Informace

Je glykolýza počáteční částí kvašení, nebo kvašení následuje po glykolýze?


Je glykolýza počáteční částí kvašení, nebo kvašení následuje po glykolýze?

Vidím protichůdné informace z různých zdrojů

https://honchemistry.wikispaces.com/Lactic+Acid+and+Alcohol+Fermentation+in+Humans

„… Alkoholová fermentace následuje po glykolýze, stejně jako fermentace kyselinou mléčnou…“ <- Glykolýza tedy předchází kvašení, není součástí kvašení

a

„Skutečná část kvašení

Glykolýza a fermentace jsou dva oddělené procesy. Glykolýza byla stručně vysvětlena, aby čtenáři poskytla představu o událostech vedoucích k fermentaci a výchozích podmínkách, pokud jde o molekuly dostupné pro reakci ... Při fermentaci jsou přítomny molekuly NADH a kyselina pyrohroznová. „<--- takže glykolýza předchází kvašení, není součástí kvašení.

Zatímco tato dvě spojení dávají glykolýzu jako součást fermentace, nikoli předchozí fázi před fermentací.

Odkaz

„Fermentace a buněčné dýchání začínají stejným způsobem, s glykolýzou“ <- glykolýza je součástí fermentace, nikoli jí předchází.

a

http://study.com/academy/lesson/anaerobic-respiration-lactic-acid-alcoholic-fermentation.html

„fermentace, což je proces, který anaerobně generuje ATP prováděním glykolýzy ...“ <- fermentace zahrnuje glykolýzu, takže glykolýza je součástí fermentace, nikoli jí předchází.

Takže, co to je?

Je to a) jako khanacademy a study.com, nebo b) jako honchemistry.wikispaces.com

Slyšel jsem myšlenku, že glykolýza je nezávislá v tom, že může sama produkovat určitou (ne moc, ale část) energii a může k tomu dojít bez následného kvašení nebo buněčného dýchání. Kdy by však došlo ke glykolýze bez následného kvašení nebo dýchání? A i když je glykolýza tak nezávislá, může být stále na začátku dýchání a kvašení, a nikoli před ním.

Wikipedie mluví opačně…

https://en.wikipedia.org/wiki/Fermentation

"Než proběhne fermentace, jedna molekula glukózy se rozdělí na dvě molekuly pyruvátu. Toto je známé jako glykolýza." <- glykolýza tedy předchází kvašení, není jeho součástí.

výše uvedený citát z wikipedie naznačuje, že glykolýza není počáteční částí fermentace, ale krokem, který jí předchází

zatímco stále na stránce fermentace wikipedie, říká

„Fermentace je metabolický proces, který přeměňuje cukr na kyseliny, plyny nebo alkohol… První krok, glykolýza“ <- glykolýza je tedy součástí fermentace.

Odkazy na dýchání jsou jednoznačnější, že glykolýza je součástí dýchání ... odkazy na kvašení se trochu liší v tom, zda glykolýza předchází kvašení nebo je jeho součástí.


Jak ve svém komentáři @bpedit naznačuje, toto je sémantická otázka - tj. Otázka týkající se významu a používání slov. Vysvětlím, jak tato slova používám já a ostatní a proč. Pokud jste přesvědčeni mojí logikou, budete je chtít použít stejným způsobem, pokud ne, můžete je použít jinak. Zde však neexistuje žádná „univerzální pravda“, a pokud jste student, nemám tušení, co si myslí váš instruktor.

Problém je v tom, že „kvašení“ a „kvašení“ (jak podstatné jméno, tak sloveso) jsou stará slova, která předcházejí jakémukoli pochopení příslušných procesů. Oxfordský anglický slovník tedy cituje relevantní raný příklad použití „kvašení“ jako slovesa takto:

1663 Cowley Verše, Královské společnosti iv, Všechny jejich šťávy ... Ferment do ... osvěžujícího vína.

Z toho je zřejmé, že myšlenkou fermentačního procesu je přeměna některé počáteční sloučeniny (cukr v „šťávě“) na konečnou sloučeninu (alkohol ve víně). Toto použití je stále aktuální v souvislosti s procesem kvašení, například vyhledávání Google vyvolává vzdělávací stránku BBC Science, která uvádí:

Pivo a víno jsou alkoholické nápoje vyrobené fermentačními reakcemi, které používají kvasinky k přeměně cukrů na ethanol.

Možná víte, že ne, termín „kvas“ byl v minulosti používán k označení toho, co nyní nazýváme kvasinky, a „Zwischenferment“, zastaralý německý výraz pro určité enzymy v kvasinkách, je z toho odvozen. Původní koncept byl tedy pouze o nějaké biologické přeměně uskutečněné kvasinkami, ačkoli toto bylo později rozšířeno na bakterie a myšlenka se změnila tak, aby naznačovala metabolické procesy schopné generovat ATP anaerobně.

