معلومة

وسيط دورة كريبس التي يمكن أن تشكل الكلوروفيل؟


كان هذا سؤالاً في اختبار في مدرستي اليوم.

س) أي وسيط من دورة كريبس يمكن أن يشكل الكلوروفيل؟

أ) حمض أوكسالوسيتيك ب) حامض الستريك ج) سكسينيل كوا د) فومارات

الإجابة كانت (ج).

كيف يمكن أن يشكل Succinyl CoA الكلوروفيل؟ كل ما وجدته كان متعلق بحلقة البورفيرين. يمكن لأي شخص أن يشرحها أو يوصي بمصدر جيد؟


تتم تغطية المعالجة القياسية لهذا الموضوع في القسم 24.4.3 من بيرج وآخرون.، متاح مجانًا عبر الإنترنت:

Succinyl CoA هو مقدمة للبورفيرين في الثدييات الخلايا عن طريق التكثيف مع الجلايسين لتكوين am-aminolevulinate كما هو موضح في هذا الرسم البياني من هذا الكتاب:

يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة ميتوكوندريا δ- أمينوليفولينات سينسيز.

لنقتبس من هذا المرجع:

يتكثف جزيئين من am-aminolevulinate لتكوين البورفوبيلينوجين ، الوسيط التالي. ثم تكثف أربعة جزيئات من البورفوبيلينوجين الرأس إلى الذيل لتشكيل رباعي بيرول خطي في تفاعل محفز بواسطة بورفوبيلينوجين ديميناز. ثم يتدهور رباعي بيرول الخطي المرتبط بالإنزيم ليشكل uroporphyrinogen III ، والذي يحتوي على ترتيب غير متماثل من السلاسل الجانبية. يتطلب رد الفعل هذا التمام. في وجود synthase وحده ، يتم إنتاج uroporphyrinogen I ، الأيزومر المتماثل غير الفيسيولوجي.

هذا موضح في الشكل 24.35 من هذا القسم ، والذي يوضح أيضًا أن uroporphyrinogen I يؤدي إلى بروتوبورفيرين IX ، سلف الدم:

فيما يتعلق بتوليف مصنع الكلوروفيل (الذي يحتوي أيضًا على حلقة بورفيرين) ، تحتوي المراجعة التي اقتبسها March Ho على البيان التالي:

يتم تجميع حلقة البورفيرين مع روابطها المزدوجة المقترنة في البلاستيدات الخضراء من ثمانية جزيئات من حمض 5-أمينوليفولينك ...

(5-aminolevulinic acid هو الاسم المفضل كيميائيا لحمض δ-aminolevulinic.)

ومع ذلك ، تستمر المراجعة في توضيح أنه على الرغم من توليف 5-aminolevulinic acid في النبات الميتوكوندريا يستخدم نفس المسار مثل الثدييات ، التي تنتج في البلاستيدات الخضراء وتستخدم لتخليق الدم الذي يؤدي إلى الكلوروفيل يستخدم مسارًا مختلفًا ، يُطلق عليه C5 المسار ، حيث - كما ذكر مارش هو - الغلوتامات هي مقدمة:

أظن أن الشخص الذي طرح السؤال هو حيوان أو عالم كيمياء حيوية اعتقد أنه سيحاول نوعًا مختلفًا من السؤال القياسي "أيهما وسيط هو مقدمة للدم" ، وغامر في المياه حيث كان بعيدًا عن أعماقه.


هذا سؤال ضعيف الإعداد. إذا تم استخدام أي عضو من أعضاء دورة كريبس كمواد خام في مسار التخليق الحيوي ، فسيتبع ذلك أن جميع الأعضاء الآخرين هم أيضًا جزء من نفس مسار التخليق الحيوي ، نظرًا لأنهم جزء من نفس الدورة.

يعد المسار الكامل للتخليق الحيوي للكلوروفيل عملية معقدة للغاية ، وهناك العشرات إن لم يكن المئات من الخطوات والإنزيمات المختلفة المتضمنة. هذه إحدى الأوراق التي تحاول تغطية القضية.

باختصار ، يتم إنشاء منطقة حلقة البورفيرين للكلوروفيل من الغلوتامات ، ويتم إنشاء منطقة ذيل phytyl من الكلوروفيل عبر مسار تخليق الفيتول ، عبر مسار فوسفات الجيرانيل


التنفس في النباتات: المعنى والآلية | علم النبات

نعلم أنه أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية ، ويتم تخزينها في جزيئات الكربوهيدرات ، مثل الجلوكوز والنشا. تستفيد الكائنات الحية من هذه الطاقة في أنشطتها عن طريق أكسدة جزيئات الطعام عالية الطاقة هذه إلى جزيئات بسيطة منخفضة الطاقة ، أي ثاني أكسيد الكربون والماء.

تُعرف التفاعلات التي تدخل في عملية الأكسدة بالتنفس. تسمى المركبات التي تتأكسد أثناء عملية التنفس ركائز الجهاز التنفسي.

من الناحية الفنية ، يتم تعريف التنفس على النحو التالي:

هذه عملية تقوم من خلالها الخلايا الحية بتكسير جزيئات الطعام المعقدة عالية الطاقة إلى جزيئات بسيطة منخفضة الطاقة ، أي ثاني أكسيد الكربون2 و ح2O ، إطلاق الطاقة المحبوسة داخل الروابط الكيميائية.

يتم توفير الطاقة المنبعثة أثناء أكسدة المركبات الغنية بالطاقة لأنشطة الخلايا من خلال مركب وسيط يسمى أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP).

أثناء عملية التنفس ، لا يتم إطلاق كل الطاقة الموجودة في ركائز الجهاز التنفسي دفعة واحدة. يتم إطلاقه ببطء في عدة خطوات من التفاعلات التي تتحكم فيها إنزيمات مختلفة.

يحدث التنفس في جميع أنواع الخلايا الحية ، ويطلق عليه عمومًا التنفس الخلوي. أثناء عملية التنفس ، يتم استخدام الأكسجين وثاني أكسيد الكربون2 يتم إطلاق الماء والطاقة كمنتجات. يتم استخدام الطاقة المنبعثة في العديد من الأنشطة التي تتطلب طاقة من الكائنات الحية ، ويتم استخدام ثاني أكسيد الكربون المنطلق أثناء التنفس في التخليق الحيوي للجزيئات الأخرى في الخلية.

كما نعلم ، تتطلب عمليات الحياة المهمة ، مثل تخليق البروتينات والدهون والكربوهيدرات ، إنفاقًا معينًا للطاقة. من أين تأتي هذه الطاقة ، وكيف يتم تخزينها ، وكيف يتم إتاحتها للخلية الحية ، بعض الأسئلة التي يجب الإجابة عليها عن طريق عملية التنفس.

يمكن تلخيص التفاعل الذي يحدث في التنفس المشترك للجلوكوز على النحو التالي:

هنا ، يتم تحرير 686 كيلو كالوري أو 2870 كيلو جول من الطاقة لكل جزيء من الجلوكوز. في السابق ، كانت هذه القيمة المحسوبة 673 سعرة حرارية. كيلو كالوري واحد يساوي 1000 سعرة حرارية. هذا يعني أن جزيءًا واحدًا من الجلوكوز عند الأكسدة الكاملة ينتج 686 كيلو كالوري (كيلو كالوري) من الطاقة (أي 686000 سعرة حرارية).

الحقائق الرئيسية المرتبطة بالتنفس هي:

أ. استهلاك الأكسجين الجوي.

ب. أكسدة وتحلل جزء من الطعام المخزن يؤدي إلى فقدان الوزن الجاف كما يظهر في البذور التي تنبت في الظلام.

ج. تحرير ثاني أكسيد الكربون وكمية صغيرة من الماء (حجم ثاني أكسيد الكربون2 المحررة يساوي حجم O2 مستهلك).

د. إطلاق الطاقة عن طريق تكسير الأطعمة العضوية (مثل الكربوهيدرات).

