Skip to content · ⁨ข้ามไปยังเนื้อหา⁩

Cellular Energetics · ⁨พลังงานในเซลล์⁩

AP Biology · Topic 3 · ⁨หัวข้อ 3⁩

Video lesson for this topic · ⁨บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้⁩ Open the video page · ⁨เปิดหน้าวิดีโอ⁩
9:13

พลังงานในเซลล์

ดูผงซักฟอกในตู้ของคุณ ในน้ำอุ่นมันสามารถขจัดคราบนานครึ่งชั่วโมง ในห้องทดลอง งานเดียวกันต้องใช้กรดเข้มข้นและน้ำเดือด…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ⁩

3.1

Enzymes as Biological Catalysts · ⁨เอนไซม์ในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาชีวภาพ⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 3.1.A: Explain how enzymes affect the rate of biological reactions.

  • 3.1.A.1 The structure and function of enzymes contribute to the regulation of biological processes. Enzymes are proteins that are biological catalysts that facilitate chemical reactions in cells by lowering the activation energy.
  • 3.1.A.2 For an enzyme-mediated chemical reaction to occur, the shape and charge of the substrate must be compatible with the active site of the enzyme. This is illustrated by the enzyme-substrate complex model.
ไทย

แนวคิดหลัก 2 — พลังงาน: ระบบชีวภาพใช้พลังงานและหน่วยสร้างโมเลกุลเพื่อการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการรักษาสมดุลภายในแบบไดนามิก

จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1.A: อธิบายว่าเอนไซม์มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาทางชีวภาพอย่างไร

  • 3.1.A.1 โครงสร้างและหน้าที่ของเอนไซม์มีส่วนช่วยในการควบคุมกระบวนการทางชีวภาพ เอนไซม์เป็นโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ โดยช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ด้วยการลดพลังงานก่อกวน (activation energy)
  • 3.1.A.2 เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่ขับเคลื่อนด้วยเอนไซม์ รูปร่างและประจุของสารตั้งต้นต้องเข้ากันได้กับตำแหน่งทำงานของเอนไซม์ สิ่งนี้แสดงด้วยแบบจำลองคอมเพล็กซ์เอนไซม์-สารตั้งต้น

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

An enzyme 酶 is a protein catalyst 催化剂 that speeds a reaction by lowering its activation energy 活化能, without being used up. Each enzyme has an active site 活性位点 that binds a specific substrate 底物 (the "lock and key" or induced fit), so enzymes are highly specific. They do not change whether a reaction is favorable – only how fast it goes.

ไทย
ผงซักฟอกชีวภาพใช้เอนไซม์ที่ทำงานได้ที่อุณหภูมิและ pH ปานกลาง
ผงซักฟอกชีวภาพใช้เอนไซม์ที่ทำงานได้ที่อุณหภูมิและ pH ปานกลาง

เอนไซม์ (enzyme) เป็นโปรตีน ตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) ที่เร่งปฏิกิริยาโดยการลด พลังงานกระตุ้น (activation energy) โดยไม่ถูกบริโภค Each enzyme มี ตำแหน่ง نشง (active site) ที่จับกับ สารตั้งต้น (substrate) เฉพาะ (แบบ "ลูกกุญแจ-รูล็อก" หรือ induced fit) ทำให้เอนไซม์มีความจำเพาะสูง They does not change whether a reaction is favorable – only how fast it goes.

เอนไซม์ลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยา
เอนไซม์ลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยา
โมเดลลูกกุญแจ-รูล็อกและโมเดล induced-fit ของการทำงานของเอนไซม์
โมเดลลูกกุญแจ-รูล็อกและโมเดล induced-fit ของการทำงานของเอนไซม์
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Raise substrate and watch the rate saturate · ⁨提高底物浓度并观察反应速率达到饱和⁩

An enzyme speeds a reaction by lowering activation energy. As substrate rises the rate climbs, then levels off once every active site is busy (saturation). · ⁨酶通过降低活化能加速反应。随着底物增加,速率上升,直到所有活性位点都被占用(饱和)后趋于平稳。⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
enzyme/ˈenzaɪm/ enzyme
catalyst/ˈkætəlɪst/ catalyst
activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ activation energy
active site/ˈæktɪv saɪt/ active site
substrate/ˈsʌbstreɪt/ substrate
3.2

Environmental Impacts on Enzyme Function · ⁨ผลกระทบของสิ่งแวดล้อมต่อการทำงานของเอนไซม์⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 3.2.A: Explain how changes to the structure of an enzyme may affect its function.

  • 3.2.A.1 Change to the molecular structure of a component in an enzymatic system may result in a change to its function or efficiency.
    • i. Denaturation of proteins, such as enzymes, occurs when the protein structure is disrupted by a change in temperature, pH, or chemical environment, eliminating the ability to catalyze reactions.
    • ii. Environmental temperatures and pH outside the optimal range for a given enzyme will cause changes to its structure (by disrupting the hydrogen bonds), altering the efficiency with which it catalyzes reactions.
  • 3.2.A.2 In some cases, enzyme denaturation is reversible, allowing the enzyme to regain activity.

Learning Objective 3.2.B: Explain how the cellular environment affects enzyme activity.