Součástí nesrovnalostí v definici může být důraz na konečný produkt fermentace - ethanolu kvašení, kyselina mléčná kvašení atd. Zdá se mi však jasné, že kvašením je celý řetězec metabolických dějů od cukru (nebo čehokoli) po alkohol (nebo cokoli); a pokud je součástí tohoto procesu (což je v tomto příkladu) glykolýza, pak glykolýza je součástí fermentace. (Glykolýza může samozřejmě nastat za jiných okolností, kdy je produkt, pyruvát, oxidován v cyklu trikarboxylových kyselin, což není fermentační proces.)

Poznámka pod čarou

Rozsah, v jakém se člověk dokáže svázat v uzlech snahou definovat fermentaci, dokládá nejprodávanější a nejrespektovanější učebnice, kterou původně napsal Lubert Streyer a následně ji udržuje Berg. a kol. Zmiňuji tento text jednak proto, že starší vydání je k dispozici on-line, jednak proto, že kniha takové hodnoty pro vydavatele je pečlivě prověřována rozhodčími. V kapitole o glykolýze je pokus definovat fermentaci:

Kvašení: Proces generující ATP, ve kterém organické sloučeniny působí jako donory i akceptory elektronů. Fermentace může probíhat za nepřítomnosti O2. Objevil Louis Pasteur, který popsal kvašení jako „la vie sans l'air“ („život bez vzduchu“).

Biochemičtí právníci tedy vytvořili definici, kterou jen málo čtenářů na první pohled pojme. Co je předmětem podnikání dárců a akceptorů elektronů? Co to znamená ve vztahu k fermentačnímu procesu, při kterém se vyrábí kyselina mléčná (všimněte si mého legálního výběru slov), je to, že je redukována jedna organická sloučenina (glyceraldehyd -3 -fosfát) - NAD+ - a jedna organická sloučenina je oxidována (pyruvát) - NADH. A protože produkce ATP je zahrnuta v definici, znamená to, že Berg a kol. zahrnují glykolýzu v této definici fermentace.

... kromě toho, že na stejné stránce je následující prohlášení:

pyruvát je přeměněn nebo fermentován na kyselinu mléčnou při fermentaci kyseliny mléčné nebo na ethanol při alkoholové fermentaci

Zdá se tedy, že toto slovo se používá pro konverzi pyruvátu na laktát nebo ethanol, tj vylučuje glykolýzu.

Pasteurovi se podařilo mluvit o fermentaci, aniž by si byl vědom glykolýzy nebo ATP, a je mi jasné, že můžete psát jakékoli pečlivě formulované definice, které se vám líbí, ale lidé budou i nadále používat ctihodné termíny, jako je fermentace, jakýmkoli způsobem, který se jim zdá přirozený. .


Glykolýza je počáteční částí OBOCH typů dýchání; aerobní a anaerobní. Dělá to pár ATP. Pokud dojde k aerobnímu dýchání, dobije se více ATP. Pokud dojde k anaerobnímu dýchání, organismus může vytvářet další sloučeniny (jako je kyselina mléčná), ale nevytváří žádné další ATP. Vlastně jsem vytvořil diagram, který by vám mohl pomoci. Je zveřejněno zde na Twitteru:

https://twitter.com/BOGObiology/status/829757759470067713

A nyní to zařadili do tohoto příspěvku níže

Také jsem pro své studenty vytvořil sérii videí, která by mohla být také užitečná. Jsou na Youtube: Níže je video o buněčném dýchání, které jde podrobněji.

https://www.youtube.com/watch?v=Vh7vg7zG3cQ


Pošlu odpověď, která používá pokročilou mikrobiologickou knihu, protože dávají pozor, aby jejich podmínky byly velmi přesné.

Glykolýza je součástí dýchání i fermentace.

Mikrobiologie: klinický přístup, druhé vydání Anthony Strelkauskas, Angela Edwards, Beatrix Fahnert, Greg Pryor, Jennifer Strelkauskas

(Boční poznámka- Neúvodní mikrobiologické knihy nepočítají kvašení jako součást dýchání. Jak jsem zjistil při zkoumání, zda lidé prováděli anaerobní dýchání, zde jsou lidé schopni jak anaerobního dýchání, tak fermentace kyseliny mléčné? A jak je ukázáno v výše uvedený diagram z tohoto pokročilého mikrobiologického textu. Texty biologie 101 a texty z biologie člověka jsou uvolněnější (pravděpodobně špatně), s jejich definicí)


Co je to glykolýza? (s obrázky)

Glykolýza je komplexní biologický proces, při kterém dochází k přeměně glukózy na pyruvát za účelem poskytnutí energie pro každou živou buňku. Protože cyklus glykolýzy zahrnuje přeměnu krevního cukru na aniont kyseliny pyrohroznové (pyruvát), je glykolýza označována také jako cyklus kyseliny citrónové.

