Informasi

Oksidasi piruvat - dari mana hidrogen berasal?

Oksidasi piruvat - dari mana hidrogen berasal?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas, NAD+ direduksi dan menjadi NADH dengan memperoleh dua elektron

Sekarang, dari mana hidrogen itu berasal?

Dalam diagram, piruvat memiliki 3 hidrogen, tetapi masih memiliki 3 hidrogen dalam asetil KoA.


Halaman Wikipedia memiliki diagram yang sangat bagus tentang reaksi yang terlibat. Kompleks Piruvat Dehidrogenase memfasilitasi penghilangan CO2, dan penambahan dua atom hidrogen ke reaksi keseluruhan berasal dari molekul FADH2/FAD.


Biohidrogen

Biohidrogen sekarang diproduksi secara komersial sebagai bahan bakar nabati. Ini adalah biofuel canggih, yang memanfaatkan biomassa hidup atau organisme untuk produksi. Biohidrogen sekarang dianggap yang terbaik di antara semua biofuel karena menyumbang untuk memenuhi semua kebutuhan energi karena dapat diperoleh dari sumber daya yang berkelanjutan seperti:

  • Pemisahan biologis molekul air
  • Dengan konversi biomassa
  • Dengan pemisahan air panas matahari

Biohidrogen adalah jenis biofuel lain seperti bioetanol, biodiesel, dan bio-minyak dll. Hidrogen dapat dihasilkan dengan metode kimia dan biologi. Oleh karena itu, metode dari mana hidrogen diproduksi secara biologis (dengan menggunakan mikroorganisme) dalam bioreaktor akan disebut sebagai biohidrogen. Dengan kata sederhana, kita dapat mengatakan konversi biologis hidrogen menjadi biohidrogen melalui mikroorganisme dikenal sebagai biohidrogen.

Isi: Biohidrogen

Arti dari Biohidrogen

Biohidrogen didefinisikan sebagai biofuel atau sumber energi yang menggunakan makhluk hidup mikroorganisme untuk mengubah hidrogen melalui proses biologis seperti fermentasi dan fotolisis dalam wadah khusus atau bioreaktor.

Tonggak dalam Penemuan Biohidrogen

TahunIlmuwanPenemuan
1939Hans GaffronMenemukan peralihan ganggang antara produksi H2 dan O2
1997Anastasios MalisMenemukan penyebab ganggang beralih dari memproduksi H2 dengan menipisnya belerang
2006Para peneliti dari Universitas BielefeldMenemukan sejumlah besar hidrogen dengan memodifikasi secara genetik sel tunggal Chlamydomonas reinhardtiin
2007Ananstasios MalisMenemukan konversi energi matahari menjadi energi kimia dalam mutan pajak X dari Chlamydomonas reinhardtiin

Generasi Biofuel

Ada tiga generasi biofuel, yang meliputi:

  1. Biofuel yang dibuat dari tanaman pangan, dan residunya disebut sebagai “Biofuel generasi pertama”.
  2. Biofuel yang dibuat dari tanaman atau limbah non-pangan disebut sebagai “Biofuel generasi kedua”.
  3. Dan bahan bakar nabati yang dibuat dengan menggunakan mikroorganisme disebut “Biofuel generasi ketiga" atau "Biofuel canggih”.

Di antara ketiga generasi biofuel tersebut, biohidrogen masuk dalam kategori biofuel generasi ketiga atau advanced biofuel. Biofuel generasi ketiga memiliki keunggulan tertentu dibandingkan biofuel generasi pertama dan kedua. Produksi biofuel generasi pertama telah meningkatkan harga bahan makanan. Biofuel generasi kedua membutuhkan lebih banyak area permukaan atau lahan untuk produksi biofuel. Sebaliknya, biofuel canggih membutuhkan area yang lebih kecil untuk produksi dan dapat menangkap energi matahari 10 kali lipat dari generasi kedua.

Sifat Ideal Hidrogen sebagai Biofuel

Dalam benak setiap orang, akan ada pertanyaan, mengapa hidrogen? Jadi, kita akan membahas beberapa sifat ideal hidrogen, mengapa digunakan sebagai “biofuel”. Ada beberapa sifat unik dari hidrogen, yang membuatnya ideal untuk produksi sebagai biofuel:

  • Hidrogen memiliki kepadatan energi tiga kali lebih tinggi daripada bensin dan solar.
  • Hidrogen adalah bahan bakar yang sangat mudah terbakar.
  • Pembakaran hidrogen hanya menghasilkan air, yang tidak berkontribusi pada polutan gas.
  • Efisiensi penyediaan energi lebih banyak, dengan sedikit penggunaan.
  • Bertindak sebagai pembawa energi karena dapat menjebak sinar matahari, angin, air sebagai sumber terbarukan.
  • Hidrogen dapat digunakan sebagai bahan bakar transportasi, dengan menyimpannya sebagai hidrida logam.
  • Ini dapat dengan mudah diproduksi oleh sumber energi terbarukan seperti matahari, angin, air, dll.

Keterbatasan Biohidrogen

  • Penyimpanan hidrogen sulit.
  • Ada batasan biaya dalam teknologi kompetitif untuk produksi biofuel.
  • Pemanfaatan hidrogen cukup sulit.
  • Hidrogen mudah lepas dari atmosfer ke luar angkasa.

Pemecahan Piruvat

Agar piruvat, produk glikolisis, untuk memasuki jalur berikutnya, ia harus mengalami beberapa perubahan. Konversi adalah proses tiga langkah (Gambar).

Langkah 1. Gugus karboksil dikeluarkan dari piruvat, melepaskan molekul karbon dioksida ke media sekitarnya. Hasil dari langkah ini adalah gugus hidroksietil dua karbon yang terikat pada enzim (piruvat dehidrogenase). Ini adalah yang pertama dari enam karbon dari molekul glukosa asli yang dihilangkan. Langkah ini berlangsung dua kali (ingat: ada dua molekul piruvat yang dihasilkan pada akhir glikolsis) untuk setiap molekul glukosa yang dimetabolisme dengan demikian, dua dari enam karbon akan dihilangkan pada akhir kedua langkah.

Langkah 2. Gugus hidroksietil dioksidasi menjadi gugus asetil, dan elektron diambil oleh NAD + , membentuk NADH. Elektron berenergi tinggi dari NADH akan digunakan nanti untuk menghasilkan ATP.

Langkah 3. Gugus asetil yang terikat enzim dipindahkan ke KoA, menghasilkan molekul asetil KoA.

Setelah memasuki matriks mitokondria, kompleks multi-enzim mengubah piruvat menjadi asetil KoA. Dalam prosesnya, karbon dioksida dilepaskan dan satu molekul NADH terbentuk.

Perhatikan bahwa selama tahap kedua metabolisme glukosa, setiap kali atom karbon dikeluarkan, ia terikat pada dua atom oksigen, menghasilkan karbon dioksida, salah satu produk akhir utama respirasi seluler.


Apakah fadh2 diproduksi dalam glikolisis?

Karena glikolisis satu molekul glukosa menghasilkan dua molekul asetil KoA, reaksi dalam jalur glikolitik dan siklus asam sitrat menghasilkan enam CO2 molekul, 10 molekul NADH, dan dua FADH2 molekul per molekul glukosa (Tabel 16-1).

Demikian pula, berapa banyak fadh2 yang dihasilkan dalam respirasi seluler? Keuntungan energi bersih dari satu siklus adalah 3 NADH, 1 FADH2, Halaman 4 Respirasi seluler 4 dan 1 GTP GTP selanjutnya dapat digunakan untuk menghasilkan ATP. Jadi, energi total yang dihasilkan dari satu molekul glukosa utuh (2 molekul piruvat) adalah 6 NADH, 2 FADH2, dan 2 ATP.

