2a-b, Клетъчно дишане и общ произход

Клетъчното дишане включва гликолиза, цикъл на Кребс и електрон- транспортната верига, показани на фигурите. Фигурите са ето тук, гликолиза, цикъл на Кребс и електрон-транспортната верига. Ако всичко това ти изглежда непознато, можеш да гледаш видеата на Кан Академия за гликолиза, цикъл на Кребс, електрон-транспортната верига, и за клетъчното дишане като цяло. Да започваме с въпросите. Това ще е добър преговор на всички тези процеси. При клетъчното дишане въглехидрати, както и други метаболити, се окисляват, което означава, че им се отнемат електрони, което води до реакции, в които се осъществява пренос на енергия, подкрепящ синтеза на АТФ. Използвайки горе– предоставената информация, опиши по един начин, по който всеки от изброените процеси допринася за синтеза на АТФ. Първият е катаболизъм на глюкоза при гликолиза и окисление на пируват. Вторият е окисление на междинните продукти от цикъла на Кребс. Третият е създаване на протонен градиент благодарение на електрон- транспортната верига. Тази формулировка на въпроса може да изглежда страшна, но всъщност просто искат от нас да обясним как гликолизата и окислението на пируват (пирогроздена киселина) допринасят за производството на АТФ. И да опишем как цикълът на Кребс, който е просто окисление на междинни продукти, допринася за синтеза на АТФ. Накрая трябва да говорим за протонния градиент и електрон-транспортната верига. Чрез електрон-транспортната верига създаваме протонния градиент. Необходими са електрони от НАДН или ФАДН2, който имат много висока енергия. Преминавайки през електрон-транспортната верига, те преминават към все по ниски енергетични нива, при което през мембраната се изпомпват водородни протони. Когато протоните се върнат по посока на концентрационния си градиент, се синтезира АТФ. Да напишем отговора. За всеки процес трябва да опишем по един начин, по който той допринася за синтеза на АТФ. Нека първо се фокусираме върху гликолизата. Ако погледнем фигурата, ще видим повече от един начин, по който гликолизата помага за синтеза на АТФ. Виждаме, че при нея има фосфорилиране на тези две молекули АДФ до две молекули АТФ. Това е един начин, който можем да отбележим в отговора. Можем да кажем, че имаме производство на молекули НАДН. Молекулите НАДН могат да предоставят водородни протони, както и електрони с висока енергия за електрон-транспортната верига по-късно. Ето тук. Или можем да кажем, че се произвежда ацетил-КоА, който може да влезе в цикъла на Кребс, който се използва за производство на ГТФ или на още НАДН и ФАДН2. Това са все начини за производството на АТФ при гликолизата. Но тъй като трябва да кажем само един, ще отговоря с най-очевидния, въпреки че можеш да напишеш всеки от тези като пример. Аз ще кажа, че при гликолизата имаме фосфорилиране на две молекули АДФ до две молекули АТФ. Мога да изброя още няколко, но това е добър отговор. Трябва да дадем само по един начин за всеки процес. Преминаваме към окисление на междинните продукти в цикъла на Кребс. Окисление на междинните продукти – става въпрос за всяка от тези молекули, те се окисляват, при което други молекули се редуцират, включително НАД+ до НАДН. Когато НАД се редуцира, той приема електрони. НАД+ е положително зареден, а след това става НАДН, който е неутрален. Тези молекули НАДН по-късно се използват в електрон-транспортната верига, за изпомпване на протони през мембраната, които от своя страна се използват за окислително фосфорилиране при производството на АТФ, когато се върнат обратно през мембраната по посока на концентрационния си градиент. В тази част от въпроса можем да говорим за НАДН или ФАДН2 или за директното производство на молекули ГТФ, които могат да се използват за създаване на АТФ. Всеки един от тези отговори е подходящ. Ще посоча само един от тях. Ще напиша редуциране на НАД+ до НАДН, който се използва в електрон-транспортната верига за изпомпване на водородни протони и създаване на градиент на протоните. Мога да посоча и синтеза на ГТФ или на ФАДН2. Създаване на протонен градиент благодарение на електрон-транспортната верига. Когато протоните се върнат през мембраната по посока на концентрационния градиент, те задействат образуването на АТФ от АДФ. С преминаването на протоните през мембраната по посока на концентрационния им градиент – Ако бяхме на АР теста, щяхме да отговорим на въпросите отдолу, за да имаме достатъчно място, но аз ще побера отговора тук. Когато протоните преминават през мембраната по посока на концентрационния си градиент, те активират АТФ-синтазата, която окислително фосфорилира АДФ до АТФ. Ще повторя, че ако всичко тук ти изглежда непознато, ако не разбираш диаграмите, ако те не връщат приятни спомени в главата ти (смее се), те съветвам да гледаш видеата (смее се) на Кан Академия, в които, надявам се, ще разбереш по-добре за какво говорим тук. Така. Да видим дали ще се справим с подточка b. Използвай всяко от следните наблюдения, за да защитиш твърдението, че гликолизата се е появила за пръв път при общ предшественик на всички живи организми. Гликолиза протича в почти всички съществуващи живи организми. Много вероятно е това да е така, защото -- Може би ще е по-добре да го запиша така. За да може това твърдение да е вярно, е много по-вероятно гликолизата да е еволюирала в общ предшественик и да се е предала на произлезлите от него организми. Да е била селектирана, вместо да се е появила независимо няколко пъти. По-малко вероятно е да се е появила независимо в отделни разклонения от дървото на живота. Или по-добре да кажем в множество различни клони на еволюционното дърво. В условието ни казват, че почти всички съществуващи организми извършват гликолиза. На теория може и да се е случило независимо, защото това е характеристика, която е много силно селектирана, но ако нещо се случва в почти всички организми, е по-вероятно то да е еволюирало на много, много ранен стадий у някой примитивен предшественик и след това тази характеристика да е селектирана и да продължи да се селектира и запазва, затова продължаваме да я виждаме. Следващото твърдение е, че гликолизата протича при анаеробни условия. Ще направя малко място тук, за да не се смесват отговорите. Гликолизата протича при анаеробни условия. На ранната Земя е имало много малко кислород в атмосферата. Следователно ранните форми на живот трябвало да произвеждат АТФ, да метаболизират захари и въглехидрати при анаеробни условия. Околната среда не е съдържала кислород. Анаеробна околна среда. Това всъщност отново потвърждава твърдението, че гликолизата се е появила и е произлязла от общ предшественик на всички живи организми. Гликолизата протича само в цитозола. А най-ранните форми на живот не са имали мембранни органели. Фактът, че гликолизата протича само в цитозола, е в съгласие с идеята, че тя е протичала в най-ранните организми. В съгласие е с идеята, че ранните форми на живот са имали гликолиза и че тя се е развила в общ предшественик. Ще разгледам подточки с и d в следващото видео.