Protože tato událost také zahrnuje uvolňování volné energie, je považována za termodynamickou reakci. Konečným výsledkem je syntéza adenosin-5'-trifosfátu (ATP) a redukovaného nikotinamidadenin dinukleotidu (NADH), dvou nukleotidů, které jsou klíčovými složkami DNA a jsou důležité pro správné metabolické fungování. Zatímco glykolýza je jednoduchým příkladem anaerobního buněčného dýchání a fermentace, existuje deset reakčních kroků, které zahrnují několik katalyzátorových enzymů a meziproduktů.

První událost, ke které došlo v glykolýze, využívá energii poskytovanou hexokinázovými glykolýzovými enzymy k přeměně molekuly cukru (glukózy) se šesti atomy uhlíku na dvě sloučeniny obsahující tři atomy uhlíku nebo 6-fosfát glukózy. Tato látka pak prochází molekulárním přeskupením na „laktát“ nebo produkuje aniont kyseliny mléčné. „Splatností“ za spotřebu energie v rané fázi glykolýzy je následná produkce dvou nikotinamidadenin dinukleotidů (NAD), následovaná vazbou fosfátové skupiny na každou molekulu 3 uhlíku, která generuje 1,3-bisfosfoglycerát. Mezitím se vodík v reakci používá ke snížení NAD, čímž se získá NADH. Nakonec se glykolýzní enzym pyruvát kináza použije k produkci dvou ATP pro každou molekulu glukózy zapojenou do glykolytické reakce.

Glykolýza je základní metabolická cesta, která se pravděpodobně vyvinula před miliardami let. I když se však vyskytuje téměř v každém živém organismu, dělá to s proměnlivostí. Například, ačkoli je glukóza obvyklým odrazovým můstkem pro zahájení glykolýzy, mohou být do reakce vneseny další monosacharidy. Kromě toho není laktát jediným možným vedlejším produktem glykolýzy, což dokazuje výroba oxidu uhličitého a ethanolu, když pivovarské kvasnice procházejí fermentací. Konečně, ne veškerý uhlík je nutně přeměněn na pyruvát a může být použit k dalším cestám souvisejícím s uhlíkem.

Dochází také k dysfunkční glykolýze. Rakovinové buňky například často vykazují glykolytický cyklus až 200krát vyšší než rychlost normálních buněk. Známý jako Warburgův efekt, k tomuto zrychlení může dojít v důsledku množství hexokinázových enzymů nebo nedostatku kyslíku v důsledku nedostatečného průtoku krve do místa. Podobná porucha metabolismu glukózy je pozorována u Alzheimerovy choroby. To je však pravděpodobněji způsobeno akumulací specifických proteinů, které interferují s fosforylací.

Přispívání článků do InfoBloom je jen jedním z mnoha profesionálních úsilí Karyna. Je také spisovatelkou časopisů a fejetonistkou, převážně pro zdravotnické publikace, a také autorkou čtyř knih. Karyn žije v newyorské oblasti Catskill Mountain a specializuje se na témata týkající se zeleného života a botanické medicíny.

Přispívání článků do InfoBloom je jen jedním z mnoha profesionálních úsilí Karyna. Je také spisovatelkou časopisů a fejetonistkou, převážně pro zdravotnické publikace, a také autorkou čtyř knih. Karyn žije v newyorské oblasti Catskill Mountain a specializuje se na témata týkající se zeleného života a botanické medicíny.


První polovina glykolýzy (kroky vyžadující energii)

Krok 1. První krok v glykolýze (obrázek ( PageIndex <1> )) je katalyzován hexokinázou, enzymem se širokou specifitou, který katalyzuje fosforylaci šesti uhlíkových cukrů. Hexokináza fosforyluje glukózu pomocí ATP jako zdroje fosfátu, čímž vzniká glukóza-6-fosfát, reaktivnější forma glukózy. Tato reakce brání fosforylované molekule glukózy v další interakci s GLUT proteiny a již nemůže opustit buňku, protože negativně nabitý fosfát jí nedovolí překročit hydrofobní vnitřek plazmatické membrány.

Krok 2. Ve druhém kroku glykolýzy isomeráza převádí glukózo-6-fosfát na jeden ze svých izomerů, fruktózo-6-fosfát. Izomeráza je enzym, který katalyzuje přeměnu molekuly na jeden z jejích izomerů. (Tato změna z fosfoglukózy na fosfhofruktózu umožňuje případné rozdělení cukru na dvě molekuly se třemi uhlíky.)

Krok 3. Třetím krokem je fosforylace fruktózo-6-fosfátu katalyzovaná enzymem fosfhofruktokinázou. Druhá molekula ATP daruje vysokoenergetický fosfát na fruktosu-6-fosfát, čímž se vytvoří fruktóza-1,6-bifosfát. V této cestě je fosfhofruktokináza enzymem omezujícím rychlost. Je aktivní, když je koncentrace ADP vysoká, je méně aktivní, když jsou hladiny ADP nízké a koncentrace ATP je vysoká. Pokud je tedy v systému & ldquosufficient & rdquo ATP, cesta se zpomalí. Toto je typ inhibice konečného produktu, protože ATP je konečný produkt katabolismu glukózy.