Orang mungkin juga bertanya, di mana fadh2 diproduksi?

Pada tahap inilah sebagian besar energi dibuat dan dilepaskan dari mitokondria (pembangkit tenaga sel). Pada dasarnya, NADH dan FADH2 molekul ditempelkan dengan elektron dan ditransfer ke membran dalam mitokondria.

Selama fase respirasi aerobik manakah fadh2 dihasilkan?

Istilah dalam set ini (20) Tahap kedua pernapasan aerobik di mana dua molekul piruvat (asam piruvat) dari tahap pertama bereaksi membentuk ATP, NADH, dan FADH2 juga dikenal sebagai siklus Krebs.


Catatan Berguna tentang Respirasi Sel di Mitokondria | Biologi

Mitokondria melakukan sejumlah fungsi seperti oksidasi, dehidrogenasi, fosforilasi oksidatif, dan aktivitas pernapasan.

Gambar Courtesy : fc01.deviantart.net/fs70/i/2012/006/8/4/mitochondria_muzucya-d4lj2ep.jpg

Dalam mitokondria lebih dari 73 enzim dan banyak kofaktor dan logam penting untuk fungsi mitokondria, bekerja sama secara teratur. Selain oksigen, satu-satunya bahan bakar yang dibutuhkan mitokondria adalah fosfat dan adenosin difosfat (ADP). Produk akhir utama adalah ATP ditambah CO2 dan H2HAI.

Oksidasi Bahan Makanan:

Mitokondria adalah organ pernapasan sel. Di sana bahan makanan, seperti karbohidrat dan lemak, dioksidasi sempurna menjadi CO2 dan H2O, dan selama oksidasi sejumlah besar energi dilepaskan yang digunakan oleh mitokondria untuk sintesis senyawa kaya energi yang disebut adenosin trifosfat (ATP). Karena mitokondria mensintesis senyawa kaya energi ATP, mereka juga dikenal sebagai pembangkit tenaga sel.

ATP terbentuk dari basa purin (adenin), gula pentosa (ribosa) dan tiga molekul asam fosfat. Adenin + gula ribosa secara kolektif membentuk nukleosida yang disebut adenosin. Ia memiliki satu, dua atau tiga gugus fosfat, masing-masing membentuk adenosin monofosfat (AMP), adenosin difosfat (ADP) dan adenosin trifosfat (ATP). Dalam ATP, gugus fosfat terakhir terikat dengan ADP melalui ikatan khusus yang disebut ikatan kaya energi.

Saat gugus fosfat terakhir dari ATP dilepaskan, sejumlah besar energi (7.000 kalori) dibebaskan. Oksidasi bahan makanan di mitokondria memasok sejumlah besar energi untuk sintesis ikatan kaya energi (ikatan ≈ P).

Oleh karena itu, sejumlah besar energi tetap tersimpan dalam ikatan fosfat (≈ P) ATP yang kaya energi, yang dapat digunakan segera pada saat dibutuhkan dalam berbagai fungsi seluler, misalnya siklus pernapasan, sintesis protein, sintesis asam nukleat, transmisi saraf. , pembelahan sel, transportasi dan bioluminesensi, dll.

Selain ATP, ada senyawa kimia lain yang kaya energi yang mengambil bagian dalam metabolisme sel. Ini adalah sitosin trifosfat (CTP), uridin trifosfat (UTP) dan guanosin trifosfat (GTP). Senyawa ini memperoleh energi dari ATP oleh nukleosida difosfokinase.

Tiga bahan makanan utama sel (karbohidrat, lemak dan protein) akhirnya didegradasi di sitoplasma menjadi asetat yang merupakan unit dua karbon, yang terikat pada koenzim A untuk membentuk asetil-koenzim A. Ini menembus mitokondria, dan gugus asetat mengembun dengan asam oksaloasetat untuk membentuk asam sitrat, senyawa enam karbon.

Asam sitrat dioksidasi dan kehilangan dua karbon sebagai CO2. Dengan cara ini asam suksinat senyawa empat karbon terbentuk. Kemudian dioksidasi menjadi asam oksaloasetat, memulai siklus baru. Pada setiap putaran lingkaran satu molekul asetat menembus dan dua CO2 dilepaskan. (Untuk lebih jelasnya lihat siklus Kreb).

Pada setiap putaran siklus Kreb, empat pasang atom hidrogen dikeluarkan dari zat antara substrat melalui dehidrogenasi enzimatik. Atom hidrogen ini memasuki rantai pernapasan, diterima oleh NAD + atau FAD. Tiga pasang hidrogen diterima oleh NAD, mereduksinya menjadi NADH, dan satu pasang oleh FAD, mereduksinya menjadi FADH2 (pasangan terakhir ini datang langsung dari reaksi dehidrogenase suksinat).

Dari satu molekul glukosa dua molekul asetat terbentuk dalam glikolisis. Untuk memetabolisme dua molekul asetat terjadi dua putaran siklus, menghasilkan total enam molekul NADH dan dua FADH2 pada titik awal rantai pernapasan. Oksidasi bahan makanan secara rinci adalah sebagai berikut —

1. Oksidasi karbohidrat:

Seperti yang Anda ketahui, karbohidrat masuk ke dalam sel sebagai monosakarida (glukosa atau glikogen). Monosakarida dipecah menjadi senyawa 3-karbon, asam piruvat. Dalam proses ini serangkaian reaksi kimia berlangsung dengan bantuan banyak enzim.

Asam piruvat kemudian memasuki mitokondria untuk oksidasi lengkap menjadi CO2 dan air. Seluruh reaksi ini, yang melibatkan oksidasi glukosa menjadi CO2 dan air, merupakan jalur metabolisme yang dapat dikelompokkan di bawah judul berikut:

(2) dekarboksilasi oksidatif

(3) Siklus Kreb (siklus asam sitrat)

(4) Rantai pernapasan dan fosforilasi oksidatif

1. Glikolisis (Yn., glykys, lisis manis, hancurkan). Hidrolisis glukosa terjadi dalam beberapa langkah dan setiap langkah dikatalisis oleh enzim tertentu. Selama glikolisis (pemecahan glukosa), molekul kehilangan energinya dan kehilangan atom hidrogen, dan akhirnya dipecah menjadi O2 dan air.

Molekul enzim yang terlibat hadir sebagai molekul larut. Kofaktor yang berperan dalam jalur Embden-Meyerhof adalah nicotinamide-adenine dinucleotide (NAD). Langkah-langkah ini telah dikerjakan oleh Embden dan Meyerhof (ahli biokimia Jerman) dan oleh karena itu dikenal sebagai jalur Embden-Meyerhof.

Itu terjadi di sitoplasma dan tidak membutuhkan oksigen. Di sini molekul glukosa dipecah menjadi asam piruvat (molekul rantai 3 karbon) dan energi dilepaskan yang cukup untuk mensintesis dua molekul ATP. Asam piruvat ini diubah menjadi etil alkohol atau asam laktat dalam sel anaerobik (misalnya sel ragi atau otot) seperti yang ditunjukkan di bawah ini —

Dalam sel ragi = Asam piruvat – CO2 →Asetaldehida etil →alkohol + energi

Dalam sel otot = Asam piruvat Laktat dehidrogenase / + NADH → Asam laktat + NAD + energi

NAD = nikotinamida adenin dinukleotida

Jalur Embden-Meyerhof:

Langkah-langkah dalam reaksi jalur adalah sebagai berikut -

(1) Glukosa difosforilasi melalui reaksi dengan molekul ATP yang diubah menjadi ADP. Reaksi tergantung Mg++.

(2) Glukosa 6-fosfat yang terbentuk mengalami transformasi isomer menjadi fruktosa 6-fosfat.

