Dapat isaalang-alang:
- Mga reaksyon na kasama ng gastos o pagbuo ng ATP at GTP;
- Mga reaksyong gumagawa ng NADH at FADH 2 at gamit ang mga ito;
- Dahil ang glucose ay bumubuo ng dalawang triose, lahat ng mga compound na nabuo sa ibaba ng reaksyon ng GAF-dehydrogenase ay nabuo sa dobleng (kamag-anak sa glucose) na halaga.
Pagkalkula ng ATP sa anaerobic oxidation
Mga lugar ng glycolysis na nauugnay sa pagbuo at paggasta ng enerhiya
Sa yugto ng paghahanda, 2 mga molekula ng ATP ang ginugol sa pag-activate ng glucose, ang pospeyt ng bawat isa ay nasa triose - glyceraldehyde phosphate at dihydroxyacetone phosphate.
Kasama sa susunod na ikalawang yugto ang dalawang molekula ng glyceraldehyde phosphate, na ang bawat isa ay na-oxidized sa pyruvate na may pagbuo ng 2 molekula ng ATP sa ikapito at ikasampung reaksyon - mga reaksyon ng substrate phosphorylation. Kaya, sa pagbubuod, nakuha natin na sa daan mula sa glucose hanggang sa pyruvate, 2 ATP molecule ang nabuo sa purong anyo.
Gayunpaman, dapat isaisip ng isa ang ikalimang, glyceraldehyde phosphate dehydrogenase reaction, kung saan ang NADH ay inilabas. Kung ang mga kondisyon ay anaerobic, pagkatapos ay ginagamit ito sa reaksyon ng lactate dehydrogenase, kung saan ito ay na-oxidized upang bumuo ng lactate at hindi nakikilahok sa paggawa ng ATP.
Pagkalkula ng epekto ng enerhiya ng anaerobic glucose oxidation
Aerobic oksihenasyon
Mga site ng oksihenasyon ng glucose na nauugnay sa pagbuo ng enerhiya
Kung mayroong oxygen sa cell, ang NADH mula sa glycolysis ay ipinadala sa mitochondria (shuttle system), sa mga proseso ng oxidative phosphorylation, at doon ang oksihenasyon nito ay nagdudulot ng mga dibidendo sa anyo ng tatlong ATP molecule.
Sa ilalim ng mga kondisyon ng aerobic, ang pyruvate na nabuo sa glycolysis ay na-convert sa PVC-dehydrogenase complex sa acetyl-S-CoA, na may pagbuo ng 1 NADH molecule.
Ang Acetyl-S-CoA ay kasangkot sa TCA at, kapag na-oxidize, ay nagbibigay ng 3 NADH molecule, 1 FADH 2 molecule, 1 GTP molecule. Ang mga molekula ng NADH at FADH 2 ay lumipat sa kadena ng paghinga, kung saan, kapag sila ay na-oxidized, isang kabuuang 11 mga molekula ng ATP ay nabuo. Sa pangkalahatan, sa panahon ng pagkasunog ng isang aceto group sa TCA, 12 ATP molecule ang nabuo.
Pagbubuod ng mga resulta ng oksihenasyon ng "glycolytic" at "pyruvate dehydrogenase" NADH, "glycolytic" ATP, ang energy yield ng TCA at pagpaparami ng lahat sa 2, nakakakuha tayo ng 38 ATP molecules.
Maaari nating tukuyin kabuuang bilang ng mga molekula ng ATP, na nabuo sa panahon ng pagkasira ng 1 molekula ng glucose sa ilalim ng pinakamainam na mga kondisyon.
1. Sa panahon ng glycolysis 4 ATP molecule ay nabuo: 2 ATP molecules ay natupok sa unang yugto ng glucose phosphorylation, na kinakailangan para sa kurso ng proseso ng glycolysis, ang net ATP output sa panahon ng glycolysis ay 2 ATP molecules.