Krok 4. Nově přidané vysokoenergetické fosfáty dále destabilizují fruktóza-1,6-bisfosfát. Čtvrtý krok glykolýzy využívá enzym aldolázu ke štěpení 1,6-bisfosfátu na dva izomery se třemi uhlíky: dihydroxyaceton-fosfát a glyceraldehyd-3-fosfát.

Krok 5. V pátém kroku izomeráza transformuje dihydroxyaceton-fosfát na svůj izomer, glyceraldehyd-3-fosfát. Dráha tedy bude pokračovat dvěma molekulami jednoho izomeru. V tomto bodě dráhy dochází k čisté investici energie ze dvou molekul ATP do rozkladu jedné molekuly glukózy.

Obrázek ( PageIndex <1> ): První polovina glykolýzy využívá při fosforylaci glukózy dvě molekuly ATP, které se poté rozdělí na dvě molekuly se třemi uhlíky.


Kvašení alkoholu

Dalším známým fermentačním procesem je alkoholová fermentace (obrázek 4.21), při které se vyrábí ethanol, alkohol. Alkoholová fermentační reakce je následující:

Obrázek 4.21 Je znázorněna reakce vedoucí k alkoholové fermentaci.

V první reakci se z kyseliny pyrohroznové odstraní karboxylová skupina a uvolní se oxid uhličitý jako plyn. Ztráta oxidu uhličitého snižuje molekulu o jeden atom uhlíku, čímž vzniká acetaldehyd. Druhá reakce odstraní elektron z NADH, vytvoří NAD + a produkuje ethanol z acetaldehydu, který elektron přijme. Fermentací kyseliny pyrohroznové kvasinkami vzniká ethanol nacházející se v alkoholických nápojích (obrázek 4.22). Pokud není oxid uhličitý produkovaný reakcí odváděn z fermentační komory, například v pivu a sektech, zůstává rozpuštěný v médiu, dokud není tlak uvolněn. Ethanol nad 12 procent je toxický pro kvasinky, takže přirozené hladiny alkoholu ve víně se vyskytují maximálně na 12 procentech.

Obrázek 4.22 Fermentace hroznové šťávy na víno produkuje CO2 jako vedlejší produkt. Fermentační nádrže mají ventily, takže je možné uvolnit tlak uvnitř nádrží.


Otázka: Laboratoř 6: Glykolýza a aerobní buněčné dýchání CÍLE Po dokončení tohoto cvičení by studenti měli být schopni: vyjmenovat produkty a reaktanty fotosyntézy vs. buněčné dýchání diskutovat o vzájemné souvislosti dýchání a stavu fotosyntézy zdroj uhlíku pro produkt fotosyntézy Diskutovat Vztah .

Po dokončení tohoto cvičení by studenti měli být schopni:

  • seznam produktů a reaktantů fotosyntézy vs. buněčného dýchání
  • diskutovat o vzájemné souvislosti dýchání a fotosyntézy
  • uvést zdroj uhlíku pro produkt fotosyntézy
  • diskutovat o vztahu mezi fotosyntézou a globálním oteplováním
  • rozlišují tři základní cesty buněčného dýchání: glykolýzu, Krebsův cyklus a elektronový transportní systém
  • porozumět rozdílům mezi glykolýzou/fermentací a aerobním buněčným dýcháním s ohledem na množství produkovaného ATP a konečných produktů a
  • uvést produkty fermentačního procesu v kvasinkových buňkách a živočišných buňkách.

Bezesporu je nejdůležitější biologická energetická reakce v přírodě fotosyntéza, přeměna světelné energie na chemickou energii ve formě glukózy. Bez tohoto procesu by veškerý život, jak jej známe, přestal. Tento proces je shrnut následující reakcí:

Obrázek 6.1: Fotosyntéza

Energie uložená v glukóze se zase uvolňuje dvěma hlavními mechanismy ve většině buněk: anaerobní (glykolýza) a aerobní buněčné dýchání.

V prvním mechanismu se energie uvolňuje při rozkladu glukózy během procesu glykolýza do dvou molekul pyruvátu a je zachycen ATP pro pozdější použití buňkou. ATP slouží jako hlavní zdroj energie pro reakce v živých buňkách. Glykolýza je anaerobní proces, který nevyžaduje kyslík. Anaerobní proces může být za určitých okolností výhodný. Glykolýza je však neúplný rozklad glukózy a je neúčinná, protože buňky mají a čistý zisk pouze 2 molekul ATP na spotřebovanou glukózu. Ačkoli samotná glykolýza nevyžaduje kyslík, jakákoli další produkce ATP vyžaduje, aby se pyruvát přiváděl do aerobní buněčné respirace (vyžaduje kyslík). Pokud není přítomen kyslík, pyruvát bude přeměněn na kyselinu mléčnou v živočišných buňkách nebo některými mikroorganismy na alkohol prostřednictvím kvašení. Alkohol i kyselina mléčná představují neúplný rozklad glukózy v nepřítomnosti O2 a nemají za následek žádné další ATP.