(3) Ini bergabung dengan molekul ATP lebih lanjut untuk membentuk fruktosa 1, 6-difosfat. Reaksi ini bergantung pada Mg++.

(4) Fruktosa 1, 6-difosfat sekarang dipecah menjadi dua molekul 3-karbon: 3-fosfogliseraldehida dan dihidroksiaseton fosfat. Tetapi dihidroksiaseton fosfat diubah oleh enzim menjadi 3-fosfogliseraldehida. Dari tahap ini ada dua molekul karbon yang mengambil bagian dalam reaksi selanjutnya.

(5) Dalam reaksi ini kofaktor NAD + tereduksi menjadi NADH dengan pembentukan 1, 3-difosfogliserat (1, asam 3-difosfogliserat).

(6) Pada 1 berikutnya, 3-difosfogliserat didefosforilasi untuk membentuk 3-fosfogliserat (atau asam 3-fosfogliserat) dengan hasil satu molekul ATP untuk setiap molekul 3-karbon.

(7) 3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat yang diubah menjadi fosfoeno 1-piruvat.

(8) Defosforilasi dua molekul piruvat fosfoenol menghasilkan dua molekul ATP lebih lanjut.

(9) Dua molekul piruvat (asam piruvat) akhirnya diproduksi.

Keuntungan bersih dalam ATP menunjukkan bahwa degradasi satu molekul glukosa menghasilkan dua molekul ATP.

Nama-nama enzim yang berperan dalam jalur tersebut adalah fosfo-heksakinase atau fosfoglukokinase, fosfoheksosa isomerase atau glukosa-fosfat isomerase, aldolase, fosfogliserokinase, enolase dan piruvat kinase.

Di sebagian besar sel, reaksi ini menyediakan sumber NADH yang kemudian digunakan di dalam mitokondria. Di otot reaksi tidak berhenti pada asam piruvat. Biasanya, otot bernafas secara aerobik dengan mengoksidasi asam piruvat melalui siklus Krebs, tetapi selama latihan yang keras, oksigen tidak dapat mencapai jaringan dengan cukup cepat. Dalam hal ini otot memperoleh energi ekstra dengan mereduksi asam piruvat menjadi asam laktat, molekul NADH yang dioksidasi.

Peran NAD + sebagai koenzim sekarang jelas. Dalam pembentukan asam laktat NADH dioksidasi, sedangkan asam piruvat direduksi. NAD + sekarang tersedia sekali lagi untuk mengambil bagian dalam jalur (tahap 5).

Dalam glikolisis oksigen tidak diperlukan. Untuk alasan ini prosesnya disebut glikolisis anaerobik, pengembalian bersihnya adalah dua molekul ATP untuk satu molekul glukosa yang digunakan. Ini sangat tidak efisien dibandingkan dengan 38 molekul yang dihasilkan ketika asam piruvat digunakan untuk respirasi (oksidasi karbon menjadi CO2) di mitokondria.

Glikolisis anaerobik, bagaimanapun, penting ketika pasokan energi yang cepat diperlukan-seorang atlet menghasilkan ATP di ototnya selama sprint, tetapi asam laktat juga diproduksi. Kelebihan asam laktat mengurangi pH aliran darah ke tingkat yang tidak dapat ditoleransi. Otot-otot telah mengalami hutang oksigen. Ketika aktivitas kekerasan berhenti, mereka terus menggunakan oksigen dalam jumlah besar untuk mengubah kembali asam laktat menjadi asam piruvat.

Sel hewan menggunakan glikogen, polimer glukosa, sebagai titik awal dalam jalur tersebut.

Ketika asam piruvat memasuki mitokondria sel aerobik, asam piruvat dioksidasi menjadi CO2 dan air.

2. Dekarboksilasi oksidatif:

Ini adalah proses di mana dua molekul asam piruvat memasuki mitokondria di mana masing-masing diubah menjadi dua atom karbon, asam asetat. Satu karbon dilepaskan sebagai CO2. Penghapusan karbon dioksida dari asam piruvat disebut dekarboksilasi.

Asam asetat bergabung dengan koenzim A membentuk asetil KoA Selama proses ini 2H dilepaskan yang diterima oleh NAD + untuk membentuk NADH. 2H ditransfer ke sistem transpor elektron di mana ini menghasilkan 3 molekul ATP.

Jadi, di semua 6 molekul ATP dihasilkan dari dua molekul asam piruvat. Dalam proses ini sistem kompleks tiga enzim mengambil bagian, yaitu, asam piruvat dekarboksilase, dihidroksilipoiI transasetilase dan dehidroksilipoil dehidrogenase dan lima faktor-koenzim A, NAD, asam lipat, Mg ++ dan tiamin pirofosfat.

Siklus Kreb atau siklus asam sitrat asam trikarboksilat berlangsung di matriks mitokondria. Dalam proses ini banyak enzim dan ko-enzim mengambil bagian. Mereka mengkatalisis siklus reaksi biokimia di mana asam piruvat terdegradasi menjadi CO2, dan NADH juga diproduksi. NADH digunakan untuk reaksi lebih lanjut dalam mitokondria yang akhirnya mengarah pada produksi ATP.

Sir Hans Krebs menjelaskan sifat siklus pada tahun 1937 dan menerima Hadiah Nobel untuk penemuannya. Disebut siklus karena sitrat atau asam sitrat, titik awal nominal reaksi, diproduksi lagi pada akhir jalur dari asam oksaloasetat, menggunakan asetil-koenzim A. Reaksi kemudian dimulai kembali.

Berbagai tahapan siklus Krebs adalah sebagai berikut:

(1) Asam piruvat yang dihasilkan pada jalur Embden-Meyerhoff pertama-tama diubah menjadi asetil-koenzim A melalui kombinasi dengan koenzim A, suatu proses dekarboksilasi oksidatif, dengan pembentukan NADH dari NAD + .

(2) Asam oksaloasetat bergabung dengan asetil-koenzim A untuk membentuk asam sitrat, titik awal nominal siklus.

(3) Asam sitrat kehilangan satu molekul air untuk membentuk asam aconitic (aconitate) yang dikatalisis oleh aconitase.

(4) Pada penambahan air, asam akonitik diubah menjadi asam isositrat yang dikatalisis oleh isositrat dehidrogenase.

(5) Oksidasi asam isositrat menjadi asam oksalosuksinat mereduksi NAD+ menjadi NADH yang dikatalisis oleh enzim isositrat. Molekul NADH mengambil bagian dalam reaksi mitokondria lain yang mengarah pada produksi ATP.

(6) Asam oksalosuksinat kehilangan CO2 dan membentuk asam kctoglutarat (a-oksoglutarat) yang dikatalisis oleh enzim isositrat.

(7) Reaksi lagi yang melibatkan koenzim A mengarah pada pembentukan NADH dari NAD + dengan pelepasan CO2 dikatalisis oleh a-oksoglutarat oksidase. Suksinil koenzim A terbentuk.

(8) Konversi suksinil-koenzim A menjadi asam suksinat mengarah pada pembentukan molekul guanosin trifosfat (GTP) dari guanosin difosfat (GDP) dan pelepasan koenzim A yang dikatalisis oleh suksinat dehidrogenase.

(9) Bagian dari asam suksinat yang dihasilkan juga digunakan pada tahap selanjutnya untuk pembentukan ATP.

Sisa asam suksinat diubah menjadi asam fumarat yang dikatalisis oleh suksinat dehidrogenase.

(10) Asam fumarat kemudian diubah menjadi asam maliq, dengan penambahan air dan dikatalisis oleh fumerase.

(11) Asam malat dioksidasi menjadi asam oksaloasetat dengan pembentukan satu molekul lagi NADH dari NAD + . Ini dikatalisis oleh malat dehidrogenase.

