Ellenőrző kérdések Szénhidrátlebontás Megoldások Mi a lebontó anyagcsere két alapvető célja? Mi a felépítő anyagcsere két alapvető célja? Miként áll elő az ATP-be tárolható energia a glikolízisben? Van-e energiatermelő lépés a citrát-körben? Hány molekula CO2 termelődik glükózmolekulánként a terminális oxidációban? Hol használódik el az az O2 molekula, amelyért egyáltalán lélegzünk? A szénhidrátanyagcsere tanult folyamatai közül melyik NEM szemiautonóm sejtorganellumban játszódik? A három közül hol NEM termelődik CO2: a) alkoholos erjedés, b) tejsavas erjedés, c) Ac-KoA-képződés a mitokondriumban Megoldások Vissza a bemutatóhoz Tartalomhoz Megoldások: energiatermelés és nyersanyagtermelés a felépítő folyamatokhoz sejtalkotók és egyéb testi anyagok előállítása, fotoszintézis esetében pedig energia, redukálóerő előállítása, és szén megkötése is. A –COOH csoport keletkezésével részleges oxidáció valósul meg a molekulákon belül. Van. Körönként egy GTP (növényekben ATP) keletkezik (ugyancsak molekulán belüli részleges oxidáció kontójára). 0. A terminális oxidáció végén ez oxidálja az utolsó tagot, és vízzé redukálódik. (Egyébként ez a légzési víz a sivatagi állatok vízháztartásában nagyon fontos! Ezért elegendő a tevének zsírt szállítani a púpjában (véletlenül sem vizet szállít!!!).) A glikolízis és az erjedések. A többi mind a mitokondriumban vagy a plasztiszban. b

Ellenőrző kérdések és feladatok Fotoszintézis 1. Melyikre igaz? (Vigyázz, ez rafinált!) terminális oxidációban szerepet játszó elektrontranszportlánc a fotoszintézis fényszakaszában szerepet játszó elektrontranszportlánc mindkettő egyik sem A a mitokondrium, B a zöld színtest belső membránjába ágyazódik. B-ben NADPH+H+ keletkezik, ez ugyanis kelleni fog a sötétszakaszban. A-ban épp a lebontó folymatokban képződött NADH+H+-ok és FADH2 eloxidálása a lényeg. Mindkettőben kiépül transzmembrán protongradiens, mely ATP-zt működtet. Ez mindig így van! Sosincs így! (Amikor az ATP-ázon keresztül visszajutnak a protonok, akkor az ATP-áz CSATORNAKÉNT és NEM PUMPAKÉNT viselkedik. ((Más kérdés, hogy fordított irányba pumpaként is tudna működni.)) A term. ox. végén az oxigén vízzé redukálódik. A fotoszintézis lényegi lépése a vízbontás, melynek során az oxigének O2-vá egyesülnek. Mi ezt lélegezzük. Az oxigénatomok ezzel oxidálódtak! A hidrogének a transzportláncon és NADPH-n keresztül szerves anyagokba kerülnek (ld. Calvin-ciklus redukciós lépés). ld. 8. ld. 7. A-ban az ubikinon, B-ben a plasztokinon. citokrómok (Fe prosztetikus csoport), PS II (Mn prosztetikus csoport), Ferredoxin (Fe (és S) proszetikus csoport, plasztocianin (Cu prosztetikus csoport) Mert az elektron magától mindig növekvő (pozitív) irányba „megy”, hiába azt rajzoljuk alulra az energialejtőn. A II. fotorendszer (PS II) reakciócentruma alapállapotában ilyen erős oxidálószer. A növénynek mitokondriuma is van ám, pupák! Mi mást csinálna vele? Szemiautonóm sejtorganellum belső membránjában zajlik. Redukált koenzimek képződnek általa. Oxidált koenzimek képződnek általa. ATP-szintézis kapcsolódik hozzá. Protonok pumpálódnak az alapállományból a membránok közötti térbe. Protonok pumpálódnak a membránok közötti térből az alapállományba. Víz keletkezik a működése révén Víz bomlik el a működése révén Oxigén keletkezik a működése révén Oxigén bomlik el a működése révén Speciális lipid is részt vesz az elektronszállításban Fémtartalmú enzimkomplexek is részt vesznek működésében Az elektron előrehaladásával az állomások redoxpotenciálja minden lépésben csökken. Egyik tagja az oxigénatomot is képes oxidálni. Növényben ez működik. Megoldások De miért?! Vissza a bemutatóhoz Tartalomhoz C B A D

Ellenőrző kérdések és feladatok Fotoszintézis 2. 2. Lényegét tekintve mi történik a Calvin-ciklus három fő szakaszában? Fogalmazd meg saját szavaiddal! 3. Az alábbiak közül hány szénatomos stabil cukrok fordulnak elő a Calvin-ciklus regenerációs szakaszában? 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 4. A fixált CO2 C-atomjai végül milyen molekula részeként hagyják el a Calvin-ciklus reakcióköreit és lépnek be a növény felépítő anyagcserefolyamataiba? 5. Hol zajlik a Calvin-ciklus? 6. Történik-e energiatermelés a Calvin-ciklus folyamatában? Ha igen, melyik pontján? Megoldások Vissza a bemutatóhoz Tartalomhoz Megoldások: --- 1: Karboxilációs szakasz: A ribulóz-P aktiválódik (ATP fogy), CO2 –COOH csoportként fixálódik: szerves molekulába épül. 2: Redukciós szakasz: A fényszakaszban termelt NADPH-val redukáljuk az imént képződött glicerinsav-P-ot glicerinaldehid-P-tá (ATP fogy). Ezzel szénhidráthoz jutottunk. 3. Regenerációs szakasz: A glicerinaldehid-P-ok egy részéből visszaalakítunk kellő mennyiségű ribulóz-P-ot a folytatáshoz. 3, 4, 5, 6, 7 Glicerinaldehid-3-P. A kloroplasztisz (zöld színtest) sztrómájában. Nem. A CO2-fixáció energiaigényes folyamat.