ركائز الجهاز التنفسي هي تلك المواد العضوية التي تتأكسد أثناء التنفس. وهي مركبات عالية الطاقة وتسمى ركائز الجهاز التنفسي. قد تكون كربوهيدرات ودهون وبروتينات. تعتبر الكربوهيدرات ، مثل الجلوكوز والفركتوز (السداسيات) والسكروز (السكاريد) أو النشا ، والأنولين ، والهيميسليلوز (عديد السكاريد) ، وما إلى ذلك ، ركائز الجهاز التنفسي الرئيسية.

إلى جانب ذلك ، تستخدم الدهون كركائز تنفسية من قبل مجموعة متنوعة من الكائنات الحية لأنها تحتوي على طاقة أكثر من الكربوهيدرات.

في حالات نادرة ، عندما يتم استنفاد احتياطيات الكربوهيدرات ، تعمل الدهون والبروتينات أيضًا كركائز تنفسية. أطلق بلاكمان على الأكسدة التنفسية للبروتين البروتوبلازمي التنفس البروتوبلازمي ، بينما أكسدة الكربوهيدرات هي التنفس العائم.

هناك نوعان رئيسيان من التنفس:

(ط) التنفس الهوائي:

يؤدي هذا النوع من التنفس إلى الأكسدة الكاملة للأغذية المخزنة (المواد العضوية) في وجود الأكسجين ، ويطلق ثاني أكسيد الكربون والماء وكمية كبيرة من الطاقة الموجودة في الركيزة التنفسية. يوجد هذا النوع من التنفس بشكل عام في الكائنات الحية الأعلى.

المعادلة الشاملة هي:

(2) التنفس اللاهوائي:

يحدث هذا النوع من التنفس في حالة الغياب التام للأكسجين. في حالة عدم وجود الأكسجين الحر ، فإن العديد من أنسجة النباتات العليا ، والبذور المخزنة ، والفاكهة السمين ، والنباتات النضرة ، مثل الصبار ، تأخذ مؤقتًا نوعًا من التنفس ، يسمى التنفس اللاهوائي. يحدث هذا التنفس بشكل عام في الكائنات الحية السفلية مثل البكتيريا والفطريات.

ينتج عن هذا أكسدة غير كاملة للأغذية المخزنة وتكوين ثاني أكسيد الكربون وكحول الإيثيل ، وأحيانًا أيضًا أحماض عضوية مختلفة ، مثل الماليك والليمون والأكساليك والطرطريك ، إلخ. يتم إطلاق القليل جدًا من الطاقة من خلال هذه العملية للحفاظ على نشاط البروتوبلازم.

المعادلة كالتالي:

تُعرف عملية الأكسدة في الميكروبات بالتخمير. هذا مشابه تمامًا للتنفس اللاهوائي في حالة النباتات العليا.

4. آلية التنفس:

هناك مرحلتان رئيسيتان للتنفس:

أثناء عملية التنفس ، يتم تحويل الكربوهيدرات إلى حمض البيروفيك من خلال سلسلة من التفاعلات الأنزيمية. تُعرف هذه السلسلة من التفاعلات باسم تحلل السكر الذي يحدث في العصارة الخلوية.

الآن ، يدخل حمض البيروفيك الميتوكوندريا ، حيث تحفز العديد من الإنزيمات التفاعلات ، ويتحول حمض البيروفيك أخيرًا إلى ثاني أكسيد الكربون.2 و الماء. تُعرف هذه السلسلة من التفاعلات الأنزيمية بدورة كريبس (على اسم مكتشفها السير هانز أدولف كريبس (1900-1981) ، الحائز على جائزة نوبل عام 1953) ، أو حمض التريكاربوكسيل (TCA) أو دورة حمض الستريك.

التحلل السكري هو مصطلح يستخدم لوصف سلسلة متتابعة من التفاعلات الموجودة في مجموعة متنوعة من الأنسجة التي تبدأ بسكر سداسي (الجلوكوز عادة) وتنتهي بحمض البيروفيك. نشأ هذا المصطلح من الكلمات اليونانية ، glycos = sugar and lysis = splitting.

تم اكتشاف مخطط تحلل السكر من قبل ثلاثة علماء ألمان ، جوستاف إمبدن ، أوتو مايرهوف وجي بارناس ، وبالتالي يشار إليها باسم مسار EMP ، بعد اختصار أسمائهم الأخيرة.

التحلل السكري هو المرحلة الأولى في تكسير الجلوكوز وهو شائع لجميع الكائنات الحية. هذا يعني أن تحلل السكر شائع في كل من أنماط التنفس الهوائية واللاهوائية. في الكائنات اللاهوائية ، هذه عملية في التنفس فقط. يحدث تحلل السكر في سيتوبلازم الخلايا. خلال هذه العملية ، يخضع الجلوكوز للأكسدة الجزئية لتكوين جزيئين من حمض البيروفيك.

في النباتات ، يُشتق الجلوكوز من السكروز ، وهو المنتج النهائي لتفاعلات الكربون الضوئية (المعروفة أيضًا باسم التفاعلات الداكنة) أو من الكربوهيدرات المخزنة.

يتم تحويل السكروز إلى جلوكوز وسكر الفواكه بواسطة إنزيم إنفرتيز. الآن ، يدخل هذان السكاريدان الأحاديان (أي الجلوكوز والفركتوز) في تحلل السكر أو مسار EMP.

الخطوات الرئيسية لمسار تحلل السكر هي كما يلي:

يتم إجراء تحلل السكر باتباع خطوات مختلفة:

أ. فسفرة السكر (أي الفسفرة الأولى):

يتم فسفرة الجلوكوز والفركتوز لينتج الجلوكوز -6-الفوسفات والفركتوز -6-الفوسفات ، على التوالي ، عن طريق نشاط إنزيم هكسوكيناز ، في وجود ATR ، ثم يتشابه شكل الجلوكوز الفسفوري لإنتاج الفركتوز-6-الفوسفات. تتم عملية التشابك بمساعدة إنزيم إيزوميراز فسفوهكسوز.

الخطوات الأخرى لعملية التمثيل الغذائي للجلوكوز والفركتوز متشابهة تمامًا.

المعادلات كالتالي:

ب. فسفرة الفركتوز 6 فوسفات (أي الفسفرة الثانية):

الآن ، الفركتوز -6-الفوسفات هو فسفرته وسكر الفواكه -1 ، 6-بيسفوسفات ينتج بفعل إنزيم فوسفوفركتوكيناز في وجود ATP.

الآن ، ينقسم الفركتوز- 1 ، 6-بيسفوسفات إلى جزيئين من ثلاثي فوسفات ، أي 3-فوسفوجلايسيرالديهيد (PGAL) وفوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون (Di HAP) ، وهما قابلين للتحويل.

د. نزع الهيدروجين التأكسدي:

بعد تكوين 3-phosphoglycerldehyde (PGAL) ، يدخل مسار حال السكر في مرحلة الحفاظ على الطاقة. هنا ، يتأكسد إلى حمض الكربوكسيل ، أي 1،3-بيسفوسفوجليسيرات ، ويتم تقليل NAD إلى NADH.

ه. تشكيل ATP:

في الخطوة التالية من تحلل الجلوكوز ، يتم تكوين 3-فوسفوجليسيرات من 1 ، 3-بيسفوسفوجليسيرات عن طريق النشاط الأنزيمي لكيناز الفوسفوجليسيرات ، ويتم إنشاء ATP أثناء هذه العملية. يُطلق على التوليف المباشر لـ ATP من المستقلبات الوسيطة اسم الفسفرة على مستوى الركيزة.

هذا النوع من تكوين ATP ، حيث يتم نقل مجموعة الفوسفات مباشرة من الركيزة إلى ADP لتكوين ATP ، يختلف عن ATP الذي ينتجه تخليق ATP أثناء الفسفرة المؤكسدة في الميتوكوندريا أو في البلاستيدات الخضراء (أثناء الفسفرة الضوئية في عملية التمثيل الضوئي).

