip energijos šaltinį ir kaip žaliavą kitoms organinėms medžiagoms naudoja patys augalai; kiti organizmai naudoja ją kaip maisto medžiagą.

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP alkoholinis rūgimas

C6H12O6 laktatas + 2 ATP pienrūgštis rūgimas

Fotosintezės eiga

Šaltiniai

• "Prieš egzaminą. Biologija"
• "Prieš egzaminą. Chemija"
• http://lt.wikipedia.org/wiki/Fotosintez%C4%97
• http://www.mokslai.lt/referatai/referatas/9881.html
• http://lt.wikipedia.org/wiki/Degimo_reakcija
• http://www.asu.lt/nm/l-projektas/produktyvumas/28.html
• http://www.diffen.com/difference/Photosynthesis_vs_Respiration

AČIŪ UŽ DĖMESĮ

Parengė

Elvija Krištopaitytė Eglė Rakauskaitė

4d

2013-05-28