การหายใจระดับเซลล์
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| proton gradient/ˈprəʊtɒn ˈɡreɪdɪənt/ | ความต่างศักย์โปรตอน |
| cellular respiration/ˈseljʊlə ˌrespɪˈreɪʃn/ | การหายใจระดับเซลล์ |
| glycolysis/ɡlaɪˈkɒləsɪs/ | การสลายน้ำตาล |
| aerobic respiration/eəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/ | การหายใจแบบใช้ออกซิเจน |
| fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ | การหมัก |
| citric acid cycle/ˈsɪtrɪk ˈæsɪd ˈsaɪkl/ | รอบกรดซิตริก |
| electron transport chain/ɪˈlektrɒn ˈtrænspɔːt tʃeɪn/ | สายโซ่การส่งต่ออิเล็กตรอน |
| ATP synthase/ˌeɪ tiː ˈpiː ˈsɪnθeɪs/ | เอนไซม์สร้าง ATP |
| chemiosmosis/ˌkemɪəzˈməʊsɪs/ | เคมีออสโมซิส |
| anaerobic respiration/ˌæneəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/ | การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน |
ทำไมยีสต์จึงสามารถทำให้แป้งขึ้นได้โดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน
- ยีสต์ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างหมักน้ำตาล ทำให้แป้งพองตัวได้แม้ไม่มีออกซิเจน แต่เซลล์ที่ใช้การหายใจแบบ有氧 (aerobic) สามารถสร้าง ATP ได้มากกว่ามากจากน้ำตาลปริมาณเท่ากัน
- ติดตามการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและ gradien ของโปรตอนเพื่ออธิบายความแตกต่างนี้; การระบุรายการผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาเพียงอย่างเดียวไม่สามารถอธิบายการผลิต ATP ได้
ปฏิกิริยารวมภาพรวม
- การหายใจระดับเซลล์ สลายกลูโคสโดยใช้氧
- $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} + \text{ATP}$.
- พลังงานที่ถูกปลดปล่อยจะถูกเก็บไว้ในรูปของ ATP
- คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำจะถูกขับออก sebagai waste
วัตถุประสงค์ของ การหายใจระดับเซลล์ คืออะไร?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การหายใจระดับเซลล์ ย่อยสลายกลูโคสเพื่อปล่อยพลังงานในรูปของ ATP
ขั้นตอนที่ 1: ไกลโกลิซิส (glycolysis)
- ไกลโกลิซิส สลายกลูโคสในไซโทพลาซึม
- 它生成两个较小的分子（丙酮酸）和少量ATP。
- 这一步不需要氧气。
- หากมีออกซิเจน存在丙酮酸会进入线粒体继续分解。
ขั้นตอนของการหายใจ
ดูขั้นตอนการหายใจ — กลูโคสถูกแตกตัว จากนั้นถูกย่อยสลายอย่างสมบูรณ์ในไมโทคอนเดรียเพื่อปล่อย ATP จำนวนมาก
ขั้นตอนแรก คือการแตกตัวของกลูโคสในไซโทพลาซึม เรียกว่า ____
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ไกลโคไลซิส แตกกลูโคสออกเป็นไพรูเวทสองโมเลกุลและผลิต ATP ในปริมาณเล็กน้อย
有或无氧
- 有氧呼吸 使用线粒体中的氧来完全分解葡萄糖。
- 它释放大量ATP。