Pokud je však po glykolýze přítomen kyslík, uvolní se druhým mechanismem mnohem více energie, aerobní buněčné dýchání, protože pyruvát je zcela rozebrán prostřednictvím Krebsova cyklu. Uvolněná energie je pak přenášena, primárně přes NADH2 molekul, do elektronového transportního systému (ETS), který je hlavním producentem ATP. Systém přenosu elektronů používá kyslík jako konečný akceptor elektronů produkující H2O a 36 ATP na molekulu glukózy. Velká část buněčného dýchání probíhá v mitochondriích, a proto jsou často označovány jako pohonné jednotky buňky. Celkový vzorec pro dýchání (kombinovaný anaerobní a aerobní) je:

Obrázek 6.3: Dýchání

Právě tento vzájemný vztah mezi fotosyntézou a dýcháním poskytuje základ pro ekosystémy. Rostliny přeměňují energii ze slunce, aby poskytovaly veškeré jídlo (energii) na planetě Zemi, a nazývají se producenti, zatímco jiné organismy, které si nedokáží vyrobit vlastní jídlo, se nazývají spotřebitelé. Kromě toho rostliny poskytují kyslík nezbytný pro jiné organismy k přeměně jejich potravy na použitelnou energii, zatímco tyto organismy poskytují oxid uhličitý nezbytný pro rostliny k výrobě uhlohydrátů. Nakonec většina slov biomasa, neboli hmotnost živého materiálu, je ve formě rostlinné hmoty.

Obrázek 6.4: Buněčné dýchání.

V této laboratoři budete používat droždí. Kvasinky jsou houby a mají schopnost přežít delší dobu bez kyslíku. Kvasinky mohou přeměnit cukry na pyruvát za vzniku malého množství ATP. POKUD JE KYSLÍK K DISPOZICI, pyruvát se přivádí do aerobního buněčného dýchání. POKUD JE KYSLÍK NEDOSTUPNÝ, pyruvát se fermentuje na ethanol, což umožňuje pokračování glykolýzy. Kultury kvasinek, které budete používat, budou v uzavřené zkumavce. Jakýkoli rozpuštěný kyslík ve vodě bude pravděpodobně velmi rychle spotřebován a kvasinky budou nuceny spoléhat se na anaerobní dráhu glukolýza-fermentace-glykolýza. Můžete měřit rychlost anaerobního dýchání, protože CO2 se uvolňuje při kvašení. Proto kyne těsto.

Jako v předchozích dvou laboratořích budete používat zkumavky, zátky a sérologické pipety. V případě potřeby se podívejte na demonstrační video v laboratoři enzymové laboratoře.

PŘED ZAČÁTKEM SI PŘEČTĚTE POSTUP. POTŘEBUJETE RYCHLE PRACOVAT.

  • 3 zkumavky
  • 2 zátky s jedním otvorem s připojenými sérologickými pipetami
  • 1 balíček sušeného droždí
  • odměrka
  • měřicí lžíce
  • popisovač
  • kalkulačka
  • 15 centimetrové pravítko
  • přenosová plastová pipeta
  • cukr
  • teplá voda

BEZPEČNOSTNÍ POZNÁMKA: Zkumavky a skleněné odměrky jsou křehké. Udržujte malé děti a domácí zvířata mimo pracovní prostor.

1. Označte dvě zkumavky, 1 a 2.

Pomocí 15 centimetrového pravítka udělejte značku 3 cm ode dna zkumavek. Toto bude čára plnění, když později přenesete kvasinkovou kulturu do zkumavek.

2. ½ čajové lžičky cukru rozmíchejte v 1 šálku TEPLÉ vody. Toto je váš teplý roztok cukrové vody.

3. Přidejte ¼ čajové lžičky sušeného droždí do čisté neoznačené zkumavky, naplňte zkumavku přibližně. z poloviny naplněné teplým roztokem cukrové vody. Položte palec na horní část tuby a dobře protřepejte. Toto je vaše kvasinková kultura. Nechte 2 minuty odstát a poté znovu protřepejte.

4. Rychle pracujte s přenosovou pipetou, naplňte obě zkumavky 1 a 2 do 3 cm plnicí linky kvasnicovou kulturou.

5. Zkumavku 1 zcela naplňte teplým roztokem cukrové vody.

6. Zkumavku 2 zcela naplňte pouze teplou vodou (NE cukrovou vodou).

7. Do horní části zkumavek 1 a 2 umístěte zátku s 1 otvorem s 1 ml sérologickou pipetou. V TESTOVACÍ Zkumavce NEZACHYTÁVEJTE ŽÁDNOU VZDUCHOVOU BUBLINU. Umístěte zkumavku na bok. Počáteční polohu vody zaznamenejte do odměrné sérologické pipety.