F. الأيزومرات:

في الخطوة التالية ، يتحول 3-فوسفوجليسيرات إلى أيزومير 2-فوسفوجليسيرات عن طريق النشاط التحفيزي لإنزيم فسفوجليسيروموتاز.

في الخطوة اللاحقة ، يتحول 2-phosphoglycerate إلى phosphoenol pyruvate (PEP) في وجود إنزيم pyruvate kinase ويحرر ATP.

ح. توليد واستخدام ATP أثناء تحلل السكر:

أثناء مسار تحلل السكر ، يتم إنتاج جزيئات ATP على النحو التالي:

(ط) النقل المباشر للفوسفات إلى ATP.

(2) أكسدة NADH الناتجة أثناء مسار تحلل السكر إلى NAD +.

أنا. في نهاية مكاسب تحلل السكر الصافي لـ ATP:

(ط) أثناء تحلل السكر ، يتم تكوين جزيئين ثلاثي الفوسفات من جزيء جلوكوز واحد ، ويتم إنتاج 4 جزيئات ATP.

(2) من أصل 4 جزيئات ATP ، يتم استخدام 2 من جزيئات ATP في الخطوات القليلة الأولى في تحويل الجلوكوز إلى فركتوز -1 ، 6 ثنائي فوسفات.

(3) علاوة على ذلك ، يتم إنتاج ثلاثة جزيئات ATP من أكسدة كل من جزيئين من NADH يتم إنتاجهما أثناء هدم الجلوكوز.

(4) إجمالاً ، يحدث ربح صافٍ قدره 8 جزيئات أثناء عملية تحلل السكر.

(5) ومع ذلك ، في التنفس اللاهوائي ، لا يتم تحويل NADH + H ^ إلى ATP ، وبالتالي ، يتم إنتاج جزيئين فقط من ATP.

5. نزع الكربوكسيل المؤكسد حمض بيروفيك:

(أكسدة هوائية لحمض بيروفيك)

الآن ، يتم نقل حمض البيروفيك المتولد في السيتوبلازم من خلال تحلل السكر إلى الميتوكوندريا. هذا هو بدء المرحلة الثانية من التنفس. بمجرد دخول حمض البيروفيك إلى الميتوكوندريا ، تتأكسد إحدى ذرات الكربون الثلاث لحمض البيروفيك إلى ثاني أكسيد الكربون في تفاعل يسمى نزع الكربوكسيل المؤكسد.

هنا ، يتم نزع الكربوكسيل أولاً من البيروفات ، ثم يتأكسد بعد ذلك بواسطة إنزيم البيروفات ديهيدروجينيز. يتكون هذا الإنزيم من ديكاربوكسيلاز وحمض ليبويك و TPP و transacetylase و Mg +2.

يعمل Acetyl Co-A كمدخل أساسي لدورة كريبس.

المعادلة كالتالي:

يمكن أن يدخل Acetyl Co-A في الميتوكوندريا بينما لا يمكن لحمض البيروفات.

6. دورة كريبس :

اكتشف السير هانز أدولف كريبس دور البيروفات في تحويل هيدروجين الجلوكوز إلى فومارات. اكتشف ، في عام 1937 ، دورة حمض الكربوكسيل (أي دورة TCA) ، والمعروفة أيضًا باسم دورة حمض الستريك أو دورة كريبس. تحدث دورة حامض الستريك في مصفوفة الميتوكوندريا. تتضمن هذه الدورة عمليتي إزالة الكربوكسيل وأربع عمليات نزع الهيدروجين.

الخطوات المختلفة لهذه التفاعلات هي كما يلي:

نقطة البداية لدورة كريبس هي دخول أسيتيل Co-A في تفاعل لتكوين حامض الستريك. أوضح كريبس هذه الدورة ، وشرح كيفية تقسيم البيروفات إلى ثاني أكسيد الكربون2و ح2O. لهذا العمل الرائد حصل كريبس على جائزة نوبل في عام 1953.

في أول تفاعل لدورة كريبس ، يتحد جزيء واحد من أسيتيل Co-A مع 4-carbon oxaloacetic acid (OAA) وينتج عن ذلك 6-carbon citric acid ، ويتم إطلاق Co-A. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة إنزيم سيترات سينسيز.

الآن ، يتم تحويل السترات (حمض الستريك) إلى isocitrate (حمض isocitric).

يتم تحويل حمض الأكونيت Cis إلى حمض isocitric مع إضافة الماء في وجود الحديد المحتوي على إنزيم الأكونيتاز.

خلال دورة حمض الستريك (دورة كريبس) يتم تقليل 3 جزيئات من NAD + وجزيء واحد من FAD (Flavin Adenine Dinucleotide) لإنتاج NADH و FADH2، على التوالى.

خلال دورة حمض الستريك يتم إنتاج NADH و FADH. الآن ، هم مرتبطون بنظام نقل الإلكترون (ETS) وينتجون ATP عن طريق الفسفرة المؤكسدة.

يمكن تلخيص ذلك في المعادلة التالية:

في نهاية دورة كريبس ، يتأكسد جزيء الجلوكوز تمامًا. من جزيء جلوكوز واحد ، يتم تكوين جزيئين من حمض البيروفيك. بعد أكسدة جزيء حمض البيروفيك ، ثلاثة CO2 يتم تحرير الجزيئات. وهكذا ، في جميع جزيئات ثاني أكسيد الكربون الستة2 تم إصدارها.

نظام نقل الإلكترون (ETS):

بحلول نهاية دورة كريبس ، يتأكسد جزيء الجلوكوز تمامًا ، لكن الطاقة لا تتحرر حتى NADH و FADH2 الأكسدة من خلال نظام نقل الإلكترون (ETS). يُطلق على المسار الأيضي الذي يمر من خلاله الإلكترون من حامل إلى آخر ، نظام نقل الإلكترون (ETS). يُعرف نظام نقل الإلكترون أيضًا بسلسلة نقل الإلكترون أو سلسلة الميتوكوندريا التنفسية.

يتكون نظام نقل الإلكترون من سلسلة من الإنزيمات المساعدة والسيتوكرومات التي تشارك في مرور الإلكترونات من مادة كيميائية إلى متقبلها النهائي. يحدث مرور الإلكترونات من إنزيم واحد أو سيتوكروم إلى التالي مع فقدان الطاقة في كل خطوة. يعمل نظام نقل الإلكترون في غشاء الميتوكوندريا الداخلي.

تشتمل ناقلات الإلكترون على مركبات الفلافين ومركبات كبريت الحديد والكينون والسيتوكرومات. معظمهم عبارة عن مجموعات اصطناعية من البروتينات.

يتكون نظام نقل الإلكترون في الميتوكوندريا من أربعة مجمعات توجد في قواعد الجسيمات المطاردة في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا ، وأيضًا يوبيكوينون (UQ) أو الإنزيم المساعد Q والسيتوكروم ج التي لا ترتبط بالجسيمات المطاردة ولكنها تعمل كحاملات إلكترون متنقلة بين المجمعات.

يتكون من NADH-dehydrogenase أو اختزال NADH-Q الذي يحتوي على بروتين فلافوبروتين FMN (فلافين أحادي نيوكليوتيد) ويرتبط ببروتينات الحديد والكبريت (Fe-S). هذا المركب مسؤول عن تمرير الإلكترونات (أيضًا البروتونات) من الميتوكوندريا NADH إلى يوبيكوينون (UQ) ، الموجود داخل غشاء الميتوكوندريا الداخلي.

يتكون من نازعة هيدروجين السكسينات الذي يحتوي على فلافوبروتين FAD (فلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد) في مجموعته الاصطناعية ويرتبط ببروتينات الحديد والكبريت غير الهيم (Fe S).