Dan dengan demikian siklus diulang, asam oksaloasetat kembali bergabung dengan asetil – koenzim A untuk menghasilkan asam sitrat. Ini terjadi dalam matriks mitokondria.

Selama berbagai tahap siklus Krebs satu molekul asam piruvat, dua molekul NADH, satu NADPH, satu GTP, dan satu asam suksinat diproduksi. Semua ini digunakan sebagai pembawa energi. Akhirnya lergy terkunci di ATP. Misalnya GTP mengubah ADP menjadi ATP melalui transfer fosfat.

4. Rantai pernapasan dan fosforilasi oksidatif:

Dalam siklus Kreb, satu molekul asetil – koenzim A dioksidasi dan bersamaan dengan itu satu molekul FAD (flavoprotein) dan tiga molekul NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) direduksi.

Koenzim tereduksi ini dioksidasi dengan bantuan sistem enzim dan koenzim, yang disebut rantai pernapasan atau sistem transpor elektron yang terjadi di membran dalam mitokondria.

Dalam proses oksidasi ini sejumlah besar energi dibebaskan. Beberapa energi yang dibebaskan digunakan oleh subunit membran dalam F1 partikel memiliki tiga faktor kopling dan enzim ATPase dalam sintesis molekul ATP. Pembentukan molekul ATP selama oksidasi disebut fosforilasi oksidatif.

Rantai respirasi mengambil asam suksinat (suksinat) dan NADH dari enzim siklus Krebs. Ini bersama-sama dengan oksigen, rantai pernapasan menghasilkan banyak molekul ATP dan akhirnya CO2 dan air. Saat elektron yang dibawa oleh NADH dan asam suksinat bergerak ke bawah rantai, mereka melepaskan energinya, yang digunakan untuk konversi ADP menjadi ATP.

Enzim transpor elektron ini terletak di dalam membran dalam mitokondria [Fernandez Moran (mikroskop elektron) dan ahli biokimia Keilin, Hartree, Lehninger, King, dll.] Molekul NADH dan asam suksinat dibentuk oleh enzim siklus pembatas di dalam matriks.

Dalam kasus asam suksinat, sekarang disebut suksinat dehidrogenase, enzim pertama dalam rantai terletak di sisi matriks dan sitokrom C, yang beroperasi pada tahap 5, terletak di sisi berlawanan dari membran dalam.

Racker menyarankan bahwa semua3 terletak lagi di sisi matriks, sehingga rantai pernapasan akan melibatkan loop enzim di mana bahan akan memasuki rantai di sisi matriks dan produk akhir oksidasi juga akan keluar dari sisi yang sama.

Langkah terakhir dalam produksi ATP melibatkan penggabungan fosfat dengan ADP. Enzim yang mengkatalisis tahap ini adalah ATPase, yang terletak di partikel bertangkai di sisi matriks membran dalam.

Tahapan dalam reaksi berantai pernapasan adalah:

(1) Molekul NADH dan asam suksinat melewati ruang antara membran dalam dan luar mitokondria – mereka bertindak sebagai penghubung antara enzim siklus Krebs yang berada di luar dan enzim rantai pernapasan yang ada di dalam. NADH dioksidasi menjadi NAD+ dan kembali ke siklus Krebs. Reduksi koenzim lain Flavin-adenine dinucleotide (FAD), dengan demikian terjadi.

Ini secara permanen terikat pada katalis enzim yang terkait dengan reaksi spesifiknya. Oleh karena itu, enzim ini disebut flavoprotein, karena FAD mengandung flavin.

(2) Tahap selanjutnya (yaitu 2) melibatkan koenzim Q atau ubiquinone. Ini adalah lipid - protein larut. Ini bertindak sebagai semacam sistem bolak-balik antara flavoprotein dan rangkaian sitokrom yang dimulai dengan sitokrom b.

(3) Tahap ketiga (yaitu 3) melibatkan enzim yang mengandung sitokrom-besi. Atom besi terletak di tengah cincin porfirin. Protein jenis ini terlibat dalam reaksi oksidasi-reduksi dan bergantung pada perubahan Fe +++ + e → Fe ++

Sitokrom setidaknya ada lima jenis pada hewan, yang dikenal sebagai sitokrom b, c1, c, a dan3. Masing-masing sedikit berbeda dalam potensi redoksnya karena susunan dan struktur cincin porfirin dan protein. (Potensi redoks adalah ukuran dalam volt untuk mengurangi kapasitas). Sitokrom danз melakukan tahap akhir mentransfer elektron ke oksigen dan menggabungkannya dengan ion hidrogen yang dibebaskan sebelumnya dalam rantai, untuk membentuk air.

Ini adalah satu-satunya tahap dalam respirasi aerobik di mana oksigen dibutuhkan.

Fosforilasi oksidatif:

Gambar 13 menunjukkan bahwa energi yang dibebaskan pada berbagai tahap di sepanjang rantai pernapasan digunakan untuk menghasilkan ATP dari ADP. Ini adalah reaksi endergonik dan energi disimpan dalam ATP. Proses pembentukan ATP disebut fosforilasi oksidatif, karena fosfat ditambahkan ke ADP menggunakan energi dari oksidasi.

ADP + Pi + energi →ATP (i= anorganik)

[II] Sintesis ATP dari molekul glukosa:

Singkatnya, satu molekul glukosa pada hidrolisis dipecah menjadi dua asam piruvat (senyawa 3-karbon) di sitoplasma. Dua molekul asam piruvat dalam mitokondria diubah menjadi 2 molekul asetil koenzim A dengan bantuan 3 enzim dan lima kofaktor.

Satu molekul asetil koenzim (asetil о-A) dalam siklus Kreb menghasilkan tiga molekul NADH dan satu molekul flavoprotein tereduksi (FAD atau FP), dan 12 molekul ATP dapat diproduksi.

Molekul ATP lainnya diproduksi dalam reaksi suksinil koenzim-A sintetase. Oleh karena itu, dari satu molekul asam piruvat, dihasilkan 15 molekul ATP.

Dari 38 molekul ATP, 8 dihasilkan dari glikolisis satu molekul glukosa dan 30 dari 2 molekul asam piruvat.

[III] Jalur utama transfer elektron:

Selama rantai pernapasan, seperti yang telah dijelaskan, serangkaian pigmen, bahan kimia, dan enzim memainkan peran utama. Dalam jalur utama jalur utama reaksi oksidasi-reduksi sel adalah penghilangan hidrogen dari substrat (AH2) oleh dehidrogenase.

Hidrogen biasanya diambil oleh bagian koenzim dehidrogenase dari substrat dan dibawa ke flavoprotein, yang bertindak sebagai pembawa hidrogen (yaitu, FAD-flavin adenin dinukleotida).

Sekarang dari FAD, setiap hidrogen dilepaskan sebagai ion dalam cairan sel dan elektron diteruskan ke pigmen — sitokrom yang a, b, c, c1 dan sebagaiз jenis terutama. Dari sitokrom, elektron diberikan ke enzim — sitokrom oksidase, yang akhirnya melepaskan elektron menjadi oksigen. Oksigen ini bersatu dengan ion hidrogen membentuk air. Seluruh proses diilustrasikan pada gambar. 13.


