Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.E: Клітинне дихання (вправи)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    1713

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    7.1: Енергія в живих системах

    Виробництво енергії всередині клітини включає багато скоординованих хімічних шляхів. Більшість цих шляхів є комбінаціями реакцій окислення та відновлення. Окислення і відновлення відбуваються в тандемі. Реакція окислення знімає електрон з атома в з'єднанні, і додавання цього електрона до іншої сполуки є реакцією відновлення. Оскільки окислення та відновлення зазвичай відбуваються разом, ці пари реакцій називаються реакціями відновлення окислення або окислювально-відновними реакціями.

    Переглянути питання

    Енергетична валюта, яка використовується клітинами, становить ________.

    1. АТП
    2. ADP
    3. ПІДСИЛЮВАЧ
    4. аденозин
    Відповідь

    A

    Редукуюча хімічна реакція ________.

    1. зводить з'єднання до більш простої форми
    2. додає електрон до підкладки
    3. видаляє атом водню з субстрату
    4. є катаболічною реакцією
    Відповідь

    Б

    Вільна відповідь

    Чому клітинам корисно використовувати АТФ, а не енергію безпосередньо з зв'язків вуглеводів? Які найбільші недоліки у використанні енергії безпосередньо з зв'язків декількох різних сполук?

    Відповідь

    АТФ забезпечує клітині спосіб ефективного управління енергією. Молекулу можна заряджати, зберігати та використовувати в міру необхідності. Більш того, енергія від гідролізуючого АТФ подається у вигляді послідовної кількості. Збір енергії з зв'язків декількох різних сполук призведе до постачання енергії різної кількості.

    7.2: Гліколіз

    Гліколіз - це перший крок у розщепленні глюкози для вилучення енергії для клітинного метаболізму. Майже всі живі організми здійснюють гліколіз як частину свого метаболізму. Процес не використовує кисень і тому є анаеробним. Гліколіз протікає в цитоплазмі як прокаріотичних, так і еукаріотичних клітин.

    Переглянути питання

    Під час другої половини гліколізу, що відбувається?

    1. АТФ вичерпано.
    2. Фруктозу розщеплюють надвоє.
    3. Складається АТФ.
    4. Глюкоза стає фруктозою.
    Відповідь

    C

    Вільна відповідь

    Майже всі організми на землі здійснюють певну форму гліколізу. Як цей факт підтримує чи не підтримує твердження про те, що гліколіз є одним із найдавніших метаболічних шляхів?

    Відповідь

    Якби гліколіз розвинувся відносно пізно, він, швидше за все, не був би таким універсальним в організмах, як є. Він, ймовірно, еволюціонував у дуже примітивних організмах і зберігався, з додаванням інших шляхів вуглеводного обміну, які еволюціонували пізніше.

    Еритроцити не виконують аеробне дихання, але вони виконують гліколіз. Навіщо всім клітинам джерело енергії, і що буде, якщо гліколіз був заблокований в еритроцитах?

    Відповідь

    Всі клітини повинні споживати енергію для виконання основних функцій, таких як перекачування іонів через мембрани. Еритроцити втратили б свій мембранний потенціал, якщо гліколіз буде заблокований, і він врешті-решт помре.

    7.3: Окислення пірувату та цикл лимонної кислоти

    При наявності кисню аеробне дихання буде йти вперед. У клітинах-еукаріотів молекули пірувату, що утворюються в кінці гліколізу, транспортуються в мітохондрії, які є ділянками клітинного дихання. Там піруват буде перетворений в ацетильну групу, яка буде підхоплена і активована сполукою-носієм під назвою коензим А (КоА). Отримане з'єднання називається ацетил КоА. КоА виготовляється з вітаміну В5, пантотенової кислоти.

    Переглянути питання

    Що видаляється з пірувату при його перетворенні в ацетильну групу?

    1. кисень
    2. АТП
    3. Вітамін групи В
    4. вуглекислий газ
    Відповідь

    D

    Що роблять електрони, додані до NAD +?