يستقبل هذا المركب الإلكترونات (أيضًا البروتونات) من حمض السكسينيك (الذي يتأكسد في دورة كريبس لتكوين حمض الفوماريك) ويمررها إلى يوبيكوينون (UQ). يتلقى Ubiquinone أيضًا مكافئات مختزلة عبر FADH2 التي يتم إنشاؤها أثناء أكسدة السكسينات ، من خلال نشاط الطاقة نازعة هيدروجين السكسينات ، في دورة كريبس.

يتكون من يوبيكوينول ، سيتوكروم سي وسيتوكروم قبل الميلاد1 يسمى ubiquinone المختزل ubiquinol. هنا يتأكسد يوبيكوينول بنقل الإلكترونات إلى السيتوكروم ج عبر السيتوكروم قبل الميلاد.1. السيتوكروم ج عبارة عن بروتين صغير متصل بالسطح الخارجي للغشاء الداخلي للميتوكوندريا ويعمل كحامل متنقل لنقل الإلكترونات بين المركب III والمركب IV.

هذا المجمع يسمى QH2- مركب اختزال السيتوكروم ج. هذا يحمل ثلاثة مكونات ، أي السيتوكروم ب ، وكبريت الحديد غير الهيم (Fe & # 8211 S) ، والسيتوكروم ج.1. يشارك الإنزيم المساعد Q أيضًا بين Fe-S و cytochrome c1.

المعادلات كالتالي:

الآن ، السيتوكروم ج ، ينقل الإلكترونات إلى cy c. مثل الإنزيم المساعد Q ، فإن cy c هي أيضًا حامل متنقل للإلكترونات.

يعرف بمركب السيتوكروم سي أوكسيديز. هذا يحتوي على السيتوكروم أ و أ3، إلى جانب مركزين من النحاس. يستقبل هذا المركب الإلكترونات من السيتوكروم ج ويمررها إلى 1/2 O. وهناك حاجة إلى بروتونات ويتكون جزيء Hp (أكسدة نهائية). هنا يا2 هو المتقبل النهائي للإلكترونات. يتحد مع البروتونات لتكوين الماء الأيضي أو ماء الجهاز التنفسي.

عندما يتم نقل الإلكترونات من حاملة إلى حاملة تالية عبر المجمعات من 1 إلى IV في نظام نقل الإلكترون (ETS) ، فإنها تقترن بمركب إنزيم سينسيز ATP لإنتاج ATP من ADP والفوسفات غير العضوي (iP).

هنا ، يعتمد عدد جزيئات ATP التي تم تصنيعها خلال ETS ، على طبيعة المتبرع بالإلكترون. ينتج عن أكسدة جزيء واحد من NADH 3 جزيئات من ATP وجزيء واحد من FADH2 ينتج 2 جزيء من ATP. يسمى مجمع سينسيز ATP المركب V.

أثناء نقل الإلكترونات ، تنقسم ذرات الهيدروجين إلى بروتونات وإلكترونات. يتم نقل الإلكترونات بواسطة السيتوكرومات. قبل المرحلة الأخيرة ، حيث يتم قبول ذرة الهيدروجين بواسطة الأكسجين لتكوين الماء ، تتحد الإلكترونات مرة أخرى مع بروتوناتها. يعمل الأكسجين كمستقبل نهائي للهيدروجين.

الفسفرة التأكسدية:

تسمى العملية برمتها ، حيث يسمح الأكسجين بشكل فعال بإنتاج ATP عن طريق فسفرة ADP ، باسم الفسفرة المؤكسدة. بمعنى آخر ، يُطلق على تخليق ATP الفسفرة ، وحيث أنه يحدث في وجود الأكسجين ، يُسمى الفسفرة المؤكسدة.

الإنزيم المطلوب لتخليق ATP يسمى سينسيز ATP. هذا يقع في F1، أو قطعة الرأس من F0 - F1 أو الجسيمات الأولية. يصبح إنزيم سينسيز ATP نشطًا في تكوين ATP ، حيث يوجد تدرج بروتوني يوفر تركيزًا أعلى من H2.

يتكون ATP synthase ، المعروف أيضًا باسم المركب V ، من مكونين رئيسيين ، أي F1، و F.0. يقع طراز F1 غطاء الرأس عبارة عن مركب بروتين غشائي محيطي ويحتوي على موقع ATP من ADP والفوسفات غير العضوي (iP).

وحيث أن ف0 عبارة عن مركب غشائي متكامل من بروتين الميتوكوندريا يشكل القناة التي تعبر من خلالها البروتونات الغشاء الداخلي. يقترن مرور البروتونات عبر القناة بالموقع التحفيزي لـ F.1 مكون لإنتاج ATP.

أكسدة جزيء واحد من NADH2 ينتج 3 جزيئات ATP في حين أن أكسدة مماثلة لـ FADH2 ينتج 2 جزيء ATP.

أكسدة الجلوكوز الكاملة إلى CO2 ويظهر الماء أن هناك مكاسب صافية قدرها 38 ATP. ينتج كل NADH + H + 3 جزيئات ATP ، بينما ينتج FADH2 تشكل جزيئين فقط من ATP في نهاية التفاعل.

وبالتالي ، فإن المكسب الكلي لـ ATP في التنفس الهوائي هو كما يلي:

ومع ذلك ، في معظم الخلايا حقيقية النواة ، يلزم جزيئين من ATP لنقل NADH المنتج في تحلل السكر إلى الميتوكوندريا لمزيد من الأكسدة ، وبالتالي ، فإن صافي ربح ATP هو 36 جزيء.

أهمية دورة كريبس:

أ. خلال دورة كريبس ، يتم الحصول على الهياكل العظمية الكربونية لاستخدامها في نمو الخلية وصيانتها.

ب. يتم تشكيل العديد من المركبات الوسيطة التي تستخدم في تخليق الجزيئات الحيوية الأخرى ، مثل الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات والكلوروفيل والسيتوكرومات والدهون.

ج. خلال هذا المسار ، يتم تصنيع الأحماض الأمينية من حمض ألفا كيتوجلوتاريك وحمض البيروفيك وحمض أوكسالو أسيتيك.

د. هنا يعمل succinyl Co-A كجزيء بدء لتخليق الكلوروفيل.

ه. دورة كريبس هي المسار الرئيسي لتوليد جزيئات ATP ، والتي تجعل طاقة الخلية عملة.

F. يتم تحرير الطاقة من الجلوكوز ، ويتم استخدامها في العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية.

ز. يتم إنتاج الفينول والأنثوسيانين وما إلى ذلك من الأسيتيل Co-A ، بينما تتكون الأحماض الدهنية من الجلسرين.

ح. يتكون حمض الجلوتاميك من حمض ألفا كيتوجلوتاريك حمض الأسبارتيك من حمض الأكسالوسيتيك ، والألانين من حمض الأسبارتيك.

أنا. تستخدم الأحماض الأمينية في تخليق البروتينات والأحماض النووية والبورينات والبيريميدين.

ي. يحمل Succinyl Co-A تخليق مركبات البيرول من الكلوروفيل ، السيتوكروم والفيتوكروم.

ك. ترتبط دورة كريبس مباشرة بعملية التمثيل الغذائي للنيتروجين ، وحمض ألفا كيتوجلوتاريك ، وسيط دورة كريبس هو أول جزيء متقبل لـ NH3 تشكيل حمض أميني ، حمض الجلوتاميك. تبدأ تفاعلات التحويل المختلفة من حمض الجلوتاميك في تكوين أحماض أمينية مختلفة تتكثف في النهاية لتشكيل البروتينات.

ل. ترتبط دورة كريبس أيضًا ارتباطًا وثيقًا بعملية التمثيل الغذائي للدهون. يمكن تحويل فوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون المنتج في تحلل السكر إلى جلسرين عبر الجلسرين -3 فوسفات والعكس بالعكس. بعد أكسدة بيتا ، تؤدي الأحماض الدهنية إلى ظهور وحدات 2-C نشطة ، وهي الأسيتيل Co-A الذي يدخل في دورة كريبس.