  • 3.2.B.1 The relative concentrations of substrates and products determine how efficiently an enzymatic reaction proceeds.
ไทย

แนวคิดหลัก 2 — พลังงาน: ระบบชีวภาพใช้พลังงานและหน่วยสร้างโมเลกุลเพื่อการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการรักษาสมดุลภายในแบบไดนามิก

จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.2.A: อธิบายว่าการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเอนไซม์อาจส่งผลต่อการทำงานของมันได้อย่างไร

  • 3.2.A.1 การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระดับโมเลกุลขององค์ประกอบใด ๆ ในระบบเอนไซม์อาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในหน้าที่หรือประสิทธิภาพของมัน
    • i. การเสียสภาพของโปรตีน เช่น เอนไซม์ จะเกิดขึ้นเมื่อโครงสร้างโปรตีนถูกทำลายจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ pH หรือสภาพแวดล้อมทางเคมี ซึ่งจะทำให้ไม่สามารถเร่งปฏิกิริยาได้อีกต่อไป
    • ii. อุณหภูมิและ pH ของสิ่งแวดล้อมนอกช่วงที่เหมาะสมสำหรับเอนไซม์某一个 จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้าง由其 (โดยการทำลายพันธะไฮโดรเจน) ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาลดลง
  • 3.2.A.2 ในบางกรณี การเสียสภาพของเอนไซม์สามารถกลับคืนมาได้ ทำให้เอนไซม์สามารถกลับมาทำงานได้ใหม่

จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.2.B: อธิบายว่าสภาพแวดล้อมภายในเซลล์มีผลต่อกิจกรรมของเอนไซม์อย่างไร

  • 3.2.B.1 ความเข้มข้นสัมพัทธ์ของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์กำหนดประสิทธิภาพของการดำเนินปฏิกิริยาเอนไซม์

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

Enzyme activity depends on conditions. Each enzyme has an optimal temperature and pH; beyond it, the protein denatures 变性 (loses shape) and stops working. Substrate concentration raises the rate until the enzyme saturates. Inhibitors 抑制剂 slow enzymes – competitive ones block the active site, noncompetitive ones bind elsewhere and change the shape.

ไทย

กิจกรรมของเอนไซม์ขึ้นอยู่กับสภาวะ Each enzyme มี อุณหภูมิและ pH ที่เหมาะสม (optimal) หากเกินไป โปรตีนจะ เสียสภาพ (denatures) (สูญเสียรูปร่าง) และหยุดทำงาน ความเข้มข้นของสารตั้งต้น เพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาจนเอนไซม์อิ่มตัว ตัวยับยั้ง (Inhibitors) ชะลอเอนไซม์ – แบบ แข่งขัน (competitive) บล็อกตำแหน่ง نشง, แบบ ไม่แข่งขัน (noncompetitive) จับที่อื่นและเปลี่ยนรูปร่าง

เอนไซม์แต่ละชนิดมี pH ที่เหมาะสม
เอนไซม์แต่ละชนิดมี pH ที่เหมาะสม
อัตราการเพิ่มขึ้นถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม แล้วลดลงเมื่อเอนไซม์เสียสภาพ
อัตราการเพิ่มขึ้นถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม แล้วลดลงเมื่อเอนไซม์เสียสภาพ
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Change temperature and watch enzyme activity · ⁨改变温度并观察酶活性⁩

Each enzyme has an optimum temperature and pH. Too cold is slow; too hot denatures the enzyme so its active site loses shape and activity crashes. · ⁨每种酶都有最适温度和pH值。太冷则反应慢;太热会变性酶,使其活性位点失去形状,活性急剧下降。⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
denatures/ˈdenətʃəz/ denatures
Inhibitors/ɪnˈhɪbɪtəz/ Inhibitors
The first law/ðə fɜːst lɔː/ The first law
The second law/ðə ˈsekənd lɔː/ The second law
3.3

Cellular Energy and ATP · ⁨พลังงานระดับเซลล์และ ATP⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 3.3.A: Describe the role of energy in living organisms.

  • 3.3.A.1 All living systems require an input of energy.
  • 3.3.A.2 Life requires a highly ordered system and does not violate the first and second laws of thermodynamics.
    • i. Energy input must exceed energy loss to maintain order and to power cellular processes.
    • ii. Cellular processes that release energy may be coupled with cellular processes that require energy.
    • iii. Significant loss of order or energy flow results in death.
    • Exclusion statement: Students will need to understand the concept of energy, but the equation for Gibbs free energy is beyond the scope of the AP Exam.
  • 3.3.A.3 Energy-related pathways in biological systems are sequential to allow for a more controlled transfer of energy. A product of a reaction in a metabolic pathway is typically the reactant for the subsequent step in the pathway.

Learning Objective 3.3.B: Explain how shared, conserved, and fundamental processes and features support the concept of common ancestry for all organisms.

  • 3.3.B.1 Core metabolic pathways (e.g., glycolysis, oxidative phosphorylation) are conserved across all currently recognized domains (Archaea, Bacteria, and Eukarya).
ไทย

แนวคิดหลัก 2 — พลังงาน: ระบบชีวภาพใช้พลังงานและหน่วยสร้างโมเลกุลเพื่อการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการรักษาสมดุลภายในแบบไดนามิก

จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.3.A: อธิบายบทบาทของพลังงานในสิ่งมีชีวิต

  • 3.3.A.1 ระบบชีวิตทั้งหมดต้องการพลังงานเข้ามา
  • 3.3.A.2 ชีวิตต้องการระบบที่มีความเป็นระเบียบสูงและไม่ขัดแย้งกับกฎข้อที่หนึ่งและสองของอุณหพลศาสตร์
    • i. พลังงานที่เข้ามาต้องมากกว่าพลังงานที่สูญเสียไปเพื่อรักษาความเป็นระเบียบและขับเคลื่อนกระบวนการในเซลล์
    • ii. กระบวนการในเซลล์ที่ปล่อยพลังงานอาจถูกจับคู่กับกระบวนการในเซลล์ที่ต้องการพลังงาน
    • iii. การสูญเสียความเป็นระเบียบหรือการไหลเวียนของพลังงานอย่างมากจะนำไปสู่ความตาย
    • ข้อยกเว้น: นักเรียนจำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดของพลังงาน แต่สมการของพลังงานอิสระของ吉布斯超出了 AP Exam的范围。
  • 3.3.A.3 เส้นทางที่เกี่ยวข้องกับพลังงานในระบบชีวภาพเป็นลำดับขั้นตอนเพื่อให้สามารถถ่ายโอนพลังงานได้อย่างควบคุมมากขึ้น ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาหนึ่งในเส้นทางเมตาบอลิซึมมักจะเป็นสารตั้งต้นสำหรับขั้นตอนถัดไปในเส้นทางนั้น

จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.3.B: อธิบายว่ากระบวนการและลักษณะร่วมที่อนุรักษ์ไว้และพื้นฐานรองรับแนวคิดบรรพบุรุษร่วมกันของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดได้อย่างไร

  • 3.3.B.1 เส้นทางเมตาบอลิซึมหลัก (เช่น ไกลโคไลซิส, การฟอสฟอริเลชั่นแบบออกซิเดทีฟ) ถูกอนุรักษ์ไว้Across所有currently recognized domains (Archaea, Bacteria, and Eukarya)。

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

ATP (adenosine triphosphate) is the cell's energy currency. Energy is stored in its phosphate bonds; breaking off a phosphate (ATP → ADP) releases energy to power cellular work, and reattaching one stores energy. Cells constantly recycle ATP, coupling energy-releasing reactions to energy-requiring ones.