- โดยไม่มีออกซิเจน เซลล์กล้ามเนื้อสามารถใช้ การหมัก เพื่อสร้าง NAD⁺ ขึ้นใหม่
- จากนั้น Glycolysis จะให้ ATPสุทธิเพียงสองโมเลกุลต่อกลูโคส；产物还包括乳酸。
กระบวนการใดให้ ATP ต่อกลูโคสมากกว่า: การหายใจแบบใช้ออกซิเจนเต็มรูปแบบ หรือไกลโคไลซิสตามด้วยการหมัก?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การขนส่งอิเล็กตรอนแบบใช้ออกซิเจนสนับสนุนการสร้าง ATP แบบออกซิเดทีฟ การหมักสร้าง NAD⁺ กลับคืนมาแต่ไม่เพิ่ม ATPBeyond ไกลโคไลซิส
ไกลโคไลซิสตามด้วยการหมักให้ ATP ต่อกลูโคสน้อยมากเมื่อเทียบกับการหายใจแบบใช้ออกซิเจนเต็มรูปแบบ
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การหมักรองรับการดำเนินต่อของไกลโคไลซิสโดยให้ ATP สุทธิสองโมเลกุลต่อกลูโคส โดยไม่ต้องอาศัยการสร้าง ATP แบบออกซิเดทีฟ
เลือก ทุก ข้อที่ถูกต้องเกี่ยวกับการหายใจ
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การสร้างกลูโคสจาก CO₂ คือการสังเคราะห์ด้วยแสง — ซึ่งเป็นตรงข้ามกับการหายใจ ข้ออีกสามข้อถูกต้อง
โหลดพาหะอิเล็กตรอน
- Glycolysis ผลิต pyruvate สองโมเลกุล, ATPสุทธิสองโมเลกุล และ NADH ต่อกลูโคส การoxidizeของpyruvateและ วงจรกรดซิตริก ใน matrix ของไมโทคอนเดรียจะปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์และโหลด NADH และ FADH₂ ด้วยอิเล็กตรอน
- วงจรนี้ยังผลิต ATP ในจำนวนน้อยโดยตรง NADH และ FADH₂ จะนำอิเล็กตรอนไปยัง สายส่งอิเล็กตรอน ที่เยื่อหุ้มชั้นใน แทนที่จะเป็นพาหะของ ATP เอง
สร้าง gradien ของโปรตอน
- เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ตามสายส่ง พลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจะปั๊มโปรตอนจาก matrix เข้า到了 intermembrane space สิ่งนี้สร้าง gradien ของโปรตอน: มี H⁺ มากกว่าด้านนอกของเยื่อหุ้มชั้นใน ดังนั้นด้านนั้นจะมีค่า pH ต่ำกว่า
- ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนสุดท้ายในการหายใจแบบ aerobic และมีส่วนช่วยในการสร้างน้ำ เยื่อหุ้มชั้นในที่มีรอยพับให้พื้นที่ผิวขนาดใหญ่สำหรับโปรตีนขนส่ง；细菌的原核生物则使用其质膜代替。
ระหว่างการขนส่งอิเล็กตรอนในไมโทคอนเดรียที่กำลังทำงานอย่างหนัก ส่วนประกอบใดมีค่า pH ต่ำกว่า?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การปั๊มโปรตอนทำให้ความเข้มข้นของ H⁺ ในช่องระหว่างเยื่อหุ้มเพิ่มขึ้น
ให้โปรตอนขับเคลื่อน ATP synthase เพื่อสร้าง ATP
- โปรตอนไหลกลับเข้าสู่ matrix ผ่าน ATP synthase การไหลนี้เรียกว่า chemiosmosis ซึ่งให้พลังงานในการรวม ADP กับฟอสเฟตอนออร์แกนิกเพื่อสร้าง ATP
- สายส่งอิเล็กตรอนและการผลิต ATP ถูกเชื่อมโยงกันโดย gradien หากมี uncoupler ที่ทำให้โปรตอนข้ามผ่านที่อื่น สายส่งอิเล็กตรอนอาจดำเนินต่อไปแต่ผลผลิตของ ATP จะลดลงและพลังงานมากขึ้นจะกลายเป็นความร้อน