أحماض دورة كريبس

حمض ألفا كيتوجلوتاريك ، حمض الماليك ، حمض الفوماريك ، حمض السكسينيك ، حامض الستريك ، حمض البيروفيك ، حمض البانتوثينيك

هذه الأحماض هي مركبات وسيطة توجد في دورة كريبس وهي ضرورية لتوليد الطاقة الخلوية لوقود الأنسجة. يمكن أن يؤدي استكمال أحماض دورة كريبس الأساسية هذه في وجود عوامل مساعدة مغذية إلى تمكين دورة كريبس المكتملة جزئيًا حتى تكتمل. يمكنهم منع وإزالة المنتجات الثانوية الضارة التي تتولد من إنتاج الطاقة غير الطبيعي في الميتوكوندريا. ويمكنهم تحفيز إنتاجية عالية من ATP من الميتوكوندريا للحصول على طاقة الأنسجة.

قد يكون من المستحسن استكمال مصادر وقود دورة كريبس لأغراض مختلفة. يمكن أن تساعد في تصحيح بعض الاضطرابات الأيضية التي تنتج عن إنتاج طاقة غير طبيعي في الميتوكوندريا. يمكن أن توفر ميزة ergogenic في الأداء الرياضي من خلال توليد طاقة العضلات ، وزيادة القدرة الهوائية ومنع التعب. قد تكون أكثر فائدة لتحسين الأداء الرياضي عند استخدامها مع القلويات التي تمنع تراكم حمض اللاكتيك في الأنسجة العضلية وتحسن أكسجة الأنسجة.

حمض ألفا كيتوجلوتاريك (AKG)

يلعب حمض ألفا كيتوجلوتاريك دورًا حيويًا في دورة إنتاج الطاقة في كريبس. كسلعة للحمض الأميني ، حمض الجلوتاميك ، يعمل AKG على استقرار مستويات الجلوكوز في الدم أثناء التمرين. يفيد حمض ألفا كيتوجلوتاريك الرياضي من خلال دعم تخليق البروتين ، مما يسمح بتمارين أطول وأكثر كثافة ، ومن خلال تعزيز توازن النيتروجين الصحي.

وجدت الدراسات التي أجريت على المرضى الذين عولجوا مع ألفا كيتو جلوتارات التكميلي بعد الجراحة تأثيرًا يحافظ على النيتروجين وتقليل فقدان كتلة الجسم النحيل. يساعد حمض ألفا كيتوجلوتاريك في تقليل مستويات الأمونيوم التي قد تتداخل مع أداء التمرين. أظهرت الدراسات أن الأمونيا المتكونة في العضلات والكلى والدماغ تتحد مع ألفا كيتوجلوتارات و L-glutamate لتقليل سمية الأمونيا. (31-33) ، (16-18).

حمض الماليك

يعمل حمض الماليك كعامل مساعد في دورة كريبس لزيادة إنتاج الطاقة من حرق حمض البيروفيك. يساعد حمض الماليك أيضًا في استعادة التمرينات من خلال مقاومة تراكم حمض اللاكتيك. تم الإبلاغ عن أن مكملات حمض الماليك مفيدة في متلازمة التعب المزمن عن طريق تقليل أعراض التعب المستمر ، وآلام عضلية العضلات وآلام تشبه التهاب المفاصل.

حمض فوماريك

حمض الفوماريك هو الأيزومر العابر لحمض الماليك الذي يدخل في دورة حمض الستريك. إنه منتج ثانوي في مراحل معينة من دورة الأرجينين واليوريا والتخليق الحيوي البيورين. في الأفراد الأصحاء ، يتكون حمض الفوماريك في الجلد من التعرض لأشعة الشمس. يؤدي نقص حمض الفوماريك إلى تراكم أنصاف المنتجات الأيضية التي قد تكون مسؤولة عن التسبب في الآفات الجلدية لمرض الصدفية. يعاني مرضى الصدفية من خلل كيميائي حيوي لا ينتجون فيه ما يكفي من حمض الفوماريك ، مما يتطلب التعرض لأشعة الشمس لفترات طويلة. تسبب إعطاء حمض الفوماريك للأفراد الذين يعانون من الصدفية في القضاء التدريجي على الأعراض. (40-47) ، (25-32)

حمض السكسينيك

حمض السكسينيك ، مثله مثل المركبات الوسيطة لدورة كريبس الأخرى ، هو مسار دخول للمستقلبات الأخرى في الدورة ويشارك في مجموعة متنوعة من الإجراءات البيولوجية المهمة. بالإضافة إلى نشاطه الإنزيمي ، فهو يتحد مع البروتين لإعادة بناء الألياف العضلية والنهايات العصبية ، ويساعد في مكافحة العدوى. أظهر الأفراد المصابون بمتلازمة التعب المزمن مستويات منخفضة من حمض السكسينيك في بولهم.
يتم استقلاب العديد من الأحماض الأمينية في حمض السكسينيك ، مما يوفر مصدرًا للطاقة اللاهوائية والهوائية. لقد ثبت أن الأحماض الأمينية التي يتم استقلابها في حمض السكسينيك مهمة في إمداد القلب بالوقود لتقلصات عضلة القلب في ظل ظروف انخفاض الأكسجين. يمكن أكسدة الحمض الأميني GABA إلى حمض السكسينيك لإنتاج الطاقة الخلوية ، أو تقليله إلى GHB ، اعتمادًا على احتياجات التمثيل الغذائي للجسم. (48-50) ، (33-35)

حمض الستريك

يحتل حمض الستريك ، وهو حمض عضوي طبيعي موجود إلى حد ما في جميع الأنسجة النباتية والحيوانية ، موقعًا محوريًا في دورة كريبس. بعد أكسدة البروتينات والدهون والكربوهيدرات والأحماض الأمينية إلى أنزيم أسيتيل أ ، يتم دمج الوحدة الفرعية لحمض الأسيتيك في أسيتيل CoA مع أوكسالو أسيتات لتكوين جزيء من السترات. يعمل الإنزيم المساعد أسيتيل كناقل لحمض الأسيتيك من إنزيم إلى آخر.

تم عزل حمض الستريك لأول مرة من قبل عالم الكيمياء الحيوية الألماني ، كارل فيلهلم ستيل في عام 1784 ، ويحظى حمض الستريك اليوم باحترام واسع النطاق لتخفيف حالات التعب ، وسوء الهضم ، والتهابات البرد والإنفلونزا ، والربو ، وارتفاع ضغط الدم ، وترسبات الكوليسترول في الأوعية الدموية.

حمض البيروفيك

حمض البيروفيك هو حمض كيتوني ثلاثي الكربون ينتج في المراحل النهائية من تحلل السكر. في الميتوكوندريا ، يتم إما تقليل حمض البيروفيك إلى اللاكتات في السيتوبلازم ، أو يتأكسد إلى أسيتيل CoA.

أظهرت الأبحاث أن تناول البيروفات (ملح حمض البيروفيك) يمكن أن يزيد من قدرة العضلات على التحمل ويعزز فقدان الدهون. يبدو أن حمض البيروفيك يزيد أيضًا من كمية الجلوكوز التي تدخل خلايا العضلات من الدورة الدموية. تؤدي قدرة حمض البيروفيك هذه إلى زيادة الطاقة المتاحة على الفور ، بالإضافة إلى زيادة مستويات الجليكوجين في العضلات المخزنة من أجل الطاقة المستقبلية. أظهرت الأبحاث أن حمض البيروفيك يزيد من قدرة العضلات على التحمل ويحسن كفاءة القلب.