Life and the laws of thermodynamics

A living cell is highly ordered, and that order is often mistaken for a violation of physics. It is not.

  • The first law 热力学第一定律 says energy is conserved: it changes form but is never created or destroyed. A cell does not make energy — it transforms the chemical energy of glucose, or the light energy of the Sun, into the chemical energy of ATP.
  • The second law 热力学第二定律 says that in any energy transfer, some energy is lost as heat and the entropy 熵 of the universe increases. A cell builds order inside itself, but only by releasing more disorder to its surroundings, mostly as heat.

So life requires a constant input of free energy 自由能 from outside. This is why an organism cut off from its energy source dies: maintaining order is not free, and the moment the input stops, the ordered system runs down.

ไทย

ATP (อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต) เป็นสกุลเงินพลังงานของเซลล์ พลังงานเก็บอยู่ในพันธะฟอสเฟต การตัดฟอสเฟตออก (ATP → ADP) ปล่อย พลังงานมาขับเคลื่อนงานระดับเซลล์ และการเชื่อมกลับเก็บพลังงาน เซลล์หมุนเวียน ATP อย่างต่อเนื่อง โดยจับคู่ปฏิกิริยาที่ปล่อยพลังงานเข้ากับปฏิกิริยาที่ต้องการพลังงาน

วงจร ATP-ADP เก็บและปล่อยพลังงาน
วงจร ATP-ADP เก็บและปล่อยพลังงาน

ชีวิตกับกฎเทอร์โมไดนามิกส์

เซลล์มีชีวิตมีการจัดระเบียบสูงมาก และความ ordering นี้มักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นการละเมิดหลักฟิสิกส์ แต่ไม่ใช่

  • กฎข้อแรก กล่าวว่าพลังงานถูกอนุรักษ์: เปลี่ยนรูปแต่ไม่ถูกสร้างหรือทำลาย เซลล์ไม่ได้สร้างพลังงาน — แต่ แปลง พลังงานเคมีของกลูโคส หรือพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์ ให้เป็นพลังงานเคมีของ ATP
  • กฎข้อที่สอง กล่าวว่าในการถ่ายโอนพลังงานใด ๆ มีพลังงานบางส่วนสูญเสียเป็นความร้อนและ เอนโทรปี (entropy) ของจักรวาลเพิ่มขึ้น เซลล์สร้างความเป็นระเบียบภายในตัวเอง แต่ทำได้โดยการปล่อยความไม่เป็นระเบียบไปสู่สิ่งแวดล้อมมากกว่า ซึ่งส่วนใหญ่เป็นความร้อน

ดังนั้น ชีวิตต้องการ การป้อนพลังงานอิสระอย่างต่อเนื่องจากภายนอก นี่คือเหตุผลว่าทำไมสิ่งมีชีวิตที่ถูกตัดขาดจากแหล่งพลังงานจึงตาย: การรักษาความเป็นระเบียบไม่ใช่เรื่องฟรี และทันทีที่การป้อนพลังงานหยุดลง ระบบที่เป็นระเบียบก็จะเสื่อมสภาพ

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
entropy/ˈentrəpi/ entropy
constant input of free energy/ˈkɒnstənt ˈɪnpʊt ɒv friː ˈenədʒi/ constant input of free energy
Photosynthesis/ˌfəʊtəʊˈsɪnθəsɪs/ Photosynthesis
Calvin cycle/ˈkælvɪn ˈsaɪkl/ Calvin cycle
prokaryotes/ˈprɒkərɪəʊts/ prokaryotes
cyanobacteria/ˌsaɪəˌnɒbəkˈtɪərɪə/ cyanobacteria
oxygenated atmosphere/ˈɒksɪdʒeneɪtɪd ˈætməsfɪə/ oxygenated atmosphere
banded iron formations/ˈbændɪd ˈaɪən fɔːˈmeɪʃnz/ banded iron formations
Cellular respiration/ˈseljʊlə ˌrespɪˈreɪʃn/ Cellular respiration
Glycolysis/ɡlaɪˈkɒləsɪs/ Glycolysis
Krebs cycle/krebz ˈsaɪkl/ Krebs cycle
electron transport chain/ɪˈlektrɒn ˈtrænspɔːt tʃeɪn/ electron transport chain
fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ fermentation
3.4

Photosynthesis · ⁨การสังเคราะห์ด้วยแสง⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 3.4.A: Describe the photosynthetic processes and structural features of the chloroplast that allow organisms to capture and store energy.

