Pytania powtórkowe do lekcji “Wstęp do metabolizmu”

<

Oto pytania powtórkowe, na które powinieneś/aś potrafić odpowiedzieć po opanowaniu materiału z lekcji “Wstęp do metabolizmu”. Zapisz odpowiedzi na poniższe pytania w zeszycie, a następnie sprawdź je z odpowiedziami zamieszczonymi poniżej. Te pytania, na które udzieliłeś/aś niepoprawnej odpowiedzi zaznacz do powtórki i wróć do nich następnego dnia. Powodzenia! 🙂

Pytania

1. Czym jest metabolizm?
2. Jaka jest rola ATP w komórkach?
3. Czym różnią się anabolizm i katabolizm?
4. Podaj przykład reakcji anabolicznej i katabolicznej.
5. Co to jest szlak metaboliczny? Podaj przykład.
6. Czym różni się szlak metaboliczny od cyklu metabolicznego?
7. Co dzieje się podczas reakcji utleniania i redukcji?
8. Jakie związki pełnią funkcję przenośników elektronów w procesach biologicznych?
9. Jakie są różnice między formami utlenionymi a zredukowanymi przenośników elektronów?
10. Co oznacza zapis NADH + H⁺?
11. Co to są uniwersalne przenośniki energii i dlaczego są ważne dla komórki?
12. Jak zbudowane jest ATP i w jaki sposób gromadzona jest w jego cząsteczce energia?
13. Czym jest fosforylacja i jakie są jej dwa główne typy?
14. Na czym polega chemiosmoza?
15. Jak powstaje gradient protonowy w mitochondriach i chloroplastach?
16. Jak bakterie syntetyzują ATP bez mitochondriów i chloroplastów?

Odpowiedzi

1. Metabolizm to ogół reakcji chemicznych i przemian energetycznych zachodzących w komórkach organizmów żywych.
2. ATP jest uniwersalnym przenośnikiem energii, który dostarcza energii niezbędnej do przeprowadzania czynności życiowych komórki. Energia z ATP uwalniana jest podczas jego hydrolizy.
3. Anabolizm to proces syntezy bardziej złożonych związków z prostszych, wymagający dostarczenia energii (endoergiczny). Katabolizm to proces rozkładu złożonych związków na prostsze, w którym uwalniana jest energia (egzoergiczny).
4. Przykładem reakcji anabolicznej jest fotosynteza, w której z dwutlenku węgla i wody powstaje glukoza. Przykładem reakcji katabolicznej jest oddychanie tlenowe, podczas którego glukoza rozkładana jest do dwutlenku węgla i wody.
5. Szlak metaboliczny to ciąg reakcji chemicznych, w których produkt jednej reakcji staje się substratem dla kolejnej. Przykładem szlaku metabolicznego jest glikoliza.
6. Szlak metaboliczny jest otwartym ciągiem reakcji, gdzie produkty jednej reakcji stają się substratami kolejnych. Cykl metaboliczny to zamknięty ciąg reakcji, w którym produkt końcowy jest substratem dla pierwszej reakcji cyklu. Przykładem cyklu jest cykl Krebsa.
7. W reakcjach utleniania i redukcji dochodzi do przechodzenia elektronów pomiędzy związkami chemicznymi. Związek, który traci elektron, ulega utlenieniu, a związek, który przyjmuje elektron, ulega redukcji.
8. Uniwersalnymi przenośnikami elektronów są NAD⁺ (dinukleotyd nikotynamidoadeninowy), NADP⁺ (fosforan dinukleotydu nikotynamidoadeninowego) oraz FAD (dinukleotyd flawinoadeninowy).
9. Formy utlenione, takie jak NAD⁺, NADP⁺ i FAD, są “pozbawione” elektronów i mogą je przyjąć (ulegać redukcji). Formy zredukowane, takie jak NADH, NADPH i FADH₂, “zawierają” elektrony i mogą je przekazać (ulegać utlenieniu).
10. Zapis ten oznacza, że podczas redukcji NAD⁺ przyłączane są dwa elektrony oraz dwa protony, z czego tylko jeden proton zostaje przyłączony do NAD⁺, a drugi trafia do roztworu.
11. Uniwersalne przenośniki energii to związki, które magazynują energię w postaci wiązań chemicznych i przenoszą ją do miejsca zapotrzebowania w komórce. Są one niezbędne, aby komórka mogła wykorzystać energię uwalnianą w reakcjach katabolicznych, takich jak oddychanie tlenowe.
12. ATP składa się z adeniny (zasady azotowej), rybozy (cukru pięciowęglowego) oraz trzech reszt fosforanowych. Energia zgromadzona jest głównie w wiązaniach pomiędzy resztami fosforanowymi, których rozerwanie uwalnia dużą ilość energii.
13. Fosforylacja to proces dołączania reszty fosforanowej do ADP w celu utworzenia ATP. Dwa główne typy fosforylacji to fosforylacja substratowa (przyłączenie reszty fosforanowej od związku organicznego) oraz chemiosmoza (przepływ protonów przez syntazę ATP napędzający syntezę ATP).
14. Chemiosmoza polega na przepływie protonów (H⁺) zgodnie z gradientem stężeń przez kanał syntazy ATP, co napędza obrót jej rotora i umożliwia syntezę ATP z ADP i P_i. Energia pochodzi z różnicy stężeń protonów po obu stronach błony biologicznej.
15. Gradient protonowy w mitochondriach powstaje dzięki działaniu pomp protonowych, które wypompowują jony H+ do przestrzeni międzybłonowej, wykorzystując energię z utleniania związków organicznych (fosforylacja oksydacyjna). W chloroplastach gradient protonowy powstaje w tylakoidach dzięki energii świetlnej, co prowadzi do fosforylacji fotosyntetycznej.
16. U bakterii gradient protonowy powstaje w poprzek błony komórkowej. Protony są wypompowywane na zewnątrz, do przestrzeni między błoną a ścianą komórkową, a ich powrót przez kanał syntazy ATP umożliwia syntezę ATP.