في إحدى الدراسات ، وجد أن حمض البيروفيك يزيد من استخلاص الجلوكوز بنسبة 300٪ تقريبًا والجليكوجين العضلي بنسبة 50٪ بعد ساعة واحدة من التمرين. ووجد الباحثون أن قدرة تحمل الذراع زادت بنسبة 150٪ وتحمل الساق بنسبة 60٪. وجدت دراسة أخرى أجريت في كلية الطب بجامعة بيتسبرغ أن حمض البيروفيك أنتج قدرًا كبيرًا من فقدان الوزن وفقدان الدهون لدى النساء البدينات عند اتباع نظام غذائي سائل منخفض السعرات الحرارية. هناك آليتان محتملتان يعزز من خلالهما حمض البيروفيك كلا من الدهون وفقدان الوزن من خلال زيادة معدل الأيض أثناء الراحة واستخدام الدهون. (51-56) ، (36-41).

حمض البانتوثنيك

فيتامين ب 5 مطلوب لتخليق الإنزيم المساعد أ. وقد ثبت أن مكملات البانثينين (البانتوثينات المرتبطة بالسيستامين) تقلل من ارتفاع نسبة الدهون في الدم لدى البشر. من المفترض أن هذا الإجراء ناتج عن التوليف المتسارع للأنزيم المساعد أ. وقد أنتج أيضًا تأثيرًا مضادًا لعدم انتظام ضربات القلب في قلوب الحيوانات عن طريق زيادة تخليق ATP. وجدت دراسة أجريت على عدائي مسافات النخبة الذين تم إعطاؤهم جرامين من حمض البانتوثنيك يوميًا لمدة أسبوعين انخفاضًا بنسبة 17٪ في تراكم حمض اللاكتيك و 7٪ انخفاض في استهلاك الأكسجين أثناء التمرينات الطويلة والمضنية. (57-61) ، (42-46)

ملخص

دورة كريبس عبارة عن نظام بليغ وأساسي مصمم لتوليد كميات كبيرة من الطاقة الخلوية اللازمة للحياة. يؤدي اضطراب دورة كريبس ، سواء كان ذلك بسبب نقص في ركائز الطاقة ، أو حالات المرض المكتسبة أو الموروثة ، أو الإجهاد البدني ، إلى تثبيط إنتاج الطاقة الطبيعية ويساهم في مجموعة واسعة من الاضطرابات والأعراض الأيضية.

يمكن أن يساعد استخدام أحماض دورة كريبس التكميلية ومخازن مكافحة التعب في إدارة ركائز طاقة الميتوكوندريا وزيادة إنتاج الطاقة الخلوية. يمكن أن يكون هذا النهج الغذائي مفيدًا للرياضيين ، وأي شخص يتقدم في السن ، وكذلك أولئك الذين يعانون من اضطرابات التمثيل الغذائي التي تسببها أمراض الميتوكوندريا الوراثية أو الأمراض المكتسبة ، مثل مرض الزهايمر ومتلازمة التعب المزمن (CFS).


أسئلة الاختيار من متعدد BISE شهادة الثانوية البيولوجية للفصل التاسع الفصل 07

مبروك - لقد أكملت الدرجة التاسعة - علم الأحياء
الفصل رقم 07
.

لقد أحرزت ٪٪ SCORE ٪٪ من ٪٪ TOTAL ٪٪.

تم تقييم أدائك على أنه ٪٪ RATING ٪٪

بحث الموقع

آخر المشاركات

تطعيم أعضاء هيئة التدريس والمتفرقات بقطاع التعليم

25 يونيو 2021 25 يونيو 2021

شهادة تطعيم موظفي الحكومة

25 يونيو 2021 25 يونيو 2021

طلب منحة شهرية من الصندوق الخيري لابنة الموظفة المتوفاة

25 يونيو 2021 25 يونيو 2021

مسؤوليات مديري إدارة مكافحة المخدرات رقم 038 بشأن "برنامج IAS"

24 يونيو 2021 24 يونيو 2021

شكوى بخصوص حالة & # 038 عدم توفر الأثاث في غرف مدارس الأطفال

24 يونيو 2021 24 يونيو 2021

إعادة تشكيل / نقل / نشر وظائف كادر وزاري / كوادر مدراء كقواعد عمل 2011

24 يونيو 2021 24 يونيو 2021

الضابط الذي لديه الجزء الأكبر من السنة بعنوان سلطة التوقيع المقابل على ACR

23 يونيو 2021 23 يونيو 2021

ترقية وظيفة مساعد أمين مكتبة من BPS-8 إلى BPS-11

23 يونيو 2021 23 يونيو 2021

تعليم مجاني وإلزامي من سن 5 إلى 16 سنة

23 يونيو 2021 23 يونيو 2021

مصفوفة المسؤولية فيما يتعلق بترقية المدارس العامة في إطار برنامج IAS

23 يونيو 2021 23 يونيو 2021

المنشور الاخير

معلومات عنا

نحن نحب زوارنا ونحن هنا لنوفر لك المعرفة بأسلوب احترافي حتى تتمكن من زيادة مهارتك خطوة إلى الأمام. نحن نركز على البساطة والتصميم الأنيق والكود النظيف لك.


تحلل السكر

Glycolysis is the metabolic pathway where one molecule of glucose(C6ح12ا6) converts into pyruvic acid by the help of enzyme. Glycolysis occurs in the cytoplasm of the cell during both anaerobic and aerobic respiration. It is also known as EMP pathway i.e., Embden-Meyerhof-Parnas pathway named after German Biochemists Gustav Embden, Otto Meyerhof, and Jakub Karol Parnas who first discovered the process of glycolysis in 1918. Glycolysis is also called Entner–Doudoroff pathway.

Features of Glyclysis

Step of Glycolysis

Reaction of glycolysis include the following three steps:

  1. Phosphorylation of glucose or Preparatory Phase
  2. Cleavage of Fructose-1, 6-diphosphate
  3. Formation of 3-carbon pyruvate or pyruvic acid

Phosphorylation of glucose or Preparatory Phase

1. At the first step, glucose undergoes phosphorylation by ATP(Adenosine triphosphate) in presence of Mg++ to form glucose-6-phosphate in the presence of hexokinase enzyme.

2. By the process of isomerization Glucose 6-phosphate is isomerized into fructose 6-phosphate with the help of phosphogluco isomerase enzyme.

3. Fructose 6-phosphate undergoes phosphorylation with the help of ATP and enzyme phosphofructokinase to form Fructose 1, 6-bisphosphate and ADP (Adenosine diphosphate).

Cleavage of Fructose-1, 6-bisphosphate

4. Fructose 1,6-diphosphate is broken down to two triose (3 carbon molecule) phosphate such as dihydroxyacetone phosphate and 3 phosphoglyceraldehyde with the help of the enzyme aldolase. The dihydroxyacetone phosphate is converted to 3 phosphoglyceraldehyde with the help of enzyme triose phosphate isomerase. In this case, reaction is reversible. Here two molecules of 3-phosphoglyceraldehyde are formed from the cleavage of one fructose 1, 6-biphosphate.

Formation of 3-carbon pyruvate or pyruvic acid

5. With the help of NAD (nicotinamide adenine dinucleotide), H3PO4(phosphoric acid) and the enzyme phosphoglyceraldehyde dehydrogenase, 3 phosphoglyceraldehyde is oxidized to 1, 3-diphosphoglyceric acid and NADH2.

6. In this step 1, 3 diphosphoglyceric acid transfers phosphoric acid to ADP with the formation of 3 phosphoglyceric acid and ATP with the help of enzyme phosphoglyceric acid kinase.

7. In the next step 3 phosphoglyceric acid is converted to 2 phosphoglyceric acid with the help of enzyme phosphoglyceromutase.

8. 2 phosphoglyceric acid is then converted to form 2 phosphoenol pyruvic acid with the help of enzyme enolase which gives out one molecule of water.

9. It is the last step of glycolysis where 2 phosphoenol pyruvic acid is converted to form pyruvic acid by the removal of phosphorus thus one molecule of ATP is synthesized from ADP. The enzyme catalyzing this step is pyruvic acid kinase.