2. Sa huli siklo ng sitriko acid 1 molekula ng ATP ay ginawa. Gayunpaman, dahil sa katotohanan na ang 1 molekula ng glucose ay nahahati sa 2 molekula ng pyruvic acid, na ang bawat isa ay dumadaan sa siklo ng Krebs, isang netong ani ng ATP bawat 1 molekula ng glucose na katumbas ng 2 molekula ng ATP ay nakuha.
3. Kumpletong oksihenasyon ng glucose isang kabuuang 24 na atomo ng hydrogen ang nabuo na may kaugnayan sa proseso ng glycolysis at ang siklo ng citric acid, 20 sa mga ito ay na-oxidized alinsunod sa mekanismo ng chemo-osmotic na may paglabas ng 3 molekula ng ATP para sa bawat 2 mga atomo ng hydrogen. Ang resulta ay isa pang 30 ATP molecule.
4. Apat na natitirang atom Ang hydrogen ay inilabas sa ilalim ng impluwensya ng mga dehydrogenases at kasama sa cycle ng chemoosmotic oxidation sa mitochondria bilang karagdagan sa unang yugto. Ang oksihenasyon ng 2 hydrogen atoms ay sinamahan ng paggawa ng 2 ATP molecule, na nagreresulta sa isa pang 4 na ATP molecule.
Pinagsasama-sama ang lahat nagreresultang mga molekula, nakakakuha tayo ng 38 molekula ng ATP bilang pinakamataas na posibleng halaga kapag ang 1 molekula ng glucose ay na-oxidize sa carbon dioxide at tubig. Samakatuwid, ang 456,000 calories ay maaaring maimbak sa anyo ng ATP mula sa 686,000 calories na nakuha mula sa kumpletong oksihenasyon ng 1 gramo-molekula ng glucose. Ang kahusayan ng conversion ng enerhiya na ibinigay ng mekanismong ito ay tungkol sa 66%. Ang natitirang 34% ng enerhiya ay na-convert sa init at hindi magagamit ng mga cell upang magsagawa ng mga partikular na function.
Paglabas ng enerhiya mula sa glycogen
Tuloy-tuloy pagpapalabas ng enerhiya mula sa glucose kapag ang mga cell ay hindi nangangailangan ng enerhiya, ito ay magiging masyadong aksaya ng proseso. Ang Glycolysis at ang kasunod na oksihenasyon ng mga atomo ng hydrogen ay patuloy na kinokontrol alinsunod sa mga pangangailangan ng mga selula sa ATP. Ang kontrol na ito ay ginagamit ng maraming mga variant ng mga mekanismo ng feedback ng kontrol sa kurso ng mga reaksiyong kemikal. Kabilang sa mga pinakamahalagang impluwensya ng ganitong uri ay ang mga konsentrasyon ng ADP at ATP, na kumokontrol sa rate ng mga reaksiyong kemikal sa panahon ng mga proseso ng pagpapalitan ng enerhiya.
Isa sa mga mahalagang paraan na nagpapahintulot sa ATP na kontrolin ang metabolismo ng enerhiya ay ang pagsugpo sa enzyme phosphofructokinase. Tinitiyak ng enzyme na ito ang pagbuo ng fructose-1,6-diphosphate - isa sa mga unang yugto ng glycolysis, kaya ang resultang epekto ng labis na ATP sa cell ay magiging pagsugpo o kahit na paghinto ng glycolysis, na, naman, ay hahantong sa pagsugpo. ng metabolismo ng karbohidrat. Ang ADP (pati na rin ang AMP) ay may kabaligtaran na epekto sa phosphofructokinase, na makabuluhang pinatataas ang aktibidad nito. Kapag ang ATP ay ginagamit ng mga tisyu upang magbigay ng enerhiya para sa karamihan ng mga kemikal na reaksyon sa mga selula, binabawasan nito ang pagsugpo ng enzyme phosphofructokinase, bukod dito, ang aktibidad nito ay tumataas nang kahanay sa pagtaas ng konsentrasyon ng ADP. Bilang resulta, ang mga proseso ng glycolysis ay inilunsad, na humahantong sa pagpapanumbalik ng mga reserbang ATP sa mga selula.