Menjalankan Godaan Harian dengan Gin

  1. Fosforilasi
  2. Pemisahan heksosa, 1,6 bifosfat
  3. Oksidasi Triosa fosfat
  4. Konversi Triosa fosfat menjadi piruvat
  • Satu ATP molekul adalah terhidrolisis dan yang dibebaskan fosfat kelompok bergabung dengan molekul glukosa.
  • Glukosa 6 fosfat menjadi Fruktosa 6 fosfat. -> Isomerisasi
  • Lain ATP molekul dihidrolisis dan gugus fosfat berikatan dengan Fruktosa 6 fosfat untuk membentuk Heksosa 1,6 bifosfat.
  • Setiap molekul dari Heksosa 1,6-bifosfat dipecah menjadi dua molekul baru yang disebut triosa fosfat. Ini karena molekul seperti Heksosa, 1,6-bifosfat tidak stabil. A triosa fosfat adalah molekul gula 3-karbon dengan satu gugus fosfat.
  • Sebuah proses oksidasi.
  • Dua atom hidrogen dihapus dari masing-masing triosa fosfat.
  • Melibatkan enzim dehidrogenase.
  • Dibantu oleh koenzim NAD, keduanya atom hidrogen ikatan dengan NAD untuk membentuk MENGURANGI NAD. NAD adalah akseptor hidrogen.
  • Dua NAD tereduksi per molekul glukosa.
  • Dua molekul dari ATP juga diproduksi = FOSPORILASI TINGKAT SUBSTRAT.
  • 4 enzim reaksi yang dikatalisis mengubah masing-masing molekul triosa fosfat menjadi molekul piruvat.
  • 2 molekul ADP terfosforilasi menjadi 2 molekul ATP
  • Keuntungan bersih dari: 2 ATP
  • 2 Molekul NAD Tereduksi
  • 2 Molekul Piruvat

  • Enzim yang mengkatalisis tahap-tahap reaksi ini
  • Molekul Koenzim NAD
  • oksaloasetat: senyawa 4C yang menerima asetat dari reaksi penghubung
  • DNA mitokondria/DNA Hawa
  • Ribosom mitokondria (partikel bertangkai)
  • itu tidak dapat ditembus oleh sebagian besar molekul kecil, termasuk ion hidrogen
  • dilipat menjadi banyak krista untuk area permukaan yang lebih besar
  • memiliki pembawa elektron dan enzim ATP sintase
  • adalah enzim, ia juga memiliki kofaktor, yang bukan protein dan mengandung gugus hem dan besi
  • kofaktor dapat menyumbangkan dan menerima elektron
  • enzim oksireduktase
  • beberapa memiliki koenzim yang membantu memompa proton dari matriks ke ruang antar membran.
  • proton menumpuk di ruang antar membran, karena membran bagian dalam bersifat impermeabel.
  • menonjol dari membran dalam ke matriks
  • partikel yang dikuntit
  • memungkinkan proton melewati (ion H+)
1. Asetat diturunkan dari CoA dan berikatan dengan oksaloasetat membentuk senyawa 6C yang disebut garam sitrat.

Untuk Siswa & Guru

Untuk Guru Saja

PENGERTIAN TAHAN LAMA
EN-1
Organisasi sistem kehidupan yang sangat kompleks membutuhkan masukan energi yang konstan dan pertukaran makromolekul.

TUJUAN PEMBELAJARAN
EN-1.K
Jelaskan proses yang memungkinkan organisme untuk menggunakan energi yang tersimpan dalam makromolekul biologis.

EN-1.L
Jelaskan bagaimana sel memperoleh energi dari makromolekul biologis untuk menjalankan fungsi seluler.

PENGETAHUAN PENTING
EN-1.K.1
Fermentasi dan respirasi sel menggunakan energi dari makromolekul biologis untuk menghasilkan ATP. Respirasi dan fermentasi adalah karakteristik dari semua bentuk kehidupan.

EN-1.K.2
Respirasi seluler pada eukariota melibatkan serangkaian reaksi terkoordinasi enzim-katalis yang menangkap energi dari makromolekul biologis.

EN-1.K.3
Rantai transpor elektron mentransfer energi dari elektron dalam serangkaian reaksi berpasangan yang membentuk gradien elektrokimia melintasi membran —

  1. Reaksi berantai transpor elektron terjadi di kloroplas, mitokondria, dan membran plasma prokariotik.
  2. Dalam respirasi seluler, elektron yang dikirim oleh NADH dan FADH2 dilewatkan ke serangkaian akseptor elektron saat mereka bergerak menuju terminal akseptor elektron, oksigen. Dalam fotosintesis, akseptor elektron terminal adalah NADP +. Prokariota aerobik menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron terminal, sedangkan prokariota anaerobik menggunakan molekul lain.
  3. Transfer elektron disertai dengan pembentukan gradien proton melintasi membran mitokondria bagian dalam atau membran internal kloroplas, dengan membran yang memisahkan wilayah konsentrasi proton tinggi dari wilayah konsentrasi proton rendah. Pada prokariota, perjalanan elektron disertai dengan pergerakan proton melintasi membran plasma.
  4. Aliran proton kembali melalui ATP sintase yang terikat membran oleh kemiosmosis mendorong pembentukan ATP dari ADP dan fosfat anorganik. Ini dikenal sebagai fosforilasi oksidatif dalam respirasi sel dan fotofosforilasi dalam fotosintesis.
  5. Dalam respirasi seluler, pemisahan fosforilasi oksidatif dari transpor elektron menghasilkan panas. Panas ini dapat digunakan oleh organisme endotermik untuk mengatur suhu tubuh.

EN-1.L.1
Glikolisis adalah jalur biokimia yang melepaskan energi dalam glukosa untuk membentuk ATP dari ADP dan fosfat anorganik, NADH dari NAD +, dan piruvat.

EN-1.L.2
Piruvat diangkut dari sitosol ke mitokondria, di mana oksidasi lebih lanjut terjadi.

EN-1.L.3
Dalam siklus Krebs, karbon dioksida dilepaskan dari zat antara organik. ATP disintesis dari ADP dan fosfat anorganik, dan elektron ditransfer ke koenzim NADH dan FADH22.

EN-1.L.4
Elektron yang diekstraksi dalam reaksi glikolisis dan siklus Krebs ditransfer oleh NADH dan FADH2 ke rantai transpor elektron di membran mitokondria bagian dalam.

EN-1.L.5
Ketika elektron ditransfer antar molekul dalam urutan reaksi saat mereka melewati ETC, gradien elektrokimia proton (ion hidrogen) melintasi membran mitokondria bagian dalam terbentuk.

EN-1.L.6
Fermentasi memungkinkan glikolisis untuk melanjutkan tanpa adanya oksigen dan menghasilkan molekul organik, termasuk alkohol dan asam laktat, sebagai produk limbah.

EN-1.L.7
Konversi ATP menjadi ADP melepaskan energi, yang digunakan untuk menggerakkan banyak proses metabolisme.

PERNYATAAN PENGECUALIAN

Nama-nama pembawa elektron tertentu dalam rantai transpor elektron berada di luar cakupan kursus dan ujian AP.

Langkah-langkah spesifik, nama enzim, dan perantara dari jalur untuk proses ini berada di luar cakupan kursus dan ujian AP.

Menghafal langkah-langkah dalam glikolisis dan siklus Krebs, dan struktur molekul dan nama-nama enzim yang terlibat, berada di luar cakupan kursus dan Ujian AP.


Mitokondria, Edisi ke-3

Michael J. Bennett , . Ann Saada , dalam Metode dalam Biologi Sel , 2020

3.3.1.3 Protokol

Palmitoyl-CoA digunakan sebagai substrat untuk pengukuran VLCAD, dan octanoyl-CoA dan butyryl-CoA untuk MCAD dan SCAD, masing-masing (Hale et al., 1990).

Kondisi pengujian akhir untuk ketiga ACD, dengan volume akhir 400 L, adalah 20 mM Tris–HCl, pH 8,0, dengan jumlah variabel transfer elektron flavoprotein (tergantung pada hasil pemurnian), 18,5 mM d-glukosa , 20 unit d-glukosa, dan 0,5 unit katalase (untuk menghilangkan oksigen dari bejana reaksi), dan substrat 50 M (palmitoil-CoA untuk VLCAD, octanoyl-CoA untuk MCAD, dan butyryl-CoA untuk SCAD).