8. Zaznamenejte pohyb vody v pipetě po 4, 8, 12 a 16 minutách do tabulky 6.2. Jak dochází ke glykolýze/fermentaci, CO2 je vydána. CO2 bubliny vytlačují vodu ve zkumavce, což se měří jako pohyb v pipetě.

Vyjměte zátku z tuby 2, přidejte malou špetku cukru a zátku nasaďte zpět. Pozorujte zkumavku 2 dalších 5 minut. Co jste pozorovali v tubě 2 po přidání cukru? Potvrzuje to vaši odpověď na otázku 6.1.

Produkci CO2 jste změřili jako indikátor rychlosti glykolýzy. Pokud bychom chtěli přesněji měřit potom přesnou míru spotřeby cukru, jaké proměnné bychom potřebovali k přesnějšímu měření/kontrole? Zde je jedna nápověda: musíme kvasnice zvážit, abychom PŘESNĚ věděli, kolik kvasinek bylo přítomno. Co jiného?

Zkumavku 1 zcela naplňte teplým roztokem cukrové vody.

6. Zkumavku 2 zcela naplňte pouze teplou vodou (NE cukrovou vodou).

7. Do horní části zkumavek 1 a 2 umístěte zátku s 1 otvorem s 1 ml sérologickou pipetou. V TESTOVACÍ Zkumavce NEZACHYTÁVEJTE ŽÁDNOU VZDUCHOVOU BUBLINU. Umístěte zkumavku na bok. Počáteční polohu vody zaznamenejte do odměrné sérologické pipety.

8. Zaznamenejte pohyb vody v pipetě po 4, 8, 12 a 16 minutách do tabulky 6.2. Jak dochází ke glykolýze/fermentaci, CO2 je vydána. CO2 bubliny vytlačují vodu ve zkumavce, což se měří jako pohyb v pipetě.

(Verze datové tabulky 6.2 ke stažení je uvedena níže. Stáhněte si PDF, vyplňte tabulku a nahrajte vyplněnou tabulku tam, kde je to uvedeno.


Shrnutí sekce

ATP funguje jako energetická měna pro buňky. Umožňuje buňkám krátkodobě ukládat energii a transportovat ji do sebe, aby podpořilo endergonické chemické reakce. Struktura ATP je struktura nukleotidu RNA se třemi připojenými fosfátovými skupinami. Protože se ATP používá pro energii, oddělí se fosfátová skupina a vytvoří se ADP. Energie odvozená z katabolismu glukózy se používá k dobití ADP do ATP.

Glykolýza je první cestou, která se používá při štěpení glukózy k získávání energie. Protože je používán téměř všemi organismy na Zemi, musel se vyvinout na počátku historie života. Glykolýza se skládá ze dvou částí: První část připravuje šest uhlíkový kruh glukózy k oddělení na dva tříuhlíkové cukry. Během tohoto kroku je do molekuly investována energie z ATP, aby se separace energizovala. Druhá polovina glykolýzy extrahuje ATP a vysokoenergetické elektrony z atomů vodíku a připojuje je k NAD +. V první polovině jsou investovány dvě molekuly ATP a během druhé poloviny jsou vytvořeny čtyři molekuly ATP. To vytváří čistý zisk dvou ATP molekul na molekulu glukózy pro buňku.

Dodatečná otázka pro vlastní kontrolu

1. Prokaryotické i eukaryotické organismy provádějí nějakou formu glykolýzy. Jak tato skutečnost podporuje nebo nepodporuje tvrzení, že glykolýza je jednou z nejstarších metabolických cest?

Odpovědět

1. Pokud by se glykolýza vyvinula relativně pozdě, pravděpodobně by nebyla v organismech tak univerzální, jak je. Pravděpodobně se vyvinul ve velmi primitivních organismech a přetrvával s přidáním dalších cest metabolismu uhlohydrátů, které se vyvinuly později.

Glosář

ATP: (také adenosintrifosfát) energetická měna buňky

glykolýza: proces štěpení glukózy na dvě molekuly se třemi uhlíky za produkce ATP a NADH


Glykolýza a kvašení

Glykolýza je anaerobní metabolická cesta, nalezená v cytosol všech buněk, které tvoří adenosintrifosfát ( ATP ) degradací glukóza . Slouží také jako zdroj prekurzorů pro jiné cesty a jako příjemce produktů různých cest pro použití jako metabolická paliva. Jeho univerzální a ústřední role v metabolismus naznačuje, že glykolýza se vyvinula brzy v historii života.