So in the overall process, two molecules of pyruvic acid is formed from each molecule of glucose. In animals including human being glycogen is present in the muscle and liver cells, are phosphorylated by the glycogen phosphorylase enzyme in presence of inorganic phosphate into glucose 1 phosphate. Similarly starch of plant cells is converted to glucose 1-phosphate by the starch phosphorylase. Glucose 1-phospahte is then converted to glucose 6-phosphate by the enzyme phosphoglucomutase. Glucose 6-phosphate is then oxidized through the glycolytic path.

Thus when one molecule of glucose (6C) undergoes the reactions in glycolysis, the overall process may be represented as follows:

In this case, 2 molecules of ATP are used up in the phase of glycolysis.

Therefore the net gains of glycolysis are:

Significance of Glycolysis


Kreb`s cycle or citric acid cycle is an oxidation process which occurs stepwise. In this case, it includes four dehydogenase steps and two decarboxylation steps. It produces reduced co-enzymes and CO2.

Pyruvic acid is formed through the process of glycolysis in cell cytoplasm. After formation of pyruvic acid, it enters into the mitochondria. In the presence of six factors such as Mg ++ , NAD, TPP (Thiamine pyrophosphate), lipoic acid, FAD and coenzyme A, the pyruvic dehydogenase along with enzyme complex converts pyruvate to acetyle CoA.

Overall steps of citric acid cycle are described below:

الخطوة 1: The first step is the condensation step. In this step, acetyle CoA mix with oxaloacetate and H2O in the presence of condensing enzymes citratrate synthetage and produce one molecule of citric acid. After reaction CoA is released out. In this case, acetyl CoA is two carbon molecule, oxaloacetate is 4 carbon molecule while cytric acid or citrate is 6 carbon molecule.

الخطوة 2: It is the isomirization step. In this step, cytric acid is converted into its isomer isocitrate by completing the following two step reactions with the help of aconitase enzyme.

(i) Dehydration: In this case, one molecule of H2O is released out and citric acid is converted into cis-aconitic acid.

(ii) Rehydration: In this case, cis-aconitic acid joins with one molecule of H2O and produce isocitric acid.

Step-3: The third step is the dehydrogenation step. In this step, isocitrate /isocitric acid is dehydrogenated into oxalosuccinic acid by losing 2H - with the help of isocitrate dehydrogenase enzyme and Mn ++ . The enzyme isocitrate dehydrogenase catalyzes this step and this enzyme is responsible to regulate the speed of the citric acid cycle. During this step, NAD (Nicodinamide adenine dinucleotide) is reduced and forms NADH2.

Step-4: The fourth step is the decarboxylation step. In this step, oxalosuccinic acid is decarboxylated into α-ketoglutaric acid by losing CO2 with the help of enzyme, oxalosuccinate decarboxylase.

Step-5: It is oxidative decarboxylation step where α-ketoglutaric acid undergoes dehydrogenation and decarboxylation at the same time with the help of enzyme, ketoglutarate dehydrogenase. The enzyme, ketoglutarate dehydrogenase catalyzes and it is responsible for regulating the speed of the citric acid cycle. In this step, NAD+, Mg++, and CoA are required. Finally, succinyl CoA, NADH2 وشارك2 are produced.

Step-6: It is the substrate level GTP or ATP synthesis step. In this step succinyl CoA is synthesized into succinic acid with the help of enzyme, succinyl-CoA synthatase. It is energy liberated step and during this step, one molecule of molecule of GTP is produced and CoA is released.

Step-7: This step is also known as dehydrogenation step. In this step, succinic acid is dehydrogenated into four-carbon molecule fumaric acid in the presence of succinate dehydrogenase enzyme. In this case, hydrogen is given out by succinic acid and is picked up by FAD(Flavin adenine dinucleotide) to form FADH2.

Step-8: In this step, fumaric acid is converted into a 4 carbon molecule malic acid. In this case, fumaric acid reacts with one molecule of H2O in the presence of enzyme fumarase.

Step-9: In this step, malic acid is dehydrogenated into oxaloacetic acid in the presence of malate dehydogenase enzyme. In this reaction, NAD + is reduced to form NADH2.

Oxaloacetic acid again joins with acetyle CoA and again begins a new citric acid cycle. The oxidative catabolism of pyruvate can be shown in the following equation:


Step 4 . Redox & Decarboxylation

  1. a NAD + is reduced to NADH, and
  2. the reactant loses a carboxyl group to produce carbon dioxide.

Notice the hydrogen (blue) on coenzyme A is released as a hydride ion (blue). As usual, this is picked up by the oxidizing agent NAD + thus reducing it to NADH. When the carboxyl group (green) is removed the oxidized coenzyme A (red) attaches to that site. The new product, succinyl CoA, is a still a two-carbon chain but it has only one carbonyl group on carbon #2 there are four carbons in all.


5.5 | تحلل السكر

You have read that nearly all of the energy used by living cells comes to them in the bonds of the sugar, glucose. تحلل السكر is the first step in the breakdown of glucose to extract energy for cellular metabolism. تقوم جميع الكائنات الحية تقريبًا بإجراء تحلل السكر كجزء من عملية التمثيل الغذائي الخاصة بها. The process does not use oxygen and is therefore anaerobic. يحدث تحلل السكر في السيتوبلازم لكل من الخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة. Glucose enters heterotrophic cells in two ways. One method is through secondary active transport in which the transport takes place against the glucose concentration gradient. The other mechanism uses a group of integral proteins called GLUT proteins, also known as glucose transporter proteins. These transporters assist in the facilitated diffusion of glucose.

Glycolysis begins with the six carbon ring-shaped structure of a single glucose molecule and ends with two molecules of a three-carbon sugar called البيروفات. Glycolysis consists of two distinct phases. The first part of the glycolysis pathway traps the glucose molecule in the cell and uses energy to modify it so that the six-carbon sugar molecule can be split evenly into the two three-carbon molecules. The second part of glycolysis extracts energy from the molecules and stores it in the form of ATP and NADH, the reduced form of NAD.

Figure 5.25 The first half of glycolysis uses two ATP molecules in the phosphorylation of glucose, which is then split into two three-carbon molecules.

Figure 5.26 The second half of glycolysis involves phosphorylation without ATP investment (step 6) and produces two NADH and four ATP molecules per glucose.

Gain a better understanding of the breakdown of glucose by glycolysis by visiting this موقع(http://openstaxcollege.org/l/glycolysis) to see the process in action.

نتائج تحلل السكر

لن تحدث الخطوة الأخيرة في تحلل السكر إذا كان بيروفات كيناز ، الإنزيم الذي يحفز تكوين البيروفات ، غير متوفر بكميات كافية. في هذه الحالة ، سيستمر مسار تحلل السكر بأكمله ، ولكن سيتم صنع جزيئين فقط من ATP في النصف الثاني. Thus, pyruvate kinase is a rate limiting enzyme for glycolysis.


7.3 Symbiosis And The Origin of Chloroplasts

Several groups of animals have formed symbiotic relationships with photosynthetic algae. These are most common in corals, sponges and sea anemones. It is presumed that this is due to the particularly simple body plans and large surface areas of these animals compared to their volumes. In addition, a few marine mollusks Elysia viridis و إليسيا كلوروتيكا also maintain a symbiotic relationship with chloroplasts they capture from the algae in their diet and then store in their bodies (see Kleptoplasty). This allows the mollusks to survive solely by photosynthesis for several months at a time. Some of the genes from the plant cell nucleus have even been transferred to the slugs, so that the chloroplasts can be supplied with proteins that they need to survive.