Ellenőrző kérdések és feladatok Anyagcsere általában Mi lesz az aminosavak szénláncával, amikor a sejt fehérjét bont? A hosszú szénláncú zsírsavak milyen molekulává bontva kapcsolódnak be a lebontó anyagcserébe? Folyik-e szénhidrátszintézis állatokban? Mely anyagok bomlásterméke a vizeletünkbe kerülő ammónia (és karbamid vagy urea)? Elsősorban mely anyagok bomlásterméke a vizeletünkbe kerülő húgysav? Megoldások Vissza a bemutatóhoz Tartalomhoz Megoldások: A glikolízis vagy a citrátkör valamelyik közti termékévé alakítva csatlakoznak e folyamatokhoz. Ac-KoA (acetil-koenzim A) Igen, a májban: a glükoneogenezis (piroszőlősav vagy tejvav  glükóz) és glükózból glikogén (állati keményítő) szintézise. Egyébként nem! Fehérjék aminosavainak és pirimidinbázisoknak A purinbázisoké. (Egyébként a vizelettel nem ürülő húgysav ízületekben kikristályosodva okozza a köszvényt)

Ellenőrző kérdések és feladatok De miért?! Anyagcseretípusok a potenciáltérben Igaz vagy hamis? A sejtlégzés (biológiai oxidáció) az égéssel rokon dolog. A fotoszintézis az égéssel rokon dolog. Az elektron a pozitívabb redoxpotenciálú anyagokról a negatívabbak felé „tart” a redoxreakciókban. Egy atom oxidációjakor az oxidációs száma csökken. Fotoszintézisben a napenergia „felhúzza” az elektront a potenciállejtőn. A potenciállejtőn „leguruló” elektron energialeadásával képes molekuláris gépeket meghajtani. A galvánelem vezetékében és a membránkapcsolt elektronláncokban az elektron „gurulása” a potenciállejtőn egyben fizikai helyváltoztatással is összeköthető. Létezik olyan fotoszintézis, mely nem oxigén felszabadulásával jár. A vasbaktériumok oxigén helyett vassal lélegeznek. A nitrogénfixáció energiatermeléssel is együtt jár. A Thiobacillus denitrificans légzésében tulajdonképpen kénhidrogént éget el nitrátionnal mint elektronakceptorral. Ha létezik olyan fotoszintézis, mely nem oxigén felszabadulásával jár, akkor mi szabadul fel benne oxigén helyett? A nitrifikáló és denitrifikáló baktériumok közül melyiknek van szüksége oxigénre? A nitrifikáló és denitrifikáló baktériumok közül melyik autotróf? Milyen típusú anyagcserét folytatnak az eukarióták? (többfélét is!) Hol „adják oda” a mi elektrondonoraink az elektronokat? Igaz, hisz szerves szén oxidálódik, oxigén redukálódik. Pont fordítva! Energiabefektetéssel vízoxigén oxidálódik, és CO2 szene redukálódik. Pont fordítva. Gondolj a töltésére. Negatív, tehát a pozitív irányba vonzódik. Nő. Mert az elektronjainak a száma csökken (bizonyos értelemben), a látszólagos töltése ezért pozitív irányba változik, vagyis nő. - Ilyen molekuláris gépeknek foghatók fel a foszfoglicerinsav-kináz, a piroszőlősav-kináz és szukcinil-KoA-szintetáz enzimek (melyek ATP-t hoznak létre a tanult módokon (ún. szubsztrát szintű foszforilációbal) valamint az elektrontranszportláncok protonpumpa-fehérjéi. Igen, a fotoszintetizáló kénbaktériumoké pl. ilyen. Ez kén felszabadulásával jár. Nem! Ez a vaslégzőkre lenne igaz! A vasbaktériumok éppen hogy oxigénnel lélegeznek, és a Fe II-ionokat elektrondonorul használják. Nem, a N2 hármas kovalens kötésének felhasítása nagyon energiaemésztő folyamat (ettől szörnyen energiafogyasztó a nitrogénműtrágya-gyártás is!!!) Pont ezt teszi. Megoldások Vissza a bemutatóhoz Tartalomhoz I H ---Megoldások: Kén. A zöld és bíbor kénbaktériumok fotoszintézisében víz helyett kénhidrogén bomlik. A nitrifikálóknak, hiszen a nitrit (és nitrát) oxidált N-formák, logikus, hogy oxigén elektronakceptorral oxidálják a redukált N-vegyületeket. Megint a nitrifikálók. Hisz nem szerves anyagot, hanem redukált N-vegyületeket oxidálnak. Ezért CO2-ot kell fixálniuk saját sejtanyagaik szintéziséhez. Lényegében mind képesek oxigénnel (mint elektronakceptorral) lélegezni. Emellett pl. mi állatok tudunk tejsavasan erjeszteni, az élesztőgombák pedig alkoholosan erjeszteni. A növények plasztiszaikkal oxigéntermelő fotoszintézist végeznek légzésük mellett. Más nem jellemző. elektrondonoraink szerves anyagok. Pl. glükóz. Az elektron „odaadása” mindig a NAD+ (és FAD) redukciójakor valósul meg, tehát a glikolízisben, Ac-KoA-képződésekor és a citrát-körben.