Při celkové reakci na glykolýzu se jedna molekula glukózy převede na dvě molekuly kyseliny pyrohroznové. Na cestě jsou dvě molekuly adenosindifosfátu ( ADP ) jsou fosforylovaný na ATP a dvě molekuly NAD ( zoxidované forma NAD, nebo nikotinamidadenin dinukleotid) jsou redukovány na NADH. ATP slouží jako nosič energie a může být použit k napájení mnoha buněčných procesů. NADH nese vysokoenergetické elektrony, které lze použít k produkci většího množství ATP chemiosmóza . Rovněž,

Deset kroků glykolýzy lze rozdělit do dvou fází. Prvních pět kroků, přípravná fáze neboli fáze glykolýzy, připraví glukózu její fosforylací dvakrát pomocí dvou molekul ATP jako zdrojů fosfátu. To zvyšuje energetický obsah glukózy, takže přípravná fáze se také někdy nazývá investiční fáze, což odráží potřebu investovat dvě molekuly ATP, než bude možné dosáhnout čistého výtěžku energie. Během druhých pěti reakcí, fáze výplaty, fruktóza-1,6-bisfosfát vytvořený během přípravné fáze je defosforylován a štěpen, čímž se vytvoří dvě molekuly pyruvát a čtyři z ATP. Protože se používají dva ATP a čtyři se vyrábějí během glykolýzy, existuje čistá produkce dvou molekul ATP na každou spotřebovanou glukózu.

Protože glykolýza hraje ústřední roli v buněčném metabolismu, má několik kontrolních bodů. Jako většina cest je regulován během svých raných kroků. Hexokinase, the enzym že katalyzuje první reakce je inhibována jejím produktem, glukóza-6-fosfátem (G-6-P). Třetí enzym, fosfhofruktokináza (PFK), je regulován komplexně několika metabolity , a je také pod nepřímou hormonální kontrolou. Poslední glykolytický enzym, pyruvát kinázy , je regulován několika metabolity, včetně ATP, který jej inhibuje. Tyto kontrolní mechanismy mají za následek udržování konstantní zásoby ATP pro buňku, protože produkce ATP proces inhibuje a vyčerpání ATP jej aktivuje.

Aerobně dýchající články budou produkovat ještě více ATP oxidační fosforylace . Buňky, které nemohou dýchat aerobně "Buď proto, že jim chybí potřebné metabolické cesty, nebo proto, že žijí v anaerobním prostředí, to nemohou udělat." To představuje problém, protože všechny buňky musí nepřetržitě regenerovat NAD potřebný během


Je glykolýza počáteční částí kvašení, nebo kvašení následuje po glykolýze? - Biologie

Kapitola 7 Příručka pro čtení buněčného dýchání

  1. Definujte buněčné dýchání. Využívají rostliny k tvorbě ATP buněčné dýchání?
  2. Glykolýza poskytuje malé množství ATP, poté následuje jednu ze dvou cest k produkci více ATP. Jaké dvě cesty může glykolýza sledovat?
  3. Poskytuje aerobní dýchání nebo anaerobní dýchání více ATP?
  4. S jakou molekulou začíná glykolýza? Konec s? Kde probíhá glykolýza?
  5. Popište 4 hlavní kroky glykolýzy.
  6. Jaký je konečný produkt fermentace? Jak to pomáhá vytvářet ATP?
  7. Porovnejte a porovnejte fermentaci kyseliny mléčné a alkoholovou fermentaci.
  8. Pokud anaerobní cesty nejsou účinné při výrobě energie, proč je buňky stále používají?
  9. Velké množství ATP v buňce inhibuje enzymy, které katalyzují prvních pár kroků glykolýzy. Jak tato inhibice nakonec ovlivní množství ATP v buňce? Vysvětli svoji odpověď.
  10. Jaké jsou dvě hlavní fáze aerobního dýchání?
  11. Ve které části mitochondrií probíhá Krebsův cyklus? Kde se nachází řetězec přenosu elektronů?


Výhody kvašení

Níže jsou uvedeny některé z hlavních výhod fermentace pro člověka.

  • Fermentované potraviny se skládají z prospěšných mikroorganismů a probiotik, které pomáhají udržovat zdravé střevo získáváním živin z jídla.
  • Fermentace také pomáhá při neutralizaci anti-živin, jako je kyselina fytová, která se vyskytuje v ořeších, semenech, luštěninách a zrnech. Pokud to nekontrolujete, může to způsobit nedostatek minerálů v těle.
  • Kvašení kyseliny mléčné střevními bakteriemi pomáhá přeměnit amoniak na amonné ionty. Šetří tělo před škodlivými účinky amoniaku na mozek. Tento fermentační proces hraje klíčovou roli v prevenci jaterní encefalopatie.

Alkoholické nápoje

Následující alkoholické nápoje jsou připravovány procesem alkoholové fermentace v průmyslu.