  • 3.4.A.1 Photosynthesis is the series of reactions that use carbon dioxide $(\mathrm{CO_2})$, water $(\mathrm{H_2O})$, and light energy to make carbohydrates and oxygen $(\mathrm{O_2})$.
    • i. Photosynthetic organisms capture energy from the sun and produce sugars that can be used in biological processes or stored.
    • ii. Photosynthesis first evolved in prokaryotic organisms.
    • iii. Scientific evidence supports the claim that prokaryotic (cyanobacterial) photosynthesis was responsible for the production of an oxygenated atmosphere.
    • iv. Prokaryotic photosynthetic pathways were the foundation of eukaryotic photosynthesis.
    • Exclusion statement: Memorization of the steps in the Calvin cycle, the structure of the molecules, and the names of the enzymes involved, with the exception of ATP synthase, is beyond the scope of the AP Exam.
  • 3.4.A.2 Stroma and thylakoids are found within the chloroplast.
    • i. The stroma is the fluid within the inner chloroplast membrane and outside the thylakoid. The carbon fixation (Calvin cycle) reactions of photosynthesis occur in the stroma.
    • ii. The thylakoid membranes contain chlorophyll pigments organized into two photosystems, as well as electron transport proteins.
    • iii. Thylakoids are organized in stacks called grana. The light reactions of photosynthesis occur in the grana.
  • 3.4.A.3 The light reactions of photosynthesis in eukaryotes involve a series of coordinated reaction pathways that capture energy present in light to yield ATP and NADPH, which power the production of organic molecules in the Calvin cycle. This provides energy for metabolic processes.

Learning Objective 3.4.B: Explain how cells capture energy from light and transfer it to biological molecules for storage and use.

  • 3.4.B.1 Electron transport chain (ETC) reactions occur in chloroplasts, in mitochondria, and across prokaryotic plasma membranes. In photosynthesis, electrons that pass through the thylakoid membrane are picked up and ultimately transferred to $\mathrm{NADP^+}$ reducing it to NADPH in photosystem I.
    • Exclusion statement: The full names of the specific electron carriers in the electron transport chain are beyond the scope of the AP Exam.
    • Exclusion statement: Specific steps, names of enzymes, and intermediates of the pathways for these processes are beyond the scope of this course and the AP Exam.
  • 3.4.B.2 During photosynthesis, chlorophylls absorb energy from light, boosting electrons to a higher energy level in photosystems I and II. Water then splits, supplying electrons to replace those lost from photosystem II.
  • 3.4.B.3 Photosystems I and II are embedded in the thylakoid membranes of chloroplasts and are connected by the transfer of electrons through an ETC.
  • 3.4.B.4 When electrons are transferred between molecules in a series of oxidation/reduction reactions as they pass through the ETC, an electrochemical gradient of protons (hydrogen ions) is established across the thylakoid membrane. The membrane separates a region of low proton concentration outside the thylakoid membrane from a region of high proton concentration inside the thylakoid membrane.
  • 3.4.B.5 The formation of the proton gradient is linked to the synthesis of ATP from ADP and inorganic phosphate via ATP synthase. The flow of protons back through membrane-bound ATP synthase by chemiosmosis drives the formation of ATP from ADP and inorganic phosphate; this is known as photophosphorylation.
  • 3.4.B.6 The energy captured in the light reactions and transferred to ATP and NADPH powers the production of carbohydrates from carbon dioxide in the Calvin cycle. This occurs in the stroma of the chloroplast.
ไทย

แนวคิดหลัก 2 — พลังงาน: ระบบชีวภาพใช้พลังงานและหน่วยสร้างโมเลกุลเพื่อการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการรักษาสมดุลภายในแบบไดนามิก

จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.4.A: อธิบายกระบวนการสังเคราะห์แสงและลักษณะโครงสร้างของคลอโรพลาสต์ที่ทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถจับและจัดเก็บพลังงานได้

  • 3.4.A.1 การสังเคราะห์แสงคือ سلسلةปฏิกิริยาที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์ $(\mathrm{CO_2})$, น้ำ $(\mathrm{H_2O})$, และพลังงานแสงเพื่อสร้างคาร์โบไฮเดรตและออกซิเจน $(\mathrm{O_2})$。
    • i。 สิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสงจับพลังงานจากดวงอาทิตย์และผลิตน้ำตาลที่สามารถใช้ในกระบวนการทางชีวภาพหรือจัดเก็บไว้
    • ii。 การสังเคราะห์แสงวิวัฒนาการขึ้นครั้งแรกในสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอต
    • iii. หลักฐานทางวิทยาศาสตร์สนับสนุนข้ออ้างว่ากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงแบบโปรคาริโอต (ไซανοแบคทีเรีย) เป็นสาเหตุในการเกิดบรรยากาศที่มีออกซิเจน
    • iv. เส้นทางสังเคราะห์ด้วยแสงแบบโปรคาริโอตเป็นรากฐานของการสังเคราะห์ด้วยแสงแบบยูคาริโอต
    • ข้อความยกเว้น: การท่องจำขั้นตอนในวงจรคาลวิน โครงสร้างของโมเลกุล และชื่อเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง ยกเว้น ATP synthase超出了 AP Exam的范围。
  • 3.4.A.2 สตรอมาและไทลาคอยด์พบอยู่ภายในคลอโรพลาสต์
    • i. สโตรมาคือของเหลวภายในเยื่อหุ้มคลอโรพลาสต์ชั้นในและภายนอกไทลาคอยด์ ปฏิกิริยาการตรึงคาร์บอน (วงจรคาลวิน) ของการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในสโตรมา
    • ii. เยื่อหุ้มไทลาคอยด์ประกอบด้วยสารสีคลอโรฟิลล์ที่จัดเรียงอยู่ในระบบแสงสองชนิด รวมถึงโปรตีนที่ขนส่งอิเล็กตรอน
    • iii. ไทลาคอยด์ถูกจัดเรียงเป็นกองที่เรียกว่า กรานา ปฏิกิริยาที่ใช้แสงของการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในกรานา
  • 3.4.A.3 ปฏิกิริยาที่ใช้แสงของการสังเคราะห์แสงในยูคาริโอตเกี่ยวข้องกับชุดเส้นทางปฏิกิริยาที่ประสานกันเพื่อจับพลังงานที่มีอยู่ในแสงเพื่อผลิต ATP และ NADPH ซึ่งใช้ขับเคลื่อนการผลิตโมเลกุลอินทรีย์ในวัฏจักรคาลวิน สิ่งนี้ให้พลังงานสำหรับกระบวนการเมตาบอลิซึม