Ibang paraan kontrol na pinapamagitan ng citrates nabuo sa siklo ng sitriko acid. Ang labis sa mga ion na ito ay makabuluhang binabawasan ang aktibidad ng phosphofructokinase, na pumipigil sa glycolysis na lumampas sa rate ng paggamit ng pyruvic acid, na nabuo bilang resulta ng glycolysis sa citric acid cycle.
Ang ikatlong paraan, gamit na ang ATP-ADP-AMP system maaaring kontrolin ang metabolismo ng carbohydrates at pamahalaan ang paglabas ng enerhiya mula sa mga taba at protina, ay ang mga sumusunod. Pagbabalik sa iba't ibang mga reaksiyong kemikal na nagsisilbing paraan para maglabas ng enerhiya, makikita natin na kung ang lahat ng available na AMP ay na-convert na sa ATP, magiging imposible ang karagdagang pagbuo ng ATP. Bilang resulta, ang lahat ng mga proseso ng paggamit ng mga sustansya (glucose, protina at taba) upang makakuha ng enerhiya sa anyo ng ATP ay tumigil. Pagkatapos lamang gamitin ang nabuong ATP bilang pinagmumulan ng enerhiya sa mga cell upang magbigay ng iba't ibang physiological function, ang bagong lalabas na ADP at AMP ay magsisimula ng mga proseso ng paggawa ng enerhiya, kung saan ang ADP at AMP ay na-convert sa ATP. Awtomatikong pinapanatili ng pathway na ito ang pagtitipid ng ilang partikular na reserbang ATP, maliban sa mga kaso ng matinding aktibidad ng cell, tulad ng sa panahon ng mabigat na pisikal na pagsusumikap.
Sa artikulong ito, isasaalang-alang natin kung paano na-oxidize ang glucose. Ang mga karbohidrat ay mga compound ng uri ng polyhydroxycarbonyl, pati na rin ang kanilang mga derivatives. Ang mga tampok na katangian ay ang pagkakaroon ng mga pangkat ng aldehyde o ketone at hindi bababa sa dalawang pangkat ng hydroxyl.
Ayon sa kanilang istraktura, ang mga karbohidrat ay nahahati sa monosaccharides, polysaccharides, oligosaccharides.
Monosaccharides
Ang mga monosaccharides ay ang pinakasimpleng carbohydrates na hindi maaaring hydrolyzed. Depende sa kung aling grupo ang naroroon sa komposisyon - aldehyde o ketone, ang mga aldoses ay nakahiwalay (kabilang dito ang galactose, glucose, ribose) at ketoses (ribulose, fructose).
Oligosaccharides
Ang oligosaccharides ay mga carbohydrates na mayroong sa kanilang komposisyon mula dalawa hanggang sampung nalalabi ng pinagmulan ng monosaccharide, na konektado sa pamamagitan ng mga glycosidic bond. Depende sa bilang ng mga monosaccharide residues, disaccharides, trisaccharides, at iba pa ay nakikilala. Ano ang nabuo kapag ang glucose ay na-oxidized? Ito ay tatalakayin mamaya.
Mga polysaccharides
Ang polysaccharides ay mga carbohydrate na naglalaman ng higit sa sampung monosaccharide residues na naka-link ng glycosidic bonds. Kung ang komposisyon ng polysaccharide ay naglalaman ng parehong monosaccharide residues, kung gayon ito ay tinatawag na homopolysaccharide (halimbawa, starch). Kung ang mga nalalabi ay iba, pagkatapos ay may isang heteropolysaccharide (halimbawa, heparin).
Ano ang kahalagahan ng glucose oxidation?