  • Víno se vyrábí kvašením přírodních cukrů přítomných v hroznech.
  • Hruška a jablečný mošt se vyrábějí z přírodního cukru v hrušce a jablku podobným fermentačním procesem.
  • Eaux de vie a brandy se vyrábějí destilací ovocných kvašených nápojů.
  • Medovina se vyrábí přirozeným kvašením cukru přítomným v medu.
  • Whisky, vodka a pivo se vyrábějí fermentací obilných škrobů, která byla přeměněna na cukr enzymem amylázy.
  • Rumy se vyrábějí destilací a fermentací melasy z cukrové třtiny.

Při všech těchto procesech musí kvašení probíhat v nádobě, která umožňuje únik oxidu uhličitého, ale brání vstupu vzduchu dovnitř. Pomůže to snížit riziko kontaminace nežádoucími bakteriemi nebo plísní, protože oxid uhličitý vytváří riziko prasknutí cévy.


4.2 Glykolýza

I exergonické reakce uvolňující energii vyžadují ke svému postupu malé množství aktivační energie. Zvažte však endergonické reakce, které vyžadují mnohem více energie, protože jejich produkty mají více volné energie než jejich reaktanty. Kde se v buňce bere energie k napájení takových reakcí? Odpověď spočívá v molekule dodávající energii zvanou adenosintrifosfát nebo ATP. ATP je malá, relativně jednoduchá molekula, ale v rámci svých vazeb obsahuje potenciál pro rychlý výbuch energie, kterou lze využít k provádění buněčné práce. Tuto molekulu lze považovat za primární energetickou měnu buněk stejným způsobem, jako jsou peníze měnou, kterou si lidé vyměňují za věci, které potřebují. ATP se používá k napájení většiny buněčných reakcí vyžadujících energii.

ATP v Living Systems

Živá buňka nedokáže uložit značné množství volné energie. Přebytečná volná energie by měla za následek zvýšení tepla v buňce, které by denaturovalo enzymy a další proteiny, a tím buňku zničilo. Buňka musí být schopna bezpečně ukládat energii a uvolňovat ji pro použití pouze podle potřeby. Živé buňky toho dosahují pomocí ATP, které lze použít k naplnění jakékoli energetické potřeby buňky. Jak? Funguje jako dobíjecí baterie.

Při rozpadu ATP, obvykle odstraněním jeho koncové fosfátové skupiny, se uvolňuje energie. Tuto energii využívá buňka k práci, obvykle vazbou uvolněného fosfátu na jinou molekulu, čímž ji aktivuje. Například při mechanické práci svalové kontrakce dodává ATP energii k pohybu kontraktilních svalových proteinů.

Struktura a funkce ATP

V srdci ATP je molekula adenosinmonofosfátu (AMP), která je složena z molekuly adeninu navázané jak na molekulu ribózy, tak na jedinou fosfátovou skupinu (obrázek 4.12). Ribóza je cukr s pěti uhlíky nacházející se v RNA a AMP je jedním z nukleotidů v RNA. Přidání druhé fosfátové skupiny k této molekule jádra vede k adenosinu difosfát (ADP) adice třetí fosfátové skupiny tvoří adenosin trifosfát (ATP).

Přidání fosfátové skupiny k molekule vyžaduje velké množství energie a výsledkem je vysokoenergetická vazba. Fosfátové skupiny jsou záporně nabité, a proto se navzájem odpuzují, jsou -li uspořádány v sérii, protože jsou v ADP a ATP. Toto odpuzování činí molekuly ADP a ATP ve své podstatě nestabilní. Uvolnění jedné nebo dvou fosfátových skupin z ATP, proces nazývaný hydrolýza, uvolňuje energii.

Glykolýza

Dočetli jste se, že téměř veškerá energie, kterou živé věci používají, k nim přichází ve svazcích cukru, glukózy. Glykolýza je prvním krokem při štěpení glukózy k získání energie pro buněčný metabolismus. Mnoho živých organismů provádí glykolýzu jako součást svého metabolismu. Glykolýza probíhá v cytoplazmě většiny prokaryotických a všech eukaryotických buněk.

Glykolýza začíná šesti uhlíkovou kruhovou strukturou jedné molekuly glukózy a končí dvěma molekulami tří uhlíkového cukru zvaného pyruvát. Glykolýza se skládá ze dvou odlišných fází. V první části dráhy glykolýzy se energie používá k úpravám tak, aby molekulu cukru se šesti uhlíky bylo možné rovnoměrně rozdělit na dvě molekuly pyruvátu se třemi uhlíky. Ve druhé části glykolýzy se vyrábí ATP a nikotinamid-adenin dinukleotid (NADH) (obrázek 4.13).

Pokud buňka nedokáže molekuly pyruvátu dále katabolizovat, bude sklízet pouze dvě molekuly ATP z jedné molekuly glukózy. Například zralé savčí červené krvinky jsou schopné pouze glykolýzy, která je jejich jediným zdrojem ATP. Pokud je glykolýza přerušena, tyto buňky nakonec zemřou.


Podívejte se na video: PROROČANSTVA PATRIJARHA RUSKE ASTROLOGIJE! ČEKA NAS OVO! (Listopad 2021).