วัตถุประสงค์การเรียนรู้ 3.4.B: อธิบายว่าเซลล์จับพลังงานจากแสงและถ่ายโอนไปยังโมเลกุลชีวภาพเพื่อจัดเก็บและใช้งานได้อย่างไร

  • 3.4.B.1 ปฏิกิริยาสายการขนส่งอิเล็กตรอน (ETC) เกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ ไมโทคอนเดรีย และผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ของโปรคาริโอต ในการสังเคราะห์แสง อิเล็กตรอนที่ผ่านเยื่อหุ้มไทลาคอยด์จะถูกจับและ最終ถูกถ่ายโอนไปหา $\mathrm{NADP^+}$ เพื่อลดรูปเป็น NADPH ในระบบแสง I
    • ข้อความยกเว้น: ชื่อเต็มของตัวนำอิเล็กตรอนเฉพาะในสายการขนส่งอิเล็กตรอน超出了 AP Exam范围。
    • ข้อความยกเว้น: ขั้นตอนเฉพาะ ชื่อเอนไซม์ และสารกลางของเส้นทางสำหรับกระบวนการเหล่านี้超出了该课程和AP Exam范围。
  • 3.4.B.2 ระหว่างการสังเคราะห์แสง คลอโรฟิลล์ดูดซับพลังงานจากแสง กระตุ้นอิเล็กตรอนขึ้นไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้นในระบบแสง I และ II จากนั้นน้ำจะแตกตัว ให้ إلكترونมาทดแทนอิเล็กตรอนที่สูญเสียจากระบบแสง II
  • 3.4.B.3 ระบบแสง I และ IIฝังอยู่ในเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ของคลอโรพลาสต์และเชื่อมต่อกันโดยการถ่ายโอนอิเล็กตรอนผ่าน ETC
  • 3.4.B.4 เมื่ออิเล็กตรอนถูกถ่ายโอนระหว่างโมเลกุลใน سلسلةปฏิกิริยาออกซิเดชัน/รีดักชัน ขณะผ่าน ETC จะเกิดเกรดิเอนต์อิเล็กโทรเคมีของโปรตอน (ไอออนไฮโดรเจน) ผ่านเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ เยื่อหุ้มนั้นแบ่งพื้นที่ที่มีความเข้มข้นของโปรตอนต่ำภายนอกเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ออกจากพื้นที่ที่มีความเข้มข้นของโปรตอนสูงภายในเยื่อหุ้มไทลาคอยด์
  • 3.4.B.5 การเกิดเกรดิเอนต์ของโปรตอนเชื่อมโยงกับการสังเคราะห์ ATP จาก ADP และฟอสเฟตอนออร์แกนิกผ่าน ATP synthase การไหลย้อนกลับของโปรตอนผ่าน ATP synthase ที่ติดเยื่อหุ้มโดย chemiosmosis ขับเคลื่อนการสร้าง ATP จาก ADP และฟอสเฟตอนออร์แกนิก กระบวนการนี้เรียกว่า photophosphorylation
  • 3.4.B.6 พลังงานที่ถูกจับในปฏิกิริยาที่ใช้แสงและถ่ายโอนไปยัง ATP และ NADPH ใช้ขับเคลื่อนการผลิตคาร์โบไฮเดรตจากคาร์บอนไดออกไซด์ในวัฏจักรคาลวิน สิ่งนี้เกิดขึ้นในสตรอมาของคลอโรพลาสต์

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

Photosynthesis 光合作用 captures light energy to build sugar from $\text{CO}_2$ and water, releasing $\text{O}_2$. It has two stages:

  • The light reactions (in the thylakoid membranes) use light to make ATP and NADPH and split water, releasing oxygen.
  • The Calvin cycle 卡尔文循环 (in the stroma) uses that ATP and NADPH to fix $\text{CO}_2$ into sugar.

So light energy becomes chemical energy stored in glucose.

Where the oxygen in the air came from

Photosynthesis did not only feed the first organisms; it changed the planet. Scientific evidence supports the claim that photosynthesis by prokaryotes 原核生物 — specifically cyanobacteria 蓝细菌 — produced the oxygen that built Earth's oxygenated atmosphere 含氧大气.

The evidence is physical: banded iron formations 条带状铁建造 in rocks about 2.4 billion years old record iron dissolved in the ocean being oxidised and precipitating out, which needs free oxygen. Before that event, called the Great Oxidation Event, the atmosphere held almost none.

Two consequences matter for the rest of the course. Free oxygen made aerobic respiration possible, which releases far more ATP per glucose than anaerobic pathways do. And it was lethal to much of the anaerobic life already present, so it counts as one of the largest extinction events in Earth's history — an early example of organisms changing their own environment.

ไทย
คลอโรพลาสต์เต็มไปหมดในเซลล์เมโซฟิลล์ของพืช — ออร์แกเนลล์ของการสังเคราะห์ด้วยแสง
คลอโรพลาสต์เต็มไปหมดในเซลล์เมโซฟิลล์ของพืช — ออร์แกเนลล์ของการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสง ดักจับพลังงานแสงเพื่อสร้างน้ำตาลจาก $\text{CO}_2$ และน้ำ โดยปล่อย $\text{O}_2$ ออกมา มีสองขั้นตอน:

ขั้นตอนทั้งสองของการสังเคราะห์ด้วยแสงเชื่อมโยงกันโดย ATP และ NADPH
ขั้นตอนทั้งสองของการสังเคราะห์ด้วยแสงเชื่อมโยงกันโดย ATP และ NADPH
  • ปฏิกิริยาที่ใช้แสง (发生在 thylakoid membranes) ใช้แสงสร้าง ATP และ NADPH以及分裂水,释放氧气。
  • วัฏจักรคาลวิน (发生在 stroma) ใช้ ATP และ NADPH เหล่านี้ในการตรึง $\text{CO}_2$ เป็นน้ำตาล