An even closer form of symbiosis may explain the origin of chloroplasts. Chloroplasts have many similarities with photosynthetic bacteria, including a circular chromosome, prokaryotic-type ribosome, and similar proteins in the photosynthetic reaction center. The endosymbiotic theory suggests that photosynthetic bacteria were acquired (by endocytosis) by early eukaryotic cells to form the first plant cells. Therefore, chloroplasts may be photosynthetic bacteria that adapted to life inside plant cells. Like mitochondria, chloroplasts possess their own DNA, separate from the nuclear DNA of their plant host cells and the genes in this chloroplast DNA resemble those found in cyanobacteria. DNA in chloroplasts codes for redox proteins such as those found in the photosynthetic reaction centers. The CoRR Hypothesis proposes that this co-location of genes with their gene products is required for redox regulation of gene expression, and accounts for the persistence of DNA in bioenergetic organelles.


السؤال رقم 1.
Maximum amount of energy/ATP is liberated on oxidation of:
(a) fats
(b) proteins
(c) starch
(d) vitamins

السؤال 2.
When one glucose molecule is completely oxidised, it changes:
(a) 36 ADP molecules into 36 ATP molecules
(b) 38 ADP molecules into 38 ATP molecules
(c) 30 ADP molecules into 30 ATP molecules
(d) 32 ADP molecules into 32 ATP molecules

Answer: (b) 38 ADP molecules into 38 ATP molecules

السؤال 3.
Glycolysis takes place in
(a) Cytoplasm
(b) Chloroplast
(c) Ribosome
(d) Mitochondria

السؤال 4.
Most of the energy of the carbohydrates is released by oxidation when
(a) Pyruvic acid is converted into CO2 و ح2ا
(b) Pyruvic acid is converted into acetyl Co-A
(c) Sugar is converted into pyruvic acid
(d) Glucose is converted into alcohol and CO2

Answer: (a) Pyruvic acid is converted into CO2 و ح2ا

السؤال 5.
ATP is injected in cyanide poisoning because it is:
(a) necessary for cellular functions
(b) necessary for Na+ – K+ pump
(c) Na+ – K+ pump operates at the cell membranes
(d) ATP breaks down cyanide

Answer: (a) necessary for cellular functions

السؤال 6.
Acetyl CoA combine with oxalo-acetate in presence of condensing enzyme citrate synthase to form 6-C compound called
(a) Malic acid
(b) Tartaric acid
(c) Pyruvic acid
(d) Citric acid

السؤال 7.
Number of oxygen atoms required for aerobic oxidation of one pyruvate
(a) 10
(b) 8
(c) 5
(d) 12

السؤال 8.
The TCA cycle is named after
(a) Robert Emerson
(b) Melvin Calvin
(c) Embden
(d) Hans Krebs

السؤال 9.
Most of the enzymes of the TCA cycle are present in
(a) Intermembrane space of mitochondria
(b) Mitochondrial matrix
(c) Inner membrane of mitochondria
(d) Cytoplasm

Answer: (b) Mitochondrial matrix

السؤال 10.
Energy obtained by a cell from catabolic reaction is stored immediately in the form of
(a) Glucose
(b) Pyruvic acid
(c) ADP
(d) ATP

السؤال 11.
Oxidative phosphorylation is production of
(a) ATP in photosynthesis
(ب) NADPH في التمثيل الضوئي
(c) ATP in respiration
(d) NADH in respiration

Answer: (c) ATP in respiration

السؤال 12.
The net gain of ATP during glycolysis is
(a) 4
(b) 8
(c) 2
(d) 6

السؤال 13.
Complete oxidation of 1 gm mol of glucose gives rise to
(a) 6860000 cals
(b) 686000 cals.
(c) 68600 cals.
(d) 6860 cals.

السؤال 14.
The term ‘Glycolysis’ has originated from the Greek words
(a) Glucose and lysis
(b) Glyco and lysis
(c) Glycose and lysis
(d) Glykos and lysis

Answer: (d) Glykos and lysis

السؤال 15.
Which of the following is not correct about the Krebs cycle?
(a) It starts with a six-carbon compound.
(b) It occurs in mitochondria.
(c) It is also called the citric acid cycle.
(d) The intermediate compound which links glycolysis with the Krebs cycle is malic acid.

Answer: (d) The intermediate compound which links glycolysis with the Krebs cycle is malic acid.

السؤال 16.
End-product of citric acid/Krebs cycle is​
(a) Citric acid
(ب) CO2 + ح2ا
(c) Lactic acid
(d) Pyruvic acid

السؤال 17.
Oxidative phosphorylation involves simultaneous oxidation and phosphorylation to finally form:
(a) pyruvate
(b) NADP
(c) DPN
(d) ATP

السؤال 18.
The respiratory ratio of protein is
(a) 0.2
(b) 0.9
(c) 1.0
(d) 0.7

السؤال 19.
In which of the following do the two names refer to one and the same thing?
(أ) دورة كريبس ودورة كالفين
(b) Citric acid cycle and Calvin cycle
(c) Tricarboxylic acid cycle and citric acid cycle
(d) Tricarboxylic acid cycle and urea cycle

Answer: (c) Tricarboxylic acid cycle and citric acid cycle

السؤال 20.
Respiratory quotient (R.Q.) for fatty acid is:
(a) > 1
(b) < 1
(c) 1
(d) 0

السؤال 21.
The universal hydrogen acceptor is
(a) NAD
(b) ATP
(c) Co-A
(d) FMN

السؤال 22.
Out of 36 ATP molecules produced per glucose molecule during respiration:
(أ) يتم إنتاج 2 خارج تحلل السكر و 34 أثناء السلسلة التنفسية
(ب) يتم إنتاج 2 خارج الميتوكوندريا و 34 داخل الميتوكوندريا
(ج) 2 أثناء تحلل السكر و 34 خلال دورة كريبس
(d) All are formed inside mitochondria

Answer: (b) 2 are produced outside mitochondria and 34 inside mitochondria

السؤال 23.
The net gain of ATP molecules by glycolysis is
(a) Zero
(b) Two
(c) Four
(d) Eight

السؤال 24.
In anaerobic respiration seeds respire
(a) In presence of O2
(b) In presence of CO2
(c) In absence of O2
(d) In absence of CO2

Answer: (c) In absence of O2

السؤال 25.
End product of glycolysis is:
(a) acetyl CoA
(b) pyruvic Acid
(c) glucose 1-phosphate
(d) fructose 1-phosphate

السؤال 26.
Connecting link between glycolysis and Krebs cycle is/before entering Krebs cycle pyruvate is changed to:
(a) oxaloacetate
(b) PEP
(c) pyruvate
(d) acetyl CoA

السؤال 27.
Glycolysis is conversion of
(a) Glucose to citric acid
(b) Glucose to fructose
(c) Glucose to pyruvic acid
(d) Glucose to malic acid

Answer: (c) Glucose to pyruvic acid

السؤال 28.
Incomplete oxidation of glucose into pyruvic acid with several intermediate steps is known as
(a) TCA-pathway
(b) Glycolysis
(c) HMS-pathway
(d) Krebs cycle

السؤال 29.
Cytochromes are concerned with
(a) Protein synthesis
(b) Cellular digestion
(c) Cell division
(d) Cell-respiration

السؤال 30.
Common immediate source of energy in cellular activity is
(a) glucose
(b) aldohexose
(c) ATP
(d) NAD

السؤال 31.
The following is required both by the process of respiration and photosynthesis
(أ) الكربوهيدرات
(b) Sunlight
(c) Chlorophyll
(d) Cytochromes

السؤال 32.
Out of 38 ATP molecules produced per glucose, 32 ATP molecules are formed from NADH/FADH2 in:
(a) respiratory chain
(b) Krebs cycle
(ج) نزع الكربوكسيل المؤكسد
(d) EMP

Answer: (a) respiratory chain

Hope the information shed above regarding NCERT MCQ Questions for Class 11 Biology Chapter 14 Respiration in Plants with Answers Pdf free download has been useful to an extent. If you have any other queries of CBSE Class 11 Biology Respiration in Plants MCQs Multiple Choice Questions with Answers, feel free to reach us so that we can revert back to us at the earliest possible.


شاهد الفيديو: - اسراري الخاصة واكسير الشباب. سحر المورينجا الماتشا بذور الشيا (كانون الثاني 2022).