נשימה תאית
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| proton gradient/ˈprəʊtɒn ˈɡreɪdɪənt/ | גרדיאנט פרוטונים |
| cellular respiration/ˈseljʊlə ˌrespɪˈreɪʃn/ | נשימה תאית |
| glycolysis/ɡlaɪˈkɒləsɪs/ | גליקוליזה |
| aerobic respiration/eəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/ | נשימה אווירית |
| fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ | תסיסה |
| citric acid cycle/ˈsɪtrɪk ˈæsɪd ˈsaɪkl/ | מחזור החומצה הציטרנית |
| electron transport chain/ɪˈlektrɒn ˈtrænspɔːt tʃeɪn/ | שרשרת העברת אלקטרונים |
| ATP synthase/ˌeɪ tiː ˈpiː ˈsɪnθeɪs/ | ATP סינתאזה |
| chemiosmosis/ˌkemɪəzˈməʊsɪs/ | כימיוסמוזה |
| anaerobic respiration/ˌæneəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/ | נשימה אנאירובית |
מדוע שמרים יכולים להרים את הבצק ללא חמצן
- שמרים משחררים פחמן דו-חמצני בזמן שמתפרמנטים סוכר, ולכן הבצק מתרחב גם ללא אספקת חמצן. עם זאת, תאים אוורביים יכולים לקבל הרבה יותר ATP מאותו סוכר.
- לעקוב אחר האלקטרונים ושיער הפרוטונים כדי להסביר הבדל זה; רשימה של מוצרי תגובה לבדה אינה מספיקה להסביר ייצור ATP.
התגובה הכוללת
- נשימה תאית מפרקת גלוקוז באמצעות חמצן.
- $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} + \text{ATP}$.
- האנרגיה ששחררה נכלאת כ-ATP.
- פחמן דו-חמצני ומים יוצאים כתוצרי לוואי.
מהו המטרה של נשימה תאית?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
נשימה תאית מפרקת גלוקוז כדי לשחרר אנרגיה בצורת ATP.
שלב 1: גליקוליזה
- גליקוליזה מפצלת את הגלוקוז בציטופלזמה.
- היא מייצרת שני מולקולות קטנות יותר (פיבוברט) וכמות מעטה של ATP.
- שלב זה הראשון אינו זקוק לחמצן.
- אם חמצן קיים, הפיבוברט ממשיך למיטוכונדריה.
שלבי הנשימה
תהליך הנשימה — הגלוקוז מתפצל, ולאחר מכן נפרק לחלוטין במיטוכונדריה לשחרור כמות רבה של ATP.
השלב הראשון, פיצול הגלוקוז בציטופלזמה, נקרא ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
גליקוליזה מפצלת גלוקוז לשתי מולקולות פירובט ומייצרת כמות קטנה של ATP.
עם או ללא חמצן
- נשימה אווירית משתמשת בחמצן במיטוכונדריה כדי להשלים את פירוק הגלוקוז.
- היא משחררת כמות גדולה של ATP.
- ללא חמצן, תאי שריר יכולים להשתמש בפרמנטציה כדי לשחזר NAD⁺.
- בגלוקוליסה נספק רק שני ATP נטו לכל גלוקוז; מוצרים אחרים כוללים לקטט.
איזו תהליך מספק יותר ATP לגלוקוז: נשימה אווירית מלאה או גליקוליזה שלאחריה פרמנטציה?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
העברת אלקטרונים אוורית תומכת בייצור ATP אוקסידטיבי. חלבוש מחזיר NAD⁺ אך אינו מוסיף ATP מעבר לגליקוליזה.
גליקוליזה שלאחריה חלבוש מייצר הרבה פחות ATP לכל גלוקוז מאשר נשימה אוורית מלאה.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
חלבוש מאפשר לגליקוליזה להמשיך עם שני ATP נטו לכל גלוקוז, ללא ייצור ATP אוקסידטיבי.
בחרו את כל האמירות הנכונות לגבי נשימה.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
בניית גלוקוז מ-CO₂ היא פוטוסינתזה — הופך את תהליך הנשימה. השלושה האחרים נכונים.
מטען את נשאי האלקטרונים
- הגלוקוליסה מייצרת שני פירובט, שני ATP נטו ו-NADH לכל גלוקוז. חמצון פירובט והמחזור הקרוני במטריקס המיטוכונדרי משחררים פחמן דו-חמצני ומטענים את NADH ו-FADH₂ באלקטרונים.
- המחזור גם מייצר כמות קטנה של ATP ישירות. NADH ו-FADH₂ מובילים אלקטרונים לשרשרת הובלת האלקטרונים בממברנה הפנימית, ולא מובילים את ה-ATP עצמו.