Setelah degassing dan pembilasan kuvet dengan nitrogen, reaksi dimulai dengan penambahan 20-200 g protein. Fluoresensi dipantau pada panjang gelombang insiden 405 nm dan emisi pada 490 nm.


7 pemikiran tentang &ldquo NADH.H+ Reoksidasi selama Kondisi Anaerobik &rdquo

mengapa NAD & NADH+H+ ditulis seperti itu, dan apa bedanya?

The right form of writing NAD in the oxidized form is NAD+ since this chemical structure has a positive charge (like the N in NH4+) in a reduction process,
NAD+ + H2 —> A Hydrogen with two electrons are bound to the NAD+, so it becomes NADH
As you see, the only “part” of the H2 that results bound to the NAD+ is H: and that is why we should write the reduced form as NADH
but since a proton H+ of the original H2 is released to the environment, then it is used to write the reduced form of NAD+ as NADH. H+, indicating also the proton (H+) that has been released.
Terima kasih atas pertanyaan Anda.

in all those reactions assuming only 1 glucose molecule is used therefor only 12 hydrogen atoms are available for the whole reaction. If this system of NADH + H+ is used, I find a total of 22 hydrogen atoms would be required. Apa yang saya lewatkan? where are the extra H+ ions coming from?

Ie. Glycolysis: Glucose ==> 2x Pyruvate 4H removed (2x NADH + H+)
Link Reaction: 2x Pyruvate ==> 2x Acetyl CoA 4H removed (2x NADH + H+)
Krebs Cycle:2x Oxaloacetate + Acetyl ==> Citrate ==>…==> Oxaloacetate(2x (3x NADH + H+)
+ (FADH2) = 18H)

Please explain where the 10 extra H+ ions are coming from cos this is a nightmare. The entire reaction is limited to 12H as far as I can see as no more are added anywhere.

Hi, Matthew!
Thanks for sharing your doubts with me.
(I assume that you are very young since your call it a nightmare…happily you have not found real nightmares yet!)

Let’s balance some global equations:

This is the very global equation:
C6 H12 O6 (glucose) + 6 O2 —–> 6 CO2 + 6 H2O (you can see 12 Hydrogens at the left and 12 at the right)

Let’s see if it is true, buy analizing two big steps:

Aerobic glycolysis:
C6 H12 O6 +O2——-> 2 (C3 H4 O3) (pyruvic) + 2 H2O

From Pyruvic to CO2 -includes pyruvic decarboxylation and krebs cyle-(you can balance and check)

2 (C3 H4 O3)pyruvic + 5 O2 —> 6 CO2 + 4 H2O

(If you add both reactions you obtain the more global reaction written above)

So, you can see that there are 12 hydrogens at the left and 12 hydrogens at the right.

This 12 hydrogens are included in 6 molecules of water, since they go, from the reduced cofactors formed in these processes, to the respiratory chain.

I think I may have phrased my question wrong. What I was asking was why “NADH + H+” was now the terminology rather than what I previously thought: simply “NADH”. Why the additional H+? The whole equation works when only NADH is used.

The answer here might be option (G)

in the reaction of glycolysis
when glyceraldehyde 3 phosphate is converted to 1,3 bis phosphoglycerate….
only one hydrogen is removed from glyceraldehyde 3 phosphate and is replaced by one phosphate
and this hydrogen is denoted to NAD+
so it must be written as NADH then why do we write NADH + H+
from where did the other hydrogen come from ?


Pyruvate oxidation - where did the hydrogen come from? - Biologi

80 notecards = 20 pages ( 4 cards per page)

Campbell Biology: Chapter 9 Test Preparation (powell_h)

Apa istilah untuk jalur metabolisme yang melepaskan energi yang tersimpan dengan memecah molekul kompleks?
A) jalur anabolik
B. jalur katabolik
C) jalur fermentasi
D) jalur termodinamika
E) jalur bioenergi

Molekul yang berfungsi sebagai reduktor (donor elektron) dalam reaksi redoks atau oksidasi-reduksi
A) memperoleh elektron dan memperoleh energi potensial.
B) kehilangan elektron dan kehilangan energi potensial.
C. menerima elektron dan kehilangan energi potensial
D) kehilangan elektron dan memperoleh energi potensial.
E) tidak memperoleh atau kehilangan elektron, tetapi memperoleh atau kehilangan energi potensial.

Ketika elektron bergerak lebih dekat ke atom yang lebih elektronegatif, apa yang terjadi?
A) Semakin elektronegatif atom berkurang, dan energi dilepaskan.
B) Semakin elektronegatif atom berkurang, dan energi yang dikonsumsi.
C) Semakin elektronegatif atom teroksidasi, dan energi yang dikonsumsi.
D) Atom yang lebih elektronegatif dioksidasi, dan energi dilepaskan.
E) Semakin elektronegatif atom berkurang, dan entropi berkurang.

Mengapa oksidasi senyawa organik oleh molekul oksigen untuk menghasilkan CO₂ dan air melepaskan energi bebas?
A) Ikatan kovalen dalam molekul organik dan molekul oksigen memiliki energi kinetik lebih besar daripada ikatan kovalen dalam air dan karbon dioksida.
B) Elektron sedang dipindahkan dari atom yang memiliki afinitas lebih rendah untuk elektron (seperti C) ke atom dengan afinitas yang lebih tinggi untuk elektron (seperti O).
C) Oksidasi senyawa organik dapat digunakan untuk membuat ATP.
D) Elektron memiliki energi potensial yang lebih tinggi bila dikaitkan dengan air dan CO₂ daripada dalam senyawa organik.
E) Ikatan kovalen pada O₂ tidak stabil dan mudah diputus oleh elektron dari molekul organik.

Manakah dari pernyataan berikut yang menggambarkan hasil reaksi ini?
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + Energi
A) C₆H₁₂O₆ teroksidasi dan O₂ tereduksi.
B) O₂ teroksidasi dan H₂O tereduksi.
C) CO₂ direduksi dan O₂ dioksidasi.
D) C₆H₁₂O₆ direduksi dan CO₂ dioksidasi.
E) O₂ direduksi dan CO₂ dioksidasi.

Ketika molekul glukosa kehilangan atom hidrogen sebagai akibat dari reaksi oksidasi-reduksi, molekul menjadi:
A. terhidrolisis
B) terhidrogenasi.
C) teroksidasi.
D) berkurang.
E. zat pengoksidasi

Ketika sebuah molekul NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) memperoleh atom hidrogen (bukan proton), molekul tersebut menjadi
A) terdehidrogenasi.
B. teroksidasi
C) berkurang.
D. redoks.
E. terhidrolisis

Manakah dari pernyataan berikut yang menggambarkan NAD?
A) NAD direduksi menjadi NADH selama glikolisis, oksidasi piruvat, dan siklus asam sitrat.
B) NAD memiliki energi kimia lebih banyak daripada NADH.
C) NAD dioksidasi oleh aksi hidrogenase.
D) NAD dapat menyumbangkan elektron untuk digunakan dalam fosforilasi oksidatif.
E) In the absence of NAD⁺, glycolysis can still function

Dimanakah tempat terjadinya glikolisis pada sel eukariotik?
A) matriks mitokondria
B) membran luar mitokondria
C. membran dalam mitokondria
D. ruang antar membran mitokondria
E) sitosol

ATP yang dibuat selama glikolisis dihasilkan oleh
A) fosforilasi tingkat substrat.
B. transpor elektron
C. fotofosforilasi
D. kemiosmosis.
E) oksidasi NADH menjadi NAD.

