Hô hấp tế bào
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| proton gradient/ˈprəʊtɒn ˈɡreɪdɪənt/ | thế năng lượng proton |
| cellular respiration/ˈseljʊlə ˌrespɪˈreɪʃn/ | hô hấp tế bào |
| glycolysis/ɡlaɪˈkɒləsɪs/ | đường phân |
| aerobic respiration/eəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/ | hô hấp hiếu khí |
| fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ | lên men |
| citric acid cycle/ˈsɪtrɪk ˈæsɪd ˈsaɪkl/ | chu trình axit citric |
| electron transport chain/ɪˈlektrɒn ˈtrænspɔːt tʃeɪn/ | chuỗi truyền electron |
| ATP synthase/ˌeɪ tiː ˈpiː ˈsɪnθeɪs/ | ATP synthase |
| chemiosmosis/ˌkemɪəzˈməʊsɪs/ | thẩm tách hóa học |
| anaerobic respiration/ˌæneəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/ | hô hấp kỵ khí |
Tại sao men có thể làm nở bột mà không cần oxy
- Men giải phóng khí cacbonic khi lên men đường, nên bột vẫn nở ngay cả khi không có nguồn cung cấp oxy. Tuy nhiên, các tế bào hiếu khí có thể thu được nhiều ATP hơn từ cùng một lượng đường.
- Hãy theo dõi dòng electron và gradient proton để giải thích sự khác biệt này; chỉ liệt kê các sản phẩm phản ứng thì không đủ để giải thích quá trình sản xuất ATP.
Phương trình tổng quát
- Hô hấp tế bào phân hủy glucose sử dụng oxy.
- $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} + \text{ATP}$.
- Năng lượng giải phóng được thu giữ dưới dạng ATP.
- Carbon dioxide và nước được thải ra ngoài.
Mục đích của hô hấp tế bào là gì?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Hô hấp tế bào phân hủy glucose để giải phóng năng lượng dưới dạng ATP.
Giai đoạn 1: đường phân
- Đường phân tách glucose trong tế bào chất.
- Tạo ra hai phân tử nhỏ hơn (pyruvate) và một ít ATP.
- Bước đầu tiên này không cần oxy.
- Nếu có oxy, pyruvate sẽ đi vào ti thể.
Các giai đoạn của hô hấp
Xét từng bước của hô hấp — glucose bị phân tách, sau đó bị phân hủy hoàn toàn trong ti thể để giải phóng nhiều ATP.
Giai đoạn đầu tiên, việc phân tách glucose trong bào tương, được gọi là ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Glycolysis phân tách glucose thành hai phân tử pyruvat và tạo ra một lượng nhỏ ATP.
Có hay không có oxy
- Hô hấp hiếu khí sử dụng oxy trong ti thể để hoàn tất quá trình phân hủy glucose.
- Giải phóng một lượng lớn ATP.
- Không có oxy, các tế bào cơ bắp có thể sử dụng lên men để tái tạo NAD⁺.
- Khi đó glycolysis chỉ cung cấp hai ATP ròng cho mỗi phân tử glucose; các sản phẩm khác bao gồm lactate.
Cái nào tạo ra nhiều ATP hơn trên mỗi glucose: hô hấp hiếu khí hoàn toàn hay glycolysis theo sau bởi lên men?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Chuỗi truyền dẫn electron hiếu khí hỗ trợ sản xuất ATP oxy hóa. Lên men tái tạo NAD⁺ nhưng không thêm ATP nào ngoài glycolysis.
Glycolysis theo sau bởi lên men tạo ra ít ATP hơn nhiều trên mỗi glucose so với hô hấp hiếu khí hoàn toàn.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Lên men cho phép glycolysis tiếp tục với hai ATP ròng trên mỗi glucose, mà không cần sản xuất ATP oxy hóa.
Chọn tất cả các phát biểu đúng về hô hấp.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc tổng hợp glucose từ CO₂ là quang hợp — ngược lại với hô hấp. Ba phát biểu còn lại đều đúng.
Tải các chất mang electron
- Glycolysis tạo ra hai pyruvate, hai ATP ròng và NADH cho mỗi glucose. Quá trình oxy hóa pyruvate và chu trình axit citric trong ma trận ti thể giải phóng khí cacbonic và tải NADH và FADH₂ với electron.
- Chu trình cũng tạo ra một lượng nhỏ ATP trực tiếp. NADH và FADH₂ mang electron đến dãy truyền dẫn electron ở màng trong, thay vì tự chúng mang ATP.