בנית שיער פרוטונים
- כאשר אלקטרונים זזים לאורך השרשרת, האנרגיה השחרורה מזרזת פרוטונים מהמטריקס למרחב בין-ממברנלי. זה בונה שיער פרוטונים: יותר H⁺ מחוץ לממברנה הפנימית, כך צד זה הוא בעל pH נמוך יותר.
- חמצן הוא מקבל האלקטרונים הסופי בנשימה אוורבית ותורם ליצירת מים. הממברנה הפנימית המקופלת מספקת משטח גדול לחלבוני ההובלה; פרוקריוטים אוורביים משתמשים בממברנה הפלזמטית במקום זאת.
במהלך העברת אלקטרונים מיטוכונדרית פעילה, באיזה תאורה יש pH נמוך יותר?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
משאבת פרוטונים מעלה את ריכוז ה-H⁺ במרחב הבין-ממברנרי.
תנועת פרוטונים מניעה סינתזת ATP
- פרוטונים זורמים חזרה אל המטריקס דרך סינתאזת ATP. זרימה זו, הנקראת כימיוסמוס, מניעה את חיבור ADP לפוספט אי-אורגני כדי ליצור ATP.
- הובלת אלקטרונים וייצור ATP מצומדים על ידי השיער. אם חוסר הצמדה מאפשר לפרוטונים לחצות במקום אחר, הובלת אלקטרונים עשויה להמשיך אך התפוקת ATP תורד ואנרגיה רבה תהפוך לחום.
דליפת פרוטון דרך הממברנה הפנימית יכולה להפחית את התפוקה של ATP גם כאשר אלקטרונים זזים לאורך השרשרת.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
הדליפה עוקפת את סינתזת האט ופוגעת בגרדינט.
פרמנטציה שומרת על המשך הגלוקוליסה
- פרמנטציה מעבירה אלקטרונים מ-NADH למולקולה אורגנית, ומשחזרת NAD⁺. ללא NAD⁺, הגלוקוליסה תיעצר גם אם נותר גלוקוז בשפע.
- פרמנטציית לקטט או פרמנטציית אלכוהול אינה מוסיפה ATP נוסף מעבר לגלוקוליסה. חלק מהפרוקריוטים משתמשים במקום זאת בהובלת אלקטרונים אנאורבית עם מקבל אחר מחמצן: תהליך זה אינו אותו דבר כמו פרמנטציה.
איך חלבוש מאפשר לגליקוליזה להמשיך?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
גליקוליזה זקוקה ל-NAD⁺ מועכש כדי לקבל אלקטרונים.
תחזית מפורטת: הסרת חמצן
- במיטוכנדריה אווירית, חסימת אספקת החמצון מונעת מהמסלול העברת אלקטרונים למקבל הסופי. NADH אינו מחומץ בצורה יעילה; משאבת הפרוטונים וייצור ATP באמצעות חמצון פוחתים.
- תא המסוגל לבצע תהליך חמיצה יכול למחזר את ה-NAD⁺ ולשמור על גליקוליזה עם שני ATP נטו לכל גלוקוז. תהליך החמיצה לא מפעיל מחדש את מסלול העברת האלקטרונים במיטוכנדריות.
בשימוש בתפוקת הגליקוליזה הנטו הנדרשת, כמה ATP מיוצרים מחמישה מולקולות גלוקוז על ידי גליקוליזה שלאחריה חלבוש?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
5 × 2 = 10 ATP נטו. חלבוש מחזיר NAD⁺ במקום להוסיף ATP.
תהליך חמיצה ונשימה אנאירובית הן שונות. תהליך החמיצה ממחזר את ה-NAD⁺ ללא מסלול עברת אלקטרונים. נשימה אנאירובית משתמשת במסלול עם מקם סופי שאינו חמצן. אל תסתכלו על כל מסלול ללא חמצון כאותו מנגנון.
- תא שמרים יכול לשמור על פעילות גליקוליזה ללא חמצון על ידי המרת פיבביט לחלוץ ובדיאוקסיד פחמן, ומחזור את ה-NAD⁺.
- ה-ATP שלו מגיע מגליקוליזה. השוו זאת לנשימה אווירית, שבה מסלול עברת אלקטרונים וגרדינט של פרוטונים מאפשרים תפוקת ATP גדולה הרבה יותר.
נשימה תאית משחררת אנרגיה מגלוקוז כ-ATP. היא מתחילה ב-גליקוליזה בתוך ציטופלזמה (ללא צורך בחמצן). עם חמצון, נשימה אווירית גומרת את התהליך במיטוכנדריות ומשחררת הרבה ATP; תהליך החמיצה שומר על גליקוליזה על ידי מחזור ה-NAD⁺. פוטוסינתזה ונשימה להם תגובות ומוצרים כלליים קשורים, אך משתמשות במסלולים שונים.