ดังนั้น พลังงานแสงจึงกลายเป็นพลังงานเคมีที่เก็บไว้ในกลูโคส

ที่มาของออกซิเจนในอากาศ

การสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้มีไว้เพียงเลี้ยงสิ่งมีชีวิตแรกเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนแปลงโลกด้วย หลักฐานทางวิทยาศาสตร์สนับสนุนข้ออ้างว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงของ โปรคาริโอต — โดยเฉพาะ ไซานోแบคทีเรีย — สร้างออกซิเจนที่ทำให้เกิด บรรยากาศที่มีออกซิเจน ของโลก

หลักฐานนั้นเป็นเชิงกายภาพ: ** formation ของเหล็กชั้น** ในหินอายุประมาณ 2.4 พันล้านปีบันทึกว่าเหล็กละลายในมหาสมุทรถูกออกซิไดซ์และตกตะกอนออกมา ซึ่งจำเป็นต้องใช้ออกซิเจนอิสระ ก่อนเหตุการณ์นี้称为 Great Oxidation Event, บรรยากาศเกือบไม่มีออกซิเจนเลย

ผลกระทบสองประการมีความสำคัญสำหรับส่วนที่เหลือของหลักสูตร: ออกซิเจนอิสระทำให้ การหายใจระดับเซลล์แบบใช้ออกซิเจน เป็นไปได้ ซึ่งปล่อย ATP มากกว่ามากต่อหนึ่งโมเลกุลกลูโคสเมื่อเทียบกับเส้นทางแบบไม่ใช้ออกซิเจน และมันเป็นอันตรายต่อชีวิตแบบไม่ใช้ออกซิเจนจำนวนมากที่มีอยู่เดิม ดังนั้นจึงถือเป็นหนึ่งในเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์โลก — ตัวอย่าง مبكرของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม由其由生物体自身

3.5

Cellular Respiration · ⁨การหายใจระดับเซลล์⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English

Big Idea 2 — Energetics: Biological systems use energy and molecular building blocks to grow, reproduce, and maintain dynamic homeostasis.

Learning Objective 3.5.A: Describe the processes and structural features of mitochondria that allow organisms to use energy stored in biological macromolecules.

  • 3.5.A.1 Cellular respiration uses energy from biological macromolecules to synthesize ATP. Respiration and fermentation are characteristic of all forms of life.
  • 3.5.A.2 Aerobic cellular respiration in eukaryotes involves a series of coordinated enzyme-catalyzed reactions that capture energy from biological macromolecules.
  • 3.5.A.3 The ETC transfers electrons in a series of oxidation-reduction reactions that establish an electrochemical gradient across membranes.
    • i. In cellular respiration, electrons delivered by NADH and $\mathrm{FADH_2}$ are passed to a series of electron acceptors as they move toward the terminal electron acceptor, oxygen. Aerobic prokaryotes use oxygen as a terminal electron acceptor, while anaerobic prokaryotes use other molecules.
    • ii. The transfer of electrons, through the ETC, is accompanied by the formation of a proton gradient across the inner mitochondrial membrane, with the membrane(s) separating a region of high proton concentration outside the membrane from a region of low proton concentration inside the membrane. The folding of the inner membrane increases the surface area, which allows for more ATP to be synthesized. In prokaryotes, the passage of electrons is accompanied by the movement of protons across the plasma membrane.
    • iii. The flow of protons back through membrane-bound ATP synthase by chemiosmosis drives the formation of ATP from ADP and inorganic phosphate. This is known as oxidative phosphorylation in aerobic cellular respiration.
    • iv. In aerobic cellular respiration, decoupling oxidative phosphorylation from electron transport generates heat. This heat can be used by endothermic organisms to regulate body temperature.
    • Exclusion statement: The full names of the specific electron carriers in the electron transport chain are beyond the scope of the AP Exam.
    • Exclusion statement: Specific steps, names of enzymes, and intermediates of the pathways for these processes are beyond the scope of this course and the AP Exam.

Learning Objective 3.5.B: Explain how cells obtain energy from biological macromolecules in order to power cellular functions.

  • 3.5.B.1 Glycolysis is a biochemical pathway that releases the energy in glucose molecules to form ATP (from ADP and inorganic phosphate), NADH (from $\mathrm{NAD^+}$), and pyruvate.
  • 3.5.B.2 Pyruvate is transported from the cytosol to the mitochondrion where oxidation occurs. This process releases electrons during the Krebs (citric acid) cycle, reducing $\mathrm{NAD^+}$ to NADH and FAD to $\mathrm{FADH_2}$, and releasing $\mathrm{CO_2}$.
  • 3.5.B.3 The Krebs cycle takes place in the mitochondrial matrix. During the Krebs cycle, carbon dioxide is released from organic intermediates, ATP is synthesized from ADP and inorganic phosphate, and electrons are transferred by the coenzymes $\mathrm{NAD^+}$ and FAD.
  • 3.5.B.4 Electrons extracted in glycolysis and Krebs cycle reactions are transferred by NADH and $\mathrm{FADH_2}$ to the ETC in the inner mitochondrial membrane.
  • 3.5.B.5 When electrons are transferred between molecules in a sequence of reactions as they pass through the ETC, an electrochemical gradient of protons (hydrogen ions) across the inner mitochondrial membrane is established. The pH inside the mitochondrial matrix is higher than in the intermembrane space.
  • 3.5.B.6 Fermentation allows glycolysis to proceed in the absence of oxygen and produces organic molecules such as alcohol and lactic acid.
    • Exclusion statement: Memorization of the steps in glycolysis and the Krebs cycle, and of the structures of the molecules and the names of the enzymes involved, is beyond the scope of this course and the AP Exam.
ไทย

แนวคิดหลัก 2 — พลังงาน: ระบบชีวภาพใช้พลังงานและหน่วยสร้างโมเลกุลเพื่อการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการรักษาสมดุลภายในแบบไดนามิก

วัตถุประสงค์การเรียนรู้ 3.5.A: อธิบายกระบวนการและลักษณะโครงสร้างของไมโทคอนเดรียที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตสามารถใช้พลังงานที่เก็บไว้ในโมเลกุลชีวภาพขนาดใหญ่ได้