Xây dựng gradient proton
- Khi electron di chuyển dọc theo chuỗi, năng lượng được giải phóng sẽ bơm proton từ ma trận vào khoảng gian màng. Điều này tạo ra một gradient proton: nhiều H⁺ hơn bên ngoài màng trong, nên phía này có độ pH thấp hơn.
- Oxy là chất nhận electron cuối cùng trong hô hấp hiếu khí và đóng góp vào quá trình tạo nước. Màng trong gấp nếp cung cấp diện tích lớn cho các protein vận chuyển; các sinh vật nhân sơ hiếu khí sử dụng màng plasma của chúng thay thế.
Trong quá trình chuỗi truyền dẫn electron ti thể đang hoạt động, ngăn nào có pH thấp hơn?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Bơm proton làm tăng nồng độ H⁺ trong khoảng gian màng.
Để proton điều khiển ATP synthase tạo ATP
- Proton chảy trở lại vào ma trận qua ATP synthase. Dòng chảy này, gọi là thẩm lực học hóa học, cung cấp năng lượng cho việc ghép nối ADP và photphat vô cơ để tạo ra ATP.
- Truyền dẫn electron và sản xuất ATP được liên kết thông qua gradient. Nếu một chất tách rời (uncoupler) cho phép proton đi qua nơi khác, quá trình truyền dẫn electron có thể tiếp tục nhưng hiệu suất tạo ATP giảm và nhiều năng lượng hơn chuyển thành nhiệt.
Rò rỉ proton qua màng trong có thể làm giảm năng suất ATP ngay cả khi electron vẫn di chuyển dọc theo chuỗi.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Sự rò rỉ này bỏ qua ATP synthase và làm yếu gradient.
Lên men duy trì hoạt động của glycolysis
- Lên men chuyển electron từ NADH sang một phân tử hữu cơ, tái tạo NAD⁺. Không có NAD⁺, glycolysis sẽ dừng lại dù còn nhiều glucose.
- Lên men lactate hoặc lên men rượu không thêm ATP nào vượt trội so với glycolysis. Một số sinh vật nhân sơ thay vào đó sử dụng truyền dẫn electron kỵ khí với chất nhận khác ngoài oxy: đây không phải là quá trình giống như lên men.
Lên men cho phép glycolysis tiếp tục như thế nào?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Glycolysis cần NAD⁺ ở dạng oxy hóa để nhận electron.
Dự đoán thực hành: loại bỏ oxy
- Trong một ti thể hiếu khí, việc chặn nguồn cung cấp oxy ngăn cản chuỗi truyền dẫn electron chuyển electron đến chất nhận cuối cùng. NADH không còn được oxy hóa hiệu quả; việc bơm proton và sản xuất ATP oxy hóa giảm xuống.
- Một tế bào có khả năng lên men có thể tái tạo NAD⁺ và duy trì quá trình đường phân với hai ATP ròng mỗi phân tử glucose. Quá trình lên men không khởi động lại chuỗi truyền điện tử của ti thể.
Dựa trên sản lượng ròng glycolysis đã nêu, bao nhiêu ATP được tạo ra từ năm phân tử glucose thông qua glycolysis sau đó là lên men?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
5 × 2 = 10 ATP ròng. Lên men tái tạo NAD⁺ thay vì bổ sung ATP.
Lên men và hô hấp kỵ khí là khác nhau. Lên men tái tạo NAD⁺ mà không cần chuỗi truyền điện tử. Hô hấp kỵ khí sử dụng một chuỗi truyền điện tử với chất nhận cuối cùng không phải là oxy. Đừng coi mọi con đường không có oxy đều là cơ chế giống nhau.
- Một tế bào nấm men có thể duy trì hoạt động đường phân mà không cần oxy bằng cách chuyển đổi pyruvate thành ethanol và carbon dioxide, đồng thời tái tạo NAD⁺.
- ATP của nó đến từ quá trình đường phân. So sánh điều này với hô hấp hiếu氧, nơi chuỗi truyền điện tử và gradient proton cho phép sản sinh lượng ATP lớn hơn nhiều.
Hô hấp tế bào giải phóng năng lượng từ glucose dưới dạng ATP. Quá trình bắt đầu bằng đường phân trong bào tương (không cần oxy). Khi có oxy, hô hấp hiếu氧 hoàn tất quá trình này ở ti thể và giải phóng rất nhiều ATP; quá trình lên men duy trì đường phân bằng cách tái tạo NAD⁺. Quang hợp và hô hấp có các chất tham gia và sản phẩm tổng quát liên quan nhưng sử dụng các con đường khác nhau.