    1. Вони стають частиною шляху бродіння.
    2. Вони йдуть на інший шлях для виробництва АТФ.
    3. Вони підживлюють надходження ацетильної групи в цикл лимонної кислоти.
    4. Вони перетворюються в НАДП.
    Відповідь

    Б

    ГТП або СПС виробляється при конвертації ________.

    1. ізоцитрат в α-кетоглутарат
    2. сукциніл CoA в сукцинат
    3. фумарат в малат
    4. малат в оксалоацетат
    Відповідь

    Б

    Скільки молекул NADH виробляється на кожному повороті циклу лимонної кислоти?

    1. один
    2. два
    3. три
    4. чотири
    Відповідь

    C

    Вільна відповідь

    У чому основна різниця між круговим і лінійним шляхом?

    Відповідь

    У круговому шляху кінцевим продуктом реакції є також початковий реагент. Шляхи самоувічнюються, доки постачається будь-який з проміжних продуктів шляху. Кругові шляхи здатні вмістити кілька точок входу та виходу, таким чином, особливо добре підходять для амфіболічних шляхів. У лінійному шляху одна поїздка через шлях завершує шлях, а друга поїздка буде незалежною подією.

    7.4: Окислювальне фосфорилювання

    Ви щойно прочитали про два шляхи катаболізму глюкози - гліколіз та цикл лимонної кислоти - які генерують АТФ. Більшість АТФ, що утворюється під час аеробного катаболізму глюкози, однак, не генерується безпосередньо з цих шляхів. Швидше, він походить від процесу, який починається з переміщення електронів через серію транспортерів електронів, які зазнають окислювально-відновних реакцій. Це призводить до того, що іони водню накопичуються в матричному просторі.

    Переглянути питання

    Яке з'єднання отримує електрони від NADH?

    1. ФМН
    2. убихінон
    3. цитохром c 1
    4. кисень
    Відповідь

    A

    Хіміосмос передбачає ________.

    1. рух електронів по клітинній мембрані
    2. рух атомів водню через мембрану мітохондрій
    3. рух іонів водню через мембрану мітохондрій
    4. рух глюкози через клітинну мембрану
    Відповідь

    C

    Вільна відповідь

    Чим ролі убихінону і цитохрому c відрізняються від інших компонентів ланцюга транспорту електронів?

    Відповідь

    Q і цитохром c - транспортні молекули. Їх функція не призводить безпосередньо до синтезу АТФ в тому, що вони не є насосами. Більш того, Q є єдиним компонентом ланцюга транспорту електронів, який не є білком. Убіхінон і цитохром с - дрібні, рухливі, носії електронів, тоді як інші компоненти ланцюга транспорту електронів - великі комплекси, закріплені у внутрішній мембрані мітохондрій.

    На що припадає різна кількість молекул АТФ, які утворюються через клітинне дихання?

    Відповідь

    Мало хто тканини, крім м'язів, виробляють максимально можливу кількість АТФ з поживних речовин. Проміжні продукти використовуються для отримання необхідних амінокислот, жирних кислот, холестерину та цукрів для нуклеїнових кислот. При транспортуванні НАДГ з цитоплазми в мітохондрії використовується активний транспортний механізм, який зменшує кількість АТФ, яке можна зробити. Ланцюг транспорту електронів відрізняється за складом між видами, тому різні організми будуть робити різну кількість АТФ, використовуючи свої ланцюги транспортування електронів.

    7.5: Метаболізм без кисню

    При аеробному диханні кінцевим акцептором електронів є молекула кисню, O2. Якщо відбувається аеробне дихання, то АТФ буде вироблятися з використанням енергії високоенергетичних електронів, що переносяться NADH або FADH2 в ланцюг транспорту електронів. Якщо аеробне дихання не відбувається, NADH повинен бути повторно окислений до NAD + для повторного використання в якості електронного носія для продовження гліколітичного шляху.

