Cell Processes and Energy Sources

Slide1Cell Processes and Energy

Slide2Sources of Energy Nearly all living things obtain energy either directly or indirectly from the sun.  Autotroph - An organism that makes its own food.  Heterotroph - an organism that cannot make its own food.

Slide3Photosynthesis Photosynthesis - A two staged process by which a cell captures energy in sunlight and uses it to make food.  The raw materials for photosynthesis are carbon dioxide (CO 2 ) and water.  The products of photosynthesis are oxygen (O 2 ) and sugar(C 6 H 12 O 6 ).

Slide4Photosynthesis:  Stage 1 The sun’s energy is captured in a plant’s leaves. – Pigments are colored chemicals that absorb light. – Chlorophyll is the main photosynthetic pigment in chloroplasts.  Makes plants green. – Chlorphyll’s function is capture light energy for use in the 2nd stage of photosynthesis.

Slide5Photosynthesis:  Stage 2 Captured energy is used to make food for the plant. – Water is absorbed through the roots. – CO 2  enters the plant through the stomata. – Stomata (stoma - singular) are small openings on the underside of a leaves.

Slide6Photosynthesis:  Stage 2 The raw materials for photosynthesis (CO 2  & H 2 O) travel to the leaves, and more specifically to the chloroplasts.  In the chloroplasts, a complex series of chemical reactions take place.  These reactions are powered by the sunlight captured in Stage 1.  There are 2 products of photosynthesis - C 6 H 12 O 6  and O 2 .

Slide7Photosynthesis Equation The subscript indicates the # of atoms.  The coefficient indicates the # of molecules.  The arrow means “yields”. 6CO 2    +    6H 2 O           C 6 H 12 O 6    +    6O 2

Slide8Additional Information What happens to the sugar produced during photosynthesis? – Used for cellular functions – Convert some sugar into other compounds, such as cellulose. – Some sugar molecules are stored for later use. (When you eat a carrot, you are eating the plant’s stored energy from the sun.)

Slide9Respiration Respiration is the process by which cells obtain energy from glucose.  During respiration, cells break down simple food molecules such as sugar and release the energy they contain.

Slide10Storing Energy How do animals store energy?  Animals store energy in the form of fat.

Slide11Breathing and Respiration Respiration has 2 meanings: – Breathing – A cellular process that converts sugar into energy for use in cellular processes.

Slide12Respiration:  Stage 1 Takes place in the cytoplasm of the organism’s cell.  Glucose is broken down into smaller molecules.  A small amount of energy is released here.

Slide13Respiration: Stage 2 Takes place in the mitochondria.  The smaller molecules from Stage 1 are broken down into even smaller molecules.  The chemical reactions require oxygen.  Releases a large amount of energy.

Slide14Respiration EquationNOTE:  The cellular respiration equation is the photosynthesis equation reversed.  Chemical energy in the form of ATP. (adenosine triphosphate) C 6 H 12 O 6   +    6O 2          6CO 2   +  6H 2 O + energy

Slide15ATP Often called the “molecular unit of currency” of intracellular energy transfer.  ATP transports chemical energy within the cells for metabolism.

Slide16Relationship between Photosynthesisand Cellular Respiration Photosynthesis Cellular Respiration

Slide17Fermentation A process by which organisms obtain energy, that does not require oxygen.  Lower amount of energy is released during fermentation than respiration.

Slide18Two types of fermentation Alcoholic Fermentation  - Occurs when yeast and some other single-celled organisms break down sugars.  Called alcoholic fermentation because alcohol is one of the products.  Other products are CO 2  and a small amount of energy.  CO 2  is important to bakers and brewers because the bubbles provide a specific characteristics to their goods.

Slide19Two types of fermentation Lactic Acid Fermentation occurs when your muscles experience anaerobic circumstances. – Anaerobic means without oxygen.  A product of lactic acid fermentation is lactic acid.  ATP is also produced at a high rate. – ATP is adenosine triphosphate.  ATP is the primary method of energy transfer within a cell.