Zamknięcie działu 5
Słowniczek działu
| Termin | Definicja skrótowa |
|---|---|
| ATP | waluta energetyczna komórki; adenina + ryboza + 3 fosforany |
| ADP | produkt hydrolizy ATP; ponowna fosforylacja → ATP |
| Anabolizm | budowa złożonych cząsteczek; endoergiczny |
| Katabolizm | rozkład złożonych cząsteczek; egzoergiczny |
| NAD⁺/NADH | przenośnik elektronów; NADH = forma naładowana |
| FAD/FADH₂ | przenośnik elektronów; FADH₂ = forma naładowana (mniej ATP niż NADH) |
| Glikoliza | cytozol; glukoza → 2 pirogroniany; netto 2 ATP + 2 NADH |
| Pirogronian | 3C produkt glikolizy; wchodzi do mitochondrium |
| Dekarboksylacja oksydacyjna | matrix; pirogronian → acetylo-CoA + CO₂ + NADH |
| Acetylo-CoA | 2C substrat cyklu Krebsa |
| Cykl Krebsa | matrix; 2 obroty/glukozę; 4 CO₂, 6 NADH, 2 FADH₂, 2 ATP |
| Łańcuch oddechowy | wewnętrzna błona mitochondrialna; elektrony → O₂ → H₂O |
| Fosforylacja oksydacyjna | synteza ATP z gradientu H⁺; główne źródło ATP |
| Chemiosomoza | gradient H⁺ → ATP-syntaza → ATP |
| Gradient protonowy | różnica [H⁺] po obu stronach błony; energia dla ATP-syntazy |
| Fermentacja | beztlenowa regeneracja NAD⁺; 2 ATP |
| Fermentacja alkoholowa | pirogronian → etanol + CO₂; drożdże |
| Fermentacja mlekowa | pirogronian → mleczan; mięśnie, bakterie |
| Tylakoid | woreczek błonowy w chloroplastach; faza jasna |
| Stroma | przestrzeń chloroplastu; cykl Calvina |
| Fotosystem II (PSII, P680) | rozszczepia H₂O; daje elektrony i O₂ |
| Fotosystem I (PSI, P700) | produkuje NADPH |
| Fotoliza wody | 2 H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂; tlen z wody |
| NADPH | zredukowany przenośnik; produkowany w PSI; potrzebny w cyklu Calvina |
| Cykl Calvina | stroma; CO₂ + ATP + NADPH → G3P; 3 etapy |
| RuBisCO | enzym przytwierdzający CO₂ do RuBP |
| RuBP | 5C akceptor CO₂; regenerowany w cyklu |
| G3P | 3C produkt cyklu Calvina; substrat do syntezy glukozy |
| 3-PGA | 3C produkt karboksylacji; redukowany do G3P |
| Chemosynteza | autotrofia bez światła; energia z utleniania nieorg. |
| Nitryfikacja | NH₃ → NO₂⁻ → NO₃⁻; Nitrosomonas + Nitrobacter |
| Heterotrofia | pobieranie gotowej materii organicznej |
| Mixotrofia | korzystanie z kilku trybów odżywiania |
W pigułce
- Metabolizm = katabolizm (rozkład, egzoergiczny) + anabolizm (budowa, endoergiczny).
- ATP: waluta; ładowana w katabolizmie, rozładowywana przy pracy; szybki recykling.
- Oddychanie tlenowe: glikoliza (2 ATP, 2 NADH, cytozol) → dekarboksylacja pirogronianu (2 NADH, 2 CO₂, matrix) → cykl Krebsa (2 ATP, 6 NADH, 2 FADH₂, 4 CO₂, matrix) → fosforylacja oksydacyjna (chemiosmoza, ~26–28 ATP, błona wewnętrzna); razem ~30–32 ATP.
- Fermentacja: bez tlenu; regeneracja NAD⁺; 2 ATP; mlekowa (mleczan) albo alkoholowa (etanol + CO₂).
- Fotosynteza: faza jasna (tylakoid; H₂O → O₂ + H⁺ + e⁻, NADPH, ATP) → cykl Calvina (stroma; CO₂ → G3P kosztem ATP + NADPH).
- Tlen: pochodzi z wody (fotoliza PSII), nie z CO₂.
- Chemosynteza: autotrofia oparta na nieorganicznej chemii; nitryfikatory → obieg azotu.
Sprawdzian działowy
1. Wymień trzy miejsca komórki, w których NADH powstaje podczas tlenowego oddychania.
Sprawdź odpowiedź
(1) Cytozol — glikoliza (2 NADH); (2) matrix mitochondrialna — dekarboksylacja pirogronianu (2 NADH); (3) matrix mitochondrialna — cykl Krebsa (6 NADH z 2 obrotów). FADH₂ też powstaje w matrix (cykl Krebsa, 2 FADH₂), ale to FADH₂, nie NADH.
2. „Rośliny oddychają w nocy, a fotosyntetyzują w dzień." Oceń to twierdzenie.
Sprawdź odpowiedź
Twierdzenie jest częściowo fałszywe. Rośliny oddychają tlenowo całą dobę — metabolizm komórkowy nie śpi. W dzień fotosynteza produkuje więcej O₂ niż zużywa oddychanie — obserwujemy „wydzielanie O₂". W nocy tylko oddychanie — zużywanie O₂. Twierdzenie prawdziwe tylko w sensie, że fotosynteza zachodzi w dzień (bo wymaga fotonów) i jest intensywniejsza niż oddychanie.
3. Skąd pochodzi CO₂ wydzielany przez człowieka?
Sprawdź odpowiedź
Z dekarboksylacji pirogronianu (2 CO₂ z 1 glukozy) i cyklu Krebsa (4 CO₂ z 1 glukozy). Łącznie 6 CO₂ z każdej cząsteczki glukozy (C₆ → 6 CO₂). Węgiel pochodzi bezpośrednio z utlenianego paliwa (glukozy, tłuszczów, aminokwasów).
4. Wyjaśnij, dlaczego inhibitor kompleksu I łańcucha oddechowego (np. rotenon) spowalnia całe oddychanie tlenowe.
Sprawdź odpowiedź
Kompleks I akceptuje elektrony z NADH. Jego zahamowanie powoduje akumulację NADH i niedobór NAD⁺. Bez NAD⁺ zatrzymuje się cykl Krebsa i dekarboksylacja pirogronianu. Glikoliza jeszcze chwilę działa, ale jej wydajność bez dalszego utleniania pirogronianu spada do 2 ATP netto. Łańcuch oddechowy generuje ~26–28 ATP z ~30–32 ATP całego oddychania — jego blokada to katastrofa.
5. Porównaj funkcjonalnie ATP-syntazę mitochondrialną i chloroplastową.
Sprawdź odpowiedź
Obie: katalizują syntezę ATP z ADP + Pᵢ, napędzane przepływem H⁺ przez gradient (chemiosmoza). Różnice: (1) lokalizacja — mitochondrialna na wewnętrznej błonie mitochondrialnej, chloroplastowa na błonie tylakoidowej; (2) topologia gradientu — w mitochondriach H⁺ z przestrzeni międzybłonowej do matrix; w chloroplastach H⁺ z wnętrza tylakoidu do stromy; (3) gradient budowany przez — łańcuch oddechowy (mitochondria) vs transport elektronów fotosyntetyczny (chloroplasty). Mechanizm rotacyjny ATP-syntazy jest ewolucyjnie homologiczny.