Oddychanie komórkowe i fermentacje – zadania maturalne z biologii

Oddychanie komórkowe i fermentacje

Oddychanie tlenowe ma cztery etapy. Glikoliza (cytozol) rozkłada glukozę do dwóch cząsteczek pirogronianu, dając 2 ATP netto i 2 NADH. Pirogronian w macierzy mitochondrium ulega dekarboksylacji oksydacyjnej do acetylo-CoA. Cykl Krebsa (macierz) utlenia grupę acetylową do CO₂, produkując NADH, FADH₂ i ATP. W łańcuchu oddechowym (wewnętrzna błona mitochondrium) elektrony z NADH i FADH₂ wędrują do tlenu – ostatecznego akceptora, z którym powstaje woda, a gradient protonów napędza syntazę ATP. Bez tlenu komórka prowadzi fermentację: mleczanową (mięśnie, bakterie) lub alkoholową (drożdże), która odtwarza NAD⁺ potrzebne glikolizie.

Zapamiętaj

Glikoliza zachodzi w cytozolu i nie wymaga tlenu.
Tlen jest końcowym akceptorem elektronów → powstaje woda.
Najwięcej ATP powstaje w łańcuchu oddechowym (fosforylacja oksydacyjna).
Fermentacja służy odtworzeniu NAD⁺, a ATP daje tylko glikoliza.
CO₂ uwalnia się w dekarboksylacji pirogronianu i w cyklu Krebsa.

Typowe błędy

Umieszczanie glikolizy w mitochondrium.
Twierdzenie, że w fermentacji mleczanowej powstaje CO₂.
Pisanie, że fermentacja wytwarza ATP w łańcuchu oddechowym.

Wymagania podstawy programowej

III.5.1 związek budowy mitochondrium z przebiegiem oddychania komórkowego
III.5.2 glikoliza, reakcja pomostowa i cykl Krebsa: substraty i produkty
III.5.3 fosforylacja substratowa
III.5.4 chemiosmoza w mitochondriach (fosforylacja oksydacyjna)
III.5.5 przemiany pirogronianu w fermentacji alkoholowej, mleczanowej i oddychaniu tlenowym
III.5.6 dlaczego oddychanie tlenowe dostarcza więcej energii niż beztlenowe
III.5.7 glukoneogeneza i glikogenoliza a pozyskiwanie energii

Przykładowe zadania

Zadanie 1

1.1 Gdzie w komórce eukariotycznej zachodzi glikoliza? (1 pkt)
- A. w macierzy mitochondrialnej
- B. w cytozolu
- C. na grzebieniach mitochondrialnych
- D. w stromie chloroplastu
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: B. w cytozolu
Glikoliza zachodzi w cytozolu i nie wymaga tlenu. Dopiero pirogronian trafia do mitochondrium.

Zadanie 2

2.1 Łańcuch oddechowy (transportu elektronów) jest zlokalizowany w: (1 pkt)
- A. macierzy mitochondrium
- B. błonie zewnętrznej mitochondrium
- C. błonie wewnętrznej mitochondrium
- D. cytozolu
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: C. błonie wewnętrznej mitochondrium
Przenośniki elektronów i syntaza ATP są osadzone w błonie wewnętrznej mitochondrium. W macierzy zachodzą reakcja pomostowa i cykl Krebsa, a w cytozolu – glikoliza.
2.2 Wyjaśnij znaczenie pofałdowania błony wewnętrznej mitochondrium (grzebieni) dla przebiegu oddychania komórkowego. (1 pkt)
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: Grzebienie zwiększają powierzchnię błony wewnętrznej, na której znajdują się przenośniki łańcucha oddechowego i syntaza ATP, więc mitochondrium może wytwarzać więcej ATP.
Na powierzchni błony wewnętrznej odbywa się fosforylacja oksydacyjna, więc im większa powierzchnia, tym więcej kompleksów łańcucha oddechowego i syntaz ATP.
2.3 Oceń, czy podane informacje o fosforylacji substratowej są prawdziwe. (1 pkt)
- . Fosforylacja substratowa wymaga obecności tlenu.
- . Fosforylacja substratowa zachodzi m.in. w glikolizie.
- . W fosforylacji substratowej reszta fosforanowa jest przenoszona ze związku organicznego bezpośrednio na ADP.
Pokaż odpowiedź
Odpowiedź: false, true, true
Fosforylacja substratowa nie zależy od tlenu ani od łańcucha oddechowego, dlatego dostarcza ATP także w fermentacji. Zachodzi w glikolizie i w cyklu Krebsa.

Ćwicz ten dział z oceną odpowiedzi Sprawdź swój poziom za darmo

Oddychanie komórkowe i fermentacje – zadania maturalne z biologii