Oksigen yang dikonsumsi selama respirasi seluler terlibat langsung dalam proses atau peristiwa apa?
A. glikolisis
B) menerima elektron pada akhir rantai transpor elektron
C) siklus asam sitrat
D) oksidasi piruvat menjadi asetil KoA
E) fosforilasi ADP menjadi ATP

Proses mana dalam sel eukariotik yang akan berlangsung normal apakah oksigen (O₂) ada atau tidak ada?
A. transpor elektron
B. glikolisis
C) siklus asam sitrat
D) fosforilasi oksidatif
E. kemiosmosis

Sebuah elektron kehilangan energi potensial ketika
A) bergeser ke atom yang kurang elektronegatif.
B) bergeser ke atom yang lebih elektronegatif.
C) meningkatkan energi kinetiknya.
D) meningkatkan aktivitasnya sebagai agen pengoksidasi.
E. bergerak semakin menjauhi inti atom.

Mengapa karbohidrat dan lemak termasuk makanan berenergi tinggi?
A) Mereka memiliki banyak atom oksigen.
B) Mereka tidak memiliki nitrogen dalam riasan mereka.
C) Mereka dapat memiliki kerangka karbon yang sangat panjang.
D) Mereka memiliki banyak elektron yang terkait dengan hidrogen.
E) Mereka mudah direduksi.

Fosforilasi tingkat substrat menyumbang kira-kira berapa persentase ATP yang dibentuk oleh reaksi glikolisis?
A) 0%
B) 2%
C) 10%
D) 38%
E) 100%

Selama glikolisis, ketika setiap molekul glukosa dikatabolisme menjadi dua molekul piruvat, sebagian besar energi potensial yang terkandung dalam glukosa adalah
A) ditransfer ke ADP, membentuk ATP.
B) ditransfer langsung ke ATP.
C) dipertahankan dalam dua piruvat.
D) disimpan dalam NADH yang dihasilkan.
E) digunakan untuk memfosforilasi fruktosa untuk membentuk fruktosa 6-fosfat.

Selain ATP, apa produk akhir glikolisis?
A.CO₂ dan HO
B) CO₂ dan piruvat
C. NADH dan piruvat
D.CO₂ dan NADH
E) H₂O, FADH, dan sitrat

Energi bebas untuk oksidasi glukosa menjadi CO₂ dan air adalah -686 kkal/mol dan energi bebas untuk reduksi NAD menjadi NADH adalah +53 kkal/mol. Mengapa hanya dua molekul NADH yang terbentuk selama glikolisis padahal ternyata dapat terbentuk selusin?
A) Sebagian besar energi bebas yang tersedia dari oksidasi glukosa digunakan dalam produksi ATP dalam glikolisis.
B) Glikolisis adalah reaksi yang sangat tidak efisien, dengan banyak energi glukosa dilepaskan sebagai panas.
C) Sebagian besar energi bebas yang tersedia dari oksidasi glukosa tetap berada dalam piruvat, salah satu produk glikolisis.
D) Tidak ada CO₂ atau air yang dihasilkan sebagai produk glikolisis.
E) Glikolisis terdiri dari banyak reaksi enzimatik, yang masing-masing mengekstrak energi dari molekul glukosa.

Dimulai dengan satu molekul glukosa, produk glikolisis yang mengandung energi adalah:
A) 2 NAD, 2 piruvat, dan 2 ATP.
B) 2 NADH, 2 piruvat, dan 2 ATP.
C) 2 FADH, 2 piruvat, dan 4 ATP.
D) 6 CO₂, 2 ATP, dan 2 piruvat.
E) 6 CO₂, 30 ATP, dan 2 piruvat.

Dalam glikolisis, untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi menjadi piruvat
A) dua molekul ATP digunakan dan dua molekul ATP diproduksi.
B) dua molekul ATP digunakan dan empat molekul ATP diproduksi.
C) empat molekul ATP digunakan dan dua molekul ATP diproduksi.
D) dua molekul ATP digunakan dan enam molekul ATP diproduksi.
E) enam molekul ATP digunakan dan enam molekul ATP diproduksi.

Molekul yang terfosforilasi
A) telah direduksi sebagai akibat dari reaksi redoks yang melibatkan hilangnya fosfat anorganik.
B) memiliki reaktivitas kimia yang menurun, lebih kecil kemungkinannya untuk menyediakan energi untuk kerja seluler.
C) telah dioksidasi sebagai hasil dari reaksi redoks yang melibatkan perolehan fosfat anorganik.
D) memiliki energi potensial kimia yang meningkat sehingga prima untuk melakukan pekerjaan seluler.
E) memiliki lebih sedikit energi daripada sebelum fosforilasi dan oleh karena itu lebih sedikit energi untuk kerja seluler.

Racun metabolik jenis apa yang paling langsung mengganggu glikolisis?
A) zat yang bereaksi dengan oksigen dan menghabiskan konsentrasinya di dalam sel
B) agen yang mengikat piruvat dan menonaktifkannya
C) agen yang sangat mirip dengan struktur glukosa tetapi tidak dimetabolisme
D) zat yang bereaksi dengan NADH dan mengoksidasinya menjadi NAD
E) agen yang menghalangi lewatnya elektron di sepanjang rantai transpor elektron

Mengapa glikolisis digambarkan memiliki fase investasi dan fase hasil?
A) Keduanya membagi molekul dan merakit molekul.
B) Ini menempel dan melepaskan gugus fosfat.
C) Menggunakan glukosa dan menghasilkan piruvat.
D) Menggeser molekul dari sitosol ke mitokondria.
E) Menggunakan ATP yang disimpan dan kemudian membentuk peningkatan bersih ATP.

Pengangkutan piruvat ke dalam mitokondria bergantung pada gaya gerak proton melintasi membran dalam mitokondria. Bagaimana piruvat masuk ke mitokondria?
A. transpor aktif
B) diffusion
C. difusi terfasilitasi
D) melalui saluran
E) melalui pori

Manakah dari metabolit perantara berikut yang memasuki siklus asam sitrat dan dibentuk, sebagian, dengan menghilangkan karbon (CO₂) dari satu molekul piruvat?
A) laktat
B) gliseraldehida-3-fosfat
C) oksaloasetat
D) asetil KoA
E) sitrat

Selama respirasi seluler, asetil KoA terakumulasi di lokasi mana?
A) sitosol
B) membran luar mitokondria
C. membran dalam mitokondria
D. ruang antar membran mitokondria
E) matriks mitokondria

Berapa banyak atom karbon yang dimasukkan ke dalam siklus asam sitrat sebagai akibat dari oksidasi satu molekul piruvat?
Dua
B) empat
C) enam
D) delapan
E) sepuluh

Karbon dioksida (CO₂) dilepaskan selama tahap mana dari respirasi seluler berikut?
A) glikolisis dan oksidasi piruvat menjadi asetil KoA
B) oksidasi piruvat menjadi asetil KoA dan siklus asam sitrat
C) siklus asam sitrat dan fosforilasi oksidatif
D) fosforilasi oksidatif dan fermentasi
E) fermentasi dan glikolisis

Seekor hewan muda tidak pernah memiliki banyak energi. Dia dibawa ke dokter hewan untuk meminta bantuan dan dikirim ke rumah sakit hewan untuk beberapa tes. Di sana mereka menemukan mitokondrianya hanya dapat menggunakan asam lemak dan asam amino untuk respirasi, dan sel-selnya menghasilkan lebih banyak laktat daripada biasanya. Dari berikut ini, mana penjelasan terbaik tentang kondisinya?
A) Mitokondrianya kekurangan protein transpor yang menggerakkan piruvat melintasi membran luar mitokondria.
B) Sel-selnya tidak dapat memindahkan NADH dari glikolisis ke dalam mitokondria.
C) Sel-selnya mengandung sesuatu yang menghambat penggunaan oksigen di mitokondrianya.
D) Sel-selnya kekurangan enzim dalam glikolisis yang membentuk piruvat.
E) Sel-selnya memiliki rantai transpor elektron yang rusak, sehingga glukosa menjadi laktat dan bukan asetil KoA.