  • 3.5.A.1 การหายใจระดับเซลล์ใช้พลังงานจากโมเลกุลชีวภาพขนาดใหญ่เพื่อสังเคราะห์ ATP การหายใจและการหมักเป็นลักษณะของทุกรูปแบบของชีวิต
  • 3.5.A.2 การหายใจระดับเซลล์แบบใช้ออกซิเจนในยูคาริโอตเกี่ยวข้องกับชุดปฏิกิริยาที่เร่งด้วยเอนไซม์ที่ประสานกันเพื่อจับพลังงานจากโมเลกุลชีวภาพขนาดใหญ่
  • 3.5.A.3 ETC ถ่ายโอนอิเล็กตรอนในชุดปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันที่สร้างเกรดิเอนต์อิเล็กโทรเคมีผ่านเยื่อหุ้ม
    • i. ในการหายใจระดับเซลล์ อิเล็กตรอนที่ส่งโดย NADH และ $\mathrm{FADH_2}$ ถูกส่งต่อไปยังชุดตัวรับอิเล็กตรอนขณะเคลื่อนที่ไปสู่ตัวรับอิเล็กตรอนสุดท้ายคือออกซิเจน โปรคาริโอตแบบใช้ออกซิเจนใช้ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนสุดท้าย ในขณะที่โปรคาริโอตแบบไม่ใช้ออกซิเจนใช้โมเลกุลอื่น
    • ii. การถ่ายโอนอิเล็กตรอนผ่าน ETC伴随着การสร้างเกรดิเอนต์ของโปรตอนผ่านเยื่อหุ้มชั้นในของไมโทคอนเดรีย โดยเยื่อหุ้มนั้นแบ่งพื้นที่ที่มีความเข้มข้นของโปรตอนสูงภายนอกเยื่อหุ้มออกจากพื้นที่ที่มีความเข้มข้นของโปรตอนต่ำภายในเยื่อหุ้ม การพับของเยื่อหุ้มชั้นในเพิ่มพื้นที่ผิว ซึ่งทำให้สามารถสังเคราะห์ ATP ได้มากขึ้น ในโปรคาริโอต การผ่านของอิเล็กตรอน.userIdด้วยการเคลื่อนที่ของโปรตอนข้ามเยื่อหุ้มเซลล์
    • iii. การไหลย้อนกลับของโปรตอนผ่าน ATP synthase ที่ติดเยื่อหุ้มโดย chemiosmosis ขับเคลื่อนการสร้าง ATP จาก ADP และฟอสเฟตอนออร์แกนิก กระบวนการนี้เรียกว่า oxidative phosphorylation ในการหายใจระดับเซลล์แบบใช้ออกซิเจน
    • iv. ในการหายใจระดับเซลล์แบบใช้ออกซิเจน การแยกออกซิเดทีฟโฟสโฟริลเลชั่นออกจากสายการขนส่งอิเล็กตรอนจะสร้างความร้อน ความร้อนนี้สามารถUsedโดยสัตว์เลือดอุ่นเพื่อปรับอุณหภูมิร่างกาย
    • ข้อความยกเว้น: ชื่อเต็มของตัวนำอิเล็กตรอนเฉพาะในสายการขนส่งอิเล็กตรอน超出了 AP Exam范围。
    • ข้อความยกเว้น: ขั้นตอนเฉพาะ ชื่อเอนไซม์ และสารกลางของเส้นทางสำหรับกระบวนการเหล่านี้超出了该课程和AP Exam范围。

วัตถุประสงค์การเรียนรู้ 3.5.B: อธิบายว่าเซลล์ได้รับพลังงานจากโมเลกุลชีวภาพขนาดใหญ่อย่างไรเพื่อขับเคลื่อนฟังก์ชันของเซลล์

  • 3.5.B.1 Glycolysis เป็นเส้นทางชีวเคมีที่ปล่อยพลังงานจากโมเลกุลกลูโคสเพื่อสร้าง ATP (จาก ADP และฟอสเฟตอนออร์แกนิก), NADH (จาก $\mathrm{NAD^+}$) และ pyruvate
  • 3.5.B.2 Pyruvate ถูกขนส่งจากไซโทพลาซึมไปยังไมโทคอนเดรีย发生了氧化作用。กระบวนการนี้ปล่อยอิเล็กตรอนระหว่างวัฏจักร Krebs (วัฏจักรกรดซิตริก) โดยลด $\mathrm{NAD^+}$ ให้เป็น NADH และลด FAD ให้เป็น $\mathrm{FADH_2}$ และปล่อย $\mathrm{CO_2}$出来。
  • 3.5.B.3 วัฏจักร Krebs เกิดขึ้นในแมทริกซ์ของไมโทคอนเดรีย ระหว่างวัฏจักร Krebs คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกจากอินเทอร์เมเดียตอินทรีย์ ATP จะถูกสังเคราะห์จาก ADP และฟอสเฟตอนออร์แกนิก และอิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนโดยโคเอนไซม์ $\mathrm{NAD^+}$ และ FAD。
  • 3.5.B.4 อิเล็กตรอนที่ถูกสกัดจากการเกิดปฏิกิริยาใน glycolysis และวัฏจักร Krebs จะถูกถ่ายโอนโดย NADH และ $\mathrm{FADH_2}$ ไปยัง ETC ในเยื่อหุ้มภายในของไมโทคอนเดรีย。
  • 3.5.B.5 เมื่ออิเล็กตรอนถูกถ่ายโอนระหว่างโมเลกุลตามลำดับปฏิกิริยาขณะผ่าน ETC จะเกิดเกรดิเอนต์ไฟฟ้าเคมีของโปรตอน (ไอออนไฮโดรเจน) ข้ามเยื่อหุ้มภายในของไมโทคอนเดรีย pH ภายในแมทริกซ์ของไมโทคอนเดรียจะสูงกว่าในช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้ม。
  • 3.5.B.6 การหมักช่วยให้ glycolysis ดำเนินต่อไปได้โดยไม่ใช้ออกซิเจนและผลิตสารอินทรีย์ เช่น แอลกอฮอล์และกรดแลคติก。
    • คำ声明: การท่องจำขั้นตอนใน glycolysis และวัฏจักร Krebs รวมถึงโครงสร้างของโมเลกุลและชื่อของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง อยู่นอกขอบเขตของหลักสูตรนี้และการสอบ AP。

Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨แหล่งที่มา: คำอธิบายหลักสูตรและข้อสอบ College Board AP⁩

English

Cellular respiration 细胞呼吸 releases the energy in glucose to make ATP, mostly using oxygen. Its stages:

  • Glycolysis 糖酵解 (in the cytoplasm) splits glucose, making a little ATP.
  • The Krebs cycle 克雷布斯循环 (mitochondrial matrix) releases $\text{CO}_2$ and loads electron carriers.
  • The electron transport chain 电子传递链 (inner membrane) uses those electrons to pump protons and make most of the ATP, with oxygen as the final electron acceptor.

Without oxygen, cells use fermentation 发酵 to keep glycolysis running, making far less ATP. Photosynthesis and respiration are complementary – the products of one are the reactants of the other.

Worked example. Aerobic respiration of one glucose nets about 2 ATP from glycolysis, 2 ATP from the Krebs cycle, and about 28 ATP from oxidative phosphorylation, for $\approx$ 32 ATP total. With no oxygen only glycolysis runs, so fermentation nets just 2 ATP per glucose — roughly 16 times less energy, which is why aerobic pathways dominate in oxygen-rich cells.

ไทย
TEM ของไมโทคอนเดรีย: เยื่อหุ้มภายในพับ (cristae) เพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการหายใจ
TEM ของไมโทคอนเดรีย: เยื่อหุ้มภายในพับ (cristae) เพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการหายใจ

การหายใจระดับเซลล์ ปลดปล่อยพลังงานจากกลูโคสเพื่อสร้าง ATP ส่วนใหญ่ใช้ออกซิเจน ขั้นตอนของมัน:

ขั้นตอนของการหายใจแบบใช้ออกซิเจนและตำแหน่งที่เกิดขึ้นในเซลล์
ขั้นตอนของการหายใจแบบใช้ออกซิเจนและตำแหน่งที่เกิดขึ้นในเซลล์
  • ไกลโกลีซิส (发生在 cytoplasm) แตกกลูโคส สร้าง ATP เล็กน้อย
  • วัฏจักรเครบส์ (mitochondrial matrix) ปล่อย $\text{CO}_2$ และโหลดตัวพาอิเล็กตรอน
  • ระบบขนส่งอิเล็กตรอน (inner membrane) ใช้อิเล็กตรอนเหล่านั้นในการปั๊มโปรตอนและสร้าง ATP ส่วนใหญ่ โดยมีออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนสุดท้าย

หากไม่มีออกซิเจน เซลล์จะใช้ การหมัก เพื่อรักษาการทำงานของไกลโกลีซิสต่อไป โดยสร้าง ATP น้อยกว่ามาก การสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจเป็นสิ่งที่เสริมกัน — ผลิตภัณฑ์ของอย่างหนึ่งคือสารตั้งต้นของอีกอย่างหนึ่ง

ตัวอย่างวิธีทำ. การหายใจแบบใช้ออกซิเจนของกลูโคสหนึ่งโมเลกุลให้ผลสุทธิประมาณ ATP 2 ตัว จากไกลโกลีซิส, ATP 2 ตัว จากวัฏจักรเครบส์, และประมาณ ATP 28 ตัว จากการฟอสฟอรีเลชันแบบออกซิเดทีฟ รวมเป็น $\approx$ ATP 32 ตัว. หากไม่มีออกซิเจน จะมีเพียงไกลโกลีซิสที่ทำงานได้ ดังนั้นการหมักจึงให้ผลสุทธิแค่ ATP 2 ตัว ต่อกลูโคส — ค่อนข้างน้อยลงถึง 16 เท่า ซึ่งเป็นเหตุผลที่เส้นทางแบบใช้ออกซิเจนครอบงำในเซลล์ที่มีออกซิเจนสูง

3.5

Exam tips · ⁨ข้อแนะนำสำหรับการสอบ⁩

English
  • An enzyme lowers the activation energy and is not used up; its active site is specific to one substrate (lock and key).
  • Rate rises with temperature only up to the optimum — beyond it the enzyme denatures and the rate falls (unlike an ordinary reaction).
  • Know the ATP↔ADP cycle: breaking a phosphate releases energy to power the cell.
  • Write the overall equations: photosynthesis stores energy (builds glucose); respiration releases it (breaks glucose down) — they are opposites.
  • Match each stage to its location and whether it needs oxygen.
ไทย
  • เอนไซม์ลดพลังงานกระตุ้น และไม่ถูกใช้สิ้นไป; ** active site** ของมันจำเพาะกับสารตั้งต้นชนิดใดชนิดหนึ่ง (lock and key).
  • อัตราเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิเพียงจนถึงจุด optimum — เกินจุดนั้นเอนไซม์จะ denature และอัตราจะลดลง (ต่างจากการ反応ทั่วไป)
  • รู้จักวงจร ATP↔ADP: การแตกพันธะ phosphate ปลดปล่อย พลังงานเพื่อขับเคลื่อนเซลล์
  • เขียนสมการรวม: การสังเคราะห์ด้วยแสง เก็บ พลังงาน (สร้างกลูโคส); การหายใจ ปล่อย พลังงาน (ย่อยสลายกลูโคส) —它们是反义词
  • จับคู่แต่ละขั้นตอนกับตำแหน่งและว่าต้องการออกซิเจนหรือไม่

Interactive lessons on this topic · ⁨บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที⁩

Past Papers · ⁨ข้อสอบย้อนหลัง⁩

More topics in AP Biology · ⁨หัวข้อเพิ่มเติมใน AP Biology⁩

Log in or create account · ⁨เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี⁩

IGCSE, A-Level & AP