    Переглянути питання

    Який із наведених способів бродіння може відбуватися в скелетних м'язах тварин?

    1. молочнокислого бродіння
    2. спиртове бродіння
    3. змішане кислотне бродіння
    4. пропіонова ферментація
    Відповідь

    A

    Вільна відповідь

    У чому первинна відмінність бродіння від анаеробного дихання?

    Відповідь

    Бродіння використовує тільки гліколіз. Анаеробне дихання використовує всі три частини клітинного дихання, включаючи частини в мітохондріях, такі як цикл лимонної кислоти та електронний транспорт; він також використовує інший кінцевий акцептор електронів замість газу кисню.

    7.6: З'єднання вуглеводних, білкових та ліпідних метаболічних шляхів

    Усі катаболічні шляхи вуглеводів, білків та ліпідів врешті-решт з'єднуються з гліколізом та шляхами циклу лимонної кислоти. Метаболічні шляхи слід розглядати як пористі, тобто речовини надходять з інших шляхів, а проміжні продукти йдуть для інших шляхів. Ці шляхи не є замкнутими системами. Багато субстратів, проміжних продуктів та продуктів у певному шляху є реагентами в інших шляхах.

    Переглянути питання

    Основним зв'язком цукрів при гліколізі є ________.

    1. глюкозо-6-фосфат
    2. фруктоза-1,6-бісфосфат
    3. дигідроксиацетон фосфат
    4. фосфоенолпіруват
    Відповідь

    A

    Бета-окислення - ________.

    1. розщеплення цукрів
    2. збірка цукрів
    3. розщеплення жирних кислот
    4. видалення аміногруп з амінокислот
    Відповідь

    C

    Вільна відповідь

    Ви б описали метаболічні шляхи як за своєю суттю марнотратні або за своєю суттю економічні, і чому?

    Відповідь

    Вони дуже економічні. Субстрати, проміжні продукти та продукти рухаються між шляхами і роблять це у відповідь на тонко налаштовані петлі інгібування зворотного зв'язку, які підтримують метаболізм збалансованим в цілому. Проміжні продукти в одному шляху можуть виникати в іншому, і вони можуть рухатися від одного шляху до іншого плавно у відповідь на потреби клітини.

    7.7: Регуляція клітинного дихання

    Клітинне дихання необхідно регулювати, щоб забезпечити збалансовану кількість енергії у вигляді АТФ. Клітина також повинна генерувати ряд проміжних сполук, які використовуються в анаболізмі і катаболізмі макромолекул. Без контролю метаболічні реакції швидко зайшли б на місце, оскільки реакції вперед і назад досягли стану рівноваги. Ресурси будуть використані неналежним чином.

    Переглянути питання

    Ефект високих рівнів АДФ становить до ________.

    1. підвищують активність ферменту
    2. зниження активності ферменту
    3. не впливають на активність ферменту
    4. уповільнити шлях
    Відповідь

    A

    Контроль якого ферменту надає найбільший контроль над гліколізом?

    1. гексокіназа
    2. фосфофруктокінази
    3. глюкозо-6-фосфатаза
    4. альдолаза
    Відповідь

    Б

    Вільна відповідь

    Як цитрат з циклу лимонної кислоти впливає на гліколіз?

    Відповідь

    Цитрат може пригнічувати фосфофруктокіназу шляхом регулювання зворотного зв'язку.

    Чому механізми негативного зворотного зв'язку можуть бути більш поширеними, ніж механізми позитивного зворотного зв'язку в живих клітині?

    Відповідь

    Механізми негативного зворотного зв'язку фактично контролюють процес; він може вимкнути його, тоді як позитивний зворотний зв'язок прискорює процес, дозволяючи клітині не контролювати його. Негативний зворотний зв'язок природно підтримує гомеостаз, тоді як позитивний зворотний зв'язок відганяє систему від рівноваги.