Selama respirasi aerobik, elektron bergerak menuruni bukit dalam urutan apa?
A) makanan → siklus asam sitrat → ATP → NAD
B) makanan → NADH → rantai transpor elektron → oksigen
C) glukosa → piruvat → ATP → oksigen
D) glukosa → ATP → rantai transpor elektron → NADH
E) makanan → glikolisis → siklus asam sitrat → NADH → ATP

Berapa fraksi karbon dioksida yang dihembuskan oleh hewan yang dihasilkan oleh reaksi siklus asam sitrat, jika glukosa adalah satu-satunya sumber energi?
A) 1/6
B) 1/3
C) 1/2
D) 2/3
E) 100/100

Di mana protein dari rantai transpor elektron berada?
A) sitosol
B) membran luar mitokondria
C. membran dalam mitokondria
D. ruang antar membran mitokondria
E) matriks mitokondria

Dalam respirasi seluler, energi untuk sebagian besar sintesis ATP disuplai oleh
A) ikatan fosfat energi tinggi dalam molekul organik.
B) gradien proton melintasi membran.
C. mengubah oksigen menjadi ATP
D) mentransfer elektron dari molekul organik ke piruvat.
E) menghasilkan karbon dioksida dan oksigen dalam rantai transpor elektron.

Selama respirasi aerobik, manakah dari berikut ini yang secara langsung menyumbangkan elektron ke rantai transpor elektron pada tingkat energi terendah?
A) NAD+
B) NADH
C) ATP
D) ADP + Pi
E) FADH2

Peran utama oksigen dalam respirasi sel adalah untuk
A) menghasilkan energi dalam bentuk ATP saat diturunkan ke rantai pernapasan.
B) bertindak sebagai akseptor elektron dan hidrogen, membentuk air.
C) bergabung dengan karbon, membentuk CO₂.
D) bergabung dengan laktat, membentuk piruvat.
E. mengkatalisis reaksi glikolisis

nside an active mitochondrion, most electrons follow which pathway?
A) glikolisis → NADH → fosforilasi oksidatif → ATP → oksigen
B) siklus asam sitrat → FADH → rantai transpor elektron → ATP
C) rantai transpor elektron → siklus asam sitrat → ATP → oksigen
D) piruvat → siklus asam sitrat → ATP → NADH → oksigen
E) siklus asam sitrat → NADH → rantai transpor elektron → oksigen

Selama respirasi aerobik, H₂O terbentuk. Dari mana atom oksigen untuk pembentukan air berasal?
A. karbon dioksida (CO₂)
B) glukosa (C₆H₁₂O₆)
C) molekul oksigen (O₂)
D) piruvat (C₃H₃O₃-)
E) laktat (C₃H₅O₃-)

Dalam fosforilasi kemiosmotik, sumber energi apa yang paling langsung digunakan untuk mengubah ADP + Pi menjadi ATP?
A) energi yang dilepaskan saat elektron mengalir melalui sistem transpor elektron
B) energi yang dilepaskan dari fosforilasi tingkat substrat
C) energi yang dilepaskan dari pergerakan proton melalui ATP sintase, melawan gradien elektrokimia
D) energi yang dilepaskan dari pergerakan proton melalui ATP sintase, menuruni gradien elektrokimia
E) Tidak diperlukan sumber energi eksternal karena reaksinya eksergonik.

Energi yang dilepaskan oleh rantai transpor elektron digunakan untuk memompa H ke lokasi mana dalam sel eukariotik?
A) sitosol
B) membran luar mitokondria
C. membran dalam mitokondria
D. ruang antar membran mitokondria
E) matriks mitokondria

Sumber energi langsung yang mendorong sintesis ATP selama fosforilasi oksidatif respirasi dalam sel eukariotik adalah
A) oksidasi glukosa menjadi CO₂ dan air.
B) aliran elektron yang menguntungkan secara termodinamika dari NADH ke pembawa transpor elektron mitokondria.
C) transfer terakhir elektron ke oksigen.
D) gaya gerak proton melintasi membran mitokondria bagian dalam.
E) transfer fosfat yang menguntungkan secara termodinamika dari glikolisis dan molekul perantara siklus asam sitrat dari ADP.

Ketika ion hidrogen dipompa dari matriks mitokondria melintasi membran dalam dan ke dalam ruang antarmembran, hasilnya adalah
A.pembentukan ATP
B) reduksi NAD.
C) pemulihan keseimbangan Na⁺/K melintasi membran.
D) penciptaan gaya gerak proton.
E) penurunan pH dalam matriks mitokondria.

Di manakah lokasi ATP sintase di mitokondria?
A) sitosol
B. rantai transpor elektron
C. membran luar
D. membran dalam
E) matriks mitokondria

Dimungkinkan untuk menyiapkan vesikel dari bagian membran mitokondria bagian dalam. Manakah dari proses berikut yang masih dapat dilakukan oleh membran dalam yang terisolasi ini?
A) siklus asam sitrat
B) fosforilasi oksidatif
C) glikolisis dan fermentasi
D) pengurangan NAD
E) siklus asam sitrat dan fosforilasi oksidatif

Berapa banyak molekul oksigen (O₂) yang dibutuhkan setiap kali molekul glukosa (C₆H₁₂O₆) teroksidasi sempurna menjadi karbon dioksida dan air melalui respirasi aerobik,?
A) 1
B) 3
C) 6
D) 12
E) 30

Manakah dari berikut ini yang menghasilkan ATP paling banyak ketika glukosa (C₆H₁₂O₆) dioksidasi sempurna menjadi karbon dioksida (CO₂) dan air?
A. glikolisis
B. fermentasi
C) oksidasi piruvat menjadi asetil KoA
D) siklus asam sitrat
E) fosforilasi oksidatif (kemiosmosis)

Kira-kira berapa banyak molekul ATP yang dihasilkan dari oksidasi lengkap dua molekul glukosa (C₆H₁₂O₆) dalam respirasi seluler aerobik?
A) 2
B) 4
C) 15
D) 30-32
E) 60-64

Sintesis ATP dengan fosforilasi oksidatif, menggunakan energi yang dilepaskan oleh pergerakan proton melintasi membran menuruni gradien elektrokimianya, adalah contoh dari
A. transpor aktif
B) reaksi endergonik yang digabungkan dengan reaksi eksergonik.
C) reaksi dengan G positif.
D) osmosis.
E) regulasi alosterik.

Sintesis ATP kemiosmotik (fosforilasi oksidatif) terjadi di
A) semua sel, tetapi hanya dengan adanya oksigen.
B) hanya sel eukariotik, dengan adanya oksigen.
C) hanya di mitokondria, menggunakan oksigen atau akseptor elektron lainnya.
D) semua sel yang bernafas, baik prokariotik maupun eukariotik, menggunakan oksigen atau akseptor elektron lainnya.
E) semua sel, tanpa adanya respirasi.

Jika sebuah sel mampu mensintesis 30 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi sempurna oleh karbon dioksida dan air, berapa banyak molekul ATP yang dapat disintesis sel untuk setiap molekul piruvat yang dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air?
A) 0
B) 1
C) 12
D) 14
E) 15

Apa itu gaya gerak proton?
A) gaya yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari hidrogen
B) gaya yang diberikan pada proton oleh gradien konsentrasi proton transmembran
C) gaya yang menggerakkan hidrogen ke dalam ruang antarmembran
D) gaya yang