Mga function ng carbohydrates sa katawan ng tao
Ang mga karbohidrat ay gumaganap ng mga sumusunod na pangunahing pag-andar:
- Enerhiya. Ang pinakamahalagang pag-andar ng carbohydrates, dahil nagsisilbi silang pangunahing mapagkukunan ng enerhiya sa katawan. Bilang resulta ng kanilang oksihenasyon, higit sa kalahati ng mga pangangailangan ng enerhiya ng isang tao ay nasiyahan. Bilang resulta ng oksihenasyon ng isang gramo ng carbohydrates, 16.9 kJ ang pinakawalan.
- Reserve. Ang glycogen at starch ay isang anyo ng pag-iimbak ng nutrient.
- Structural. Ang selulusa at ilang iba pang polysaccharide compound ay bumubuo ng isang malakas na balangkas sa mga halaman. Gayundin, sila, kasama ng mga lipid at protina, ay isang bahagi ng lahat ng biomembrane ng cell.
- Protective. Ang acid heteropolysaccharides ay gumaganap ng papel ng isang biological lubricant. Ang mga ito ay nakahanay sa ibabaw ng mga kasukasuan na magkadikit at kuskusin sa isa't isa, ang mauhog lamad ng ilong, at ang digestive tract.
- Panlaban sa pamumuo. Ang isang carbohydrate tulad ng heparin ay may mahalagang biological property, ibig sabihin, pinipigilan nito ang pamumuo ng dugo.
- Ang mga carbohydrate ay isang mapagkukunan ng carbon na kinakailangan para sa synthesis ng mga protina, lipid at nucleic acid.
Sa proseso ng pagkalkula ng glycolytic reaksyon, dapat itong isaalang-alang na ang bawat hakbang ng ikalawang yugto ay paulit-ulit nang dalawang beses. Mula dito, maaari nating tapusin na ang dalawang molekula ng ATP ay ginugol sa unang yugto, at 4 na molekula ng ATP ay nabuo sa ikalawang yugto sa pamamagitan ng substrate-type na phosphorylation. Nangangahulugan ito na bilang isang resulta ng oksihenasyon ng bawat molekula ng glucose, ang cell ay nag-iipon ng dalawang molekula ng ATP.
Isinaalang-alang namin ang oksihenasyon ng glucose sa pamamagitan ng oxygen.
Anaerobic glucose oxidation pathway
Ang aerobic oxidation ay isang proseso ng oksihenasyon kung saan inilalabas ang enerhiya at nagpapatuloy sa pagkakaroon ng oxygen, na nagsisilbing panghuling acceptor ng hydrogen sa respiratory chain. Ang donor ay ang pinababang anyo ng mga coenzymes (FADH2, NADH, NADPH), na nabuo sa panahon ng intermediate na reaksyon ng substrate oxidation.
Ang aerobic dichotomous type na proseso ng glucose oxidation ay ang pangunahing landas ng glucose catabolism sa katawan ng tao. Ang ganitong uri ng glycolysis ay maaaring isagawa sa lahat ng mga tisyu at organo ng katawan ng tao. Ang resulta ng reaksyong ito ay ang pagkasira ng molekula ng glucose sa tubig at carbon dioxide. Ang pinakawalan na enerhiya ay maiimbak sa ATP. Ang prosesong ito ay maaaring halos nahahati sa tatlong yugto:
- Ang proseso ng pag-convert ng isang molekula ng glucose sa isang pares ng mga molekula ng pyruvic acid. Ang reaksyon ay nangyayari sa cell cytoplasm at isang tiyak na landas para sa pagkasira ng glucose.
- Ang proseso ng pagbuo ng acetyl-CoA bilang isang resulta ng oxidative decarboxylation ng pyruvic acid. Ang reaksyong ito ay nagaganap sa cellular mitochondria.
- Ang proseso ng oksihenasyon ng acetyl-CoA sa Krebs cycle. Ang reaksyon ay nagaganap sa cellular mitochondria.
Sa bawat yugto ng prosesong ito, ang mga pinababang anyo ng mga coenzyme ay nabuo, na na-oxidized sa pamamagitan ng mga enzyme complex ng respiratory chain. Bilang resulta, ang ATP ay nabuo sa panahon ng oksihenasyon ng glucose.
Pagbuo ng mga coenzymes
Ang mga coenzyme na nabuo sa ikalawa at ikatlong yugto ng aerobic glycolysis ay direktang ma-oxidize sa mitochondria ng mga cell. Kaayon nito, ang NADH, na nabuo sa cell cytoplasm sa panahon ng reaksyon ng unang yugto ng aerobic glycolysis, ay walang kakayahang tumagos sa mitochondrial membranes. Ang hydrogen ay inililipat mula sa cytoplasmic NADH patungo sa cellular mitochondria sa pamamagitan ng mga shuttle cycle. Kabilang sa mga siklo na ito, ang pangunahing isa ay maaaring makilala - malate-aspartate.
Pagkatapos, sa tulong ng cytoplasmic NADH, ang oxaloacetate ay nabawasan sa malate, na, sa turn, ay tumagos sa cellular mitochondria at pagkatapos ay na-oxidized upang mabawasan ang mitochondrial NAD. Ang Oxaloacetate ay bumalik sa cytoplasm ng cell sa anyo ng aspartate.
Binagong anyo ng glycolysis
Ang kurso ng glycolysis ay maaaring karagdagang sinamahan ng pagpapalabas ng 1,3 at 2,3-biphosphoglycerates. Kasabay nito, ang 2,3-bisphosphoglycerate, sa ilalim ng impluwensya ng mga biological catalysts, ay maaaring bumalik sa proseso ng glycolysis, at pagkatapos ay baguhin ang anyo nito sa 3-phosphoglycerate. Ang mga enzyme na ito ay gumaganap ng iba't ibang mga tungkulin. Halimbawa, ang 2,3-biphosphoglycerate, na matatagpuan sa hemoglobin, ay nagtataguyod ng paglipat ng oxygen sa mga tisyu, habang nagpo-promote ng dissociation at nagpapababa ng affinity ng oxygen at mga pulang selula ng dugo.
Konklusyon
Maaaring baguhin ng maraming bakterya ang anyo ng glycolysis sa iba't ibang yugto nito. Sa kasong ito, ang kanilang kabuuang bilang ay maaaring mabawasan o ang mga yugtong ito ay maaaring mabago bilang resulta ng pagkilos ng iba't ibang mga enzymatic compound. Ang ilan sa mga anaerobes ay may kakayahang mabulok ang mga carbohydrate sa ibang paraan. Karamihan sa mga thermophile ay mayroon lamang dalawang glycolytic enzymes, sa partikular na enolase at pyruvate kinase.
Sinuri namin kung paano nagpapatuloy ang glucose oxidation sa katawan.
Stage 1 - paghahanda
Mga polimer → monomer
Stage 2 - glycolysis (walang oxygen)
C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2H 3 RO 4 \u003d 2C 3 H 6 O 3 + 2ATP + 2H 2 O
Yugto - oxygen
2C 3 H 6 O 3 + 6O 2 + 36ADP + 36 H 3 RO 4 \u003d 6CO 2 +42 H 2 O + 36ATP
Summary Equation:
C 6 H 12 O 6 + 6O 2+ 38ADP + 38H 3 RO 4 \u003d 6CO 2 + 44H 2 O + 38ATP
MGA GAWAIN
1) Sa proseso ng hydrolysis, 972 ATP molecule ang nabuo. Tukuyin kung gaano karaming mga molekula ng glucose ang na-cleaved at kung gaano karaming mga molekula ng ATP ang nabuo bilang resulta ng glycolysis at kumpletong oksihenasyon. Ipaliwanag ang sagot.
Sagot:1) sa panahon ng hydrolysis (yugto ng oxygen), 36 na molekula ng ATP ay nabuo mula sa isang molekula ng glucose, samakatuwid, ang hydrolysis ay sumailalim sa: 972: 36 = 27 mga molekula ng glucose;
2) sa panahon ng glycolysis, ang isang molekula ng glucose ay nahahati sa 2 molekula ng PVC na may pagbuo ng 2 molekula ng ATP, kaya ang bilang ng mga molekula ng ATP ay: 27 x 2 = 54;
3) na may kumpletong oksihenasyon ng isang molekula ng glucose, 38 mga molekula ng ATP ang nabuo, samakatuwid, kasama ang kumpletong oksihenasyon ng 27 mga molekula ng glucose, 27 x 38 \u003d 1026 mga molekula ng ATP ay nabuo (o 972 + 54 \u003d 1026).
2) Alin sa dalawang uri ng fermentation - alkohol o lactic acid - ang mas masiglang mas mahusay? Kalkulahin ang kahusayan gamit ang formula:
3) kahusayan ng lactic acid fermentation:
4) ang alcoholic fermentation ay energetically mas episyente.
3) Dalawang molekula ng glucose ang sumailalim sa glycolysis, isa lamang ang na-oxidized. Tukuyin ang bilang ng nabuong mga molekula ng ATP at mga molekula ng carbon dioxide na inilabas sa kasong ito.
Solusyon:
Upang malutas, ginagamit namin ang mga equation ng 2nd stage (glycolysis) at ang 3rd stage ng (oxygen) energy metabolism.
Ang glycolysis ng isang molekula ng glucose ay gumagawa ng 2 molekula ng ATP, at ang oksihenasyon ng 36 ATP.
Ayon sa kondisyon ng problema, 2 molekula ng glucose ang sumailalim sa glycolysis: 2∙× 2=4, at isang molekula lamang ang na-oxidized
4+36=40 ATP.
Ang carbon dioxide ay nabuo lamang sa yugto 3, na may kumpletong oksihenasyon ng isang molekula ng glucose, 6 CO 2 ay nabuo.
Sagot: 40 ATP; CO 2 .- 6
4) Sa proseso ng glycolysis, nabuo ang 68 molekula ng pyruvic acid (PVA). Tukuyin kung gaano karaming mga molekula ng glucose ang nahati at kung gaano karaming mga molekula ng ATP ang nabuo sa panahon ng kumpletong oksihenasyon. Ipaliwanag ang sagot.
Sagot:
1) sa panahon ng glycolysis (isang oxygen-free na yugto ng catabolism), ang isang molekula ng glucose ay nahati sa pagbuo ng 2 molekula ng PVC, samakatuwid, ang glycolysis ay sumailalim sa: 68: 2 = 34 na mga molekula ng glucose;
2) na may kumpletong oksihenasyon ng isang molekula ng glucose, 38 mga molekula ng ATP ay nabuo (2 mga molekula sa panahon ng glycolysis at 38 mga molekula sa panahon ng hydrolysis);
3) na may kumpletong oksihenasyon ng 34 na mga molekula ng glucose, 34 x 38 = 1292 mga molekula ng ATP ay nabuo.
5) Sa proseso ng glycolysis, nabuo ang 112 molecule ng pyruvic acid (PVA). Gaano karaming mga molekula ng glucose ang na-cleaved at gaano karaming mga molekula ng ATP ang nabuo sa panahon ng kumpletong oksihenasyon ng glucose sa mga eukaryotic cells? Ipaliwanag ang sagot.
Paliwanag. 1) Sa proseso ng glycolysis, kapag nasira ang 1 molekula ng glucose, nabuo ang 2 molekula ng pyruvic acid at inilabas ang enerhiya, na sapat para sa synthesis ng 2 molekula ng ATP.
2) Kung nabuo ang 112 molecule ng pyruvic acid, kung gayon, 112: 2 = 56 na molekula ng glucose ang sumailalim sa cleavage.
3) Sa kumpletong oksihenasyon bawat molekula ng glucose, 38 ATP molecule ang nabuo.
Samakatuwid, kasama ang kumpletong oksihenasyon ng 56 na mga molekula ng glucose, 38 x 56 \u003d 2128 mga molekula ng ATP ay nabuo
6) Sa panahon ng oxygen stage ng catabolism, 1368 ATP molecules ang nabuo. Tukuyin kung gaano karaming mga molekula ng glucose ang nahati at gaano karaming mga molekula ng ATP ang nabuo bilang resulta ng glycolysis at kumpletong oksihenasyon? Ipaliwanag ang sagot.
Paliwanag.
7) Sa panahon ng oxygen stage ng catabolism, 1368 ATP molecules ang nabuo. Tukuyin kung gaano karaming mga molekula ng glucose ang nahati at gaano karaming mga molekula ng ATP ang nabuo bilang resulta ng glycolysis at kumpletong oksihenasyon? Ipaliwanag ang sagot.
Paliwanag. 1) Sa proseso ng metabolismo ng enerhiya, 36 na molekula ng ATP ay nabuo mula sa isang molekula ng glucose, samakatuwid, 1368: 36 = 38 mga molekula ng glucose ay sumailalim sa glycolysis, at pagkatapos ay kumpleto ang oksihenasyon.
2) Sa panahon ng glycolysis, ang isang molekula ng glucose ay nahahati sa 2 molekula ng PVC na may pagbuo ng 2 molekula ng ATP. Samakatuwid, ang bilang ng mga molekula ng ATP na nabuo sa panahon ng glycolysis ay 38 × 2 = 76.
3) Sa kumpletong oksihenasyon ng isang molekula ng glucose, 38 mga molekula ng ATP ang nabuo, samakatuwid, kasama ang kumpletong oksihenasyon ng 38 mga molekula ng glucose, 38 × 38 = 1444 mga molekula ng ATP ay nabuo.
8) Sa proseso ng dissimilation, 7 mol ng glucose ang na-cleaved, kung saan 2 mol lamang ang sumailalim sa kumpletong (oxygen) cleavage. tukuyin:
a) kung gaano karaming mga moles ng lactic acid at carbon dioxide ang nabuo sa kasong ito;
b) kung gaano karaming mga moles ng ATP ang na-synthesize sa kasong ito;
c) kung gaano karaming enerhiya at sa anong anyo ang naipon sa mga molekulang ATP na ito;
d) Ilang moles ng oxygen ang ginugugol sa oksihenasyon ng nagreresultang lactic acid.
Solusyon.
1) Sa 7 mol ng glucose, 2 ang sumailalim sa kumpletong cleavage, 5 - hindi kalahati (7-2 = 5):
2) bumuo ng isang equation para sa hindi kumpletong pagkasira ng 5 mol ng glucose; 5C 6 H 12 O 6 + 5 2H 3 PO 4 + 5 2ADP = 5 2C 3 H 6 O 3 + 5 2ATP + 5 2H 2 O;
3) ginagawa ang kabuuang equation para sa kumpletong pagkasira ng 2 mol ng glucose:
2С 6 H 12 O 6 + 2 6O 2 +2 38H 3 PO 4 + 2 38ADP = 2 6CO 2 +2 38ATP + 2 6H 2 O + 2 38H 2 O;
4) sum up ng halaga ng ATP: (2 38) + (5 2) = 86 mol ng ATP; 5) matukoy ang dami ng enerhiya sa mga molekula ng ATP: 86 40 kJ = 3440 kJ.
Sagot:
a) 10 mol ng lactic acid, 12 mol ng CO 2 ;
b) 86 mol ng ATP;
c) 3440 kJ, sa anyo ng enerhiya ng kemikal na bono ng mga macroergic bond sa molekula ng ATP;
d) 12 mol O 2
9) Bilang resulta ng dissimilation, 5 mol ng lactic acid at 27 mol ng carbon dioxide ang nabuo sa mga cell. tukuyin:
a) kung gaano karaming mga moles ng glucose ang natupok sa kabuuan;
b) ilan sa kanila ang sumailalim lamang sa hindi kumpleto at ilan ang kumpletong paghahati;
c) kung gaano karaming ATP ang na-synthesize at kung gaano karaming enerhiya ang naipon;
d) kung gaano karaming mga moles ng oxygen ang natupok para sa oksihenasyon ng nabuong lactic acid.
Sagot:
b) 4.5 mol kumpleto + 2.5 mol hindi kumpleto;
c) 176 mol ATP, 7040 kJ;
Alamin natin ngayon ang ani ng kemikal na enerhiya sa anyo ng ATP sa panahon ng oksihenasyon ng glucose sa mga selula ng hayop hanggang sa at .
Ang pagkasira ng glycolytic ng isang molekula ng glucose sa ilalim ng mga kondisyon ng aerobic ay nagbibigay ng dalawang molekula ng pyruvate, dalawang molekula ng NADH at dalawang molekula ng ATP (ang buong prosesong ito ay nagaganap sa cytosol):
Pagkatapos, dalawang pares ng mga electron mula sa dalawang molekula ng cytosolic NADH, na nabuo sa panahon ng glycolysis sa ilalim ng pagkilos ng glyceraldehyde phosphate dehydrogenase (seksyon 15.7), ay inilipat sa mitochondria gamit ang malate-aspartate shuttle system. Dito sila pumapasok sa electron transport chain at dinadala sa pamamagitan ng sunud-sunod na mga carrier sa oxygen. Nagbibigay ang prosesong ito dahil ang oksihenasyon ng dalawang molekula ng NADH ay inilalarawan ng sumusunod na equation:
(Siyempre, kung sa halip na malate-aspartate shuttle system ang glycerol phosphate ay kumikilos, hindi tatlo, ngunit dalawang ATP molecule lamang ang nabuo para sa bawat NADH molecule.)
Maaari na nating isulat ang kumpletong equation para sa oksihenasyon ng dalawang pyruvate molecule sa dalawang molekula ng acetyl-CoA at dalawang molekula sa mitochondria. Bilang resulta ng oksihenasyong ito, dalawang molekula ng NADH ang nabuo. na pagkatapos ay ilipat ang dalawa sa kanilang mga electron sa pamamagitan ng respiratory chain patungo sa oxygen, na sinamahan ng synthesis ng tatlong ATP molecule para sa bawat pares ng inilipat na mga electron:
Sumulat din tayo ng isang equation para sa oksihenasyon ng dalawang molekula ng acetyl-CoA sa pamamagitan ng siklo ng citric acid at para sa oxidative phosphorylation kasama ng paglipat ng mga electron na nahiwalay mula sa isocitrate, -ketoglutarate at malate sa oxygen: sa kasong ito, tatlong molekula ng ATP ay nabuo para sa bawat pares ng inilipat na mga electron. Idagdag natin dito ang dalawang ATP molecule, na nabuo sa panahon ng oxidation ng succinate, at dalawa pa, na nabuo mula sa succinyl-CoA sa pamamagitan ng GTP (Sec. 16.5e):
Kung susumahin natin ngayon ang apat na equation na ito at kanselahin ang mga karaniwang termino, makukuha natin ang kabuuang equation para sa glycolysis at respiration:
Kaya, para sa bawat molekula ng glucose na sumasailalim sa kumpletong oksihenasyon sa atay, bato o myocardium, ibig sabihin, kung saan gumagana ang malate-aspartate shuttle system, isang maximum na 38 ATP molecule ang nabuo. (Kung ang glycerol phosphate ay kumikilos sa halip na ang malate-aspartate system, pagkatapos ay 36 ATP molecules ang mabubuo para sa bawat ganap na oxidized glucose molecule.) Ang theoretical free energy yield sa panahon ng kumpletong oksihenasyon ng glucose ay kaya katumbas ng (1.0 M) sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon. Sa mga buo na selula, gayunpaman, ang kahusayan ng pagbabagong ito ay malamang na lumampas sa 70%, dahil ang mga intracellular na konsentrasyon ng glucose at ATP ay hindi pareho at mas mababa kaysa sa 1.0 M, i.e. ang konsentrasyon kung saan kaugalian na magpatuloy kapag kinakalkula ang karaniwang libreng enerhiya (tingnan ang Appendix 14-2).