การรั่วไหลของโปรตอนผ่านเยื่อหุ้มภายในสามารถลดผลผลิต ATP ได้แม้ว่าอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปตามสายโซ่ก็ตาม
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การรั่วไหลนี้绕过ATP synthase และทำให้แรงดัน gradien อ่อนลง
การหมักช่วยให้ Glycolysis ทำงานต่อเนื่อง
- การหมัก ถ่ายโอนอิเล็กตรอนจาก NADH ไปยังโมเลกุลอินทรีย์ เพื่อสร้าง NAD⁺ ขึ้นใหม่；没有NAD⁺，即使有充足的葡萄糖，Glycolysis也会停止。
- การหมัก lactate หรือการหมักแอลกอฮอล์ไม่เพิ่ม ATP除了glycolysis之外。一些原核生物则使用无氧电子传递链，以非氧气作为受体：这不是与发酵相同的过程。
การหมักช่วยให้ไกลโคไลซิสดำเนินต่อไปได้อย่างไร?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Glycolysis ต้องใช้ NAD⁺ ที่ถูกออกซิไดซ์เพื่อรับอิเล็กตรอน
ตัวอย่างการคาดการณ์: ล้างออกซิเจน
- ในไมโทคอนเดรียแบบ aerobic การปิดกั้นการจ่ายออกซิเจนจะป้องกันไม่ให้สายส่งอิเล็กตรอนส่งอิเล็กตรอนไปยังตัวรับสุดท้าย NADH จะไม่ถูก oxidize อย่างมีประสิทธิภาพ；质子泵送和氧化磷酸化产生的ATP都会减少。
- เซลล์ที่สามารถหมักได้สามารถรีไซเคิล NAD⁺ และรักษา glycolysis ไว้ด้วย ATPสุทธิสองโมเลกุลต่อกลูโคส； fermentation不会重新启动线粒体的电子传递链。
โดยใช้ผลผลิตสุทธิของ Glycolysis ตามที่ระบุไว้ จะมีการสร้าง ATP จำนวนเท่าไหร่จากกลูโคส 5 โมเลกุลโดย Glycolysis ตามด้วยการหมัก?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
5 × 2 = 10 ATP สุทธิ การหมักช่วยสร้าง NAD⁺ ขึ้นใหม่ แทนที่จะเพิ่ม ATP
การหมักและการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนแตกต่างกัน การหมักจะสร้าง NAD⁺ ขึ้นใหม่โดยไม่ใช้ระบบขนส่งอิเล็กตรอน การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน ใช้ระบบที่มีตัวรับสุดท้ายอื่นนอกจากออกซิเจน อย่า Treat every oxygen-free pathway as the same mechanism.
- เซลล์ยีสต์สามารถรักษากระบวนการไกลโคไลซิสให้ดำเนินต่อไปได้โดยไม่ต้องมีออกซิเจนโดยการเปลี่ยนไพรูเวตให้เป็นเอทานอลและคาร์บอนไดออกไซด์ พร้อมสร้าง NAD⁺ ขึ้นใหม่
- ATP ของมันมาจากกระบวนการไกลโคไลซิส เปรียบเทียบกับกระบวนการหายใจแบบใช้ออกซิเจน ซึ่งระบบขนส่งอิเล็กตรอนและ gradienของโปรตอนช่วยให้ได้ปริมาณ ATP สูงกว่ามาก
การหายใจระดับเซลล์ ปลดปล่อยพลังงานจากกลูโคสในรูปของ ATP เริ่มต้นด้วย กระบวนการไกลโคไลซิส ในไซโตพลาซึม (ไม่จำเป็นต้องใช้氧气) เมื่อมีออกซิเจน การหายใจแบบใช้ออกซิเจน จะดำเนินการต่อในไมโทคอนเดรียและปลดปล่อย ATP จำนวนมาก; การหมักรักษาระบบไกลโคไลซิสไว้ bằngการรีไซเคิล NAD⁺. กระบวนการสังเคราะห์แสงและการหายใจมีปฏิกิริยาและผลิตภัณฑ์โดยรวมที่เกี่ยวข้องกัน แต่ใช้เส้นทางที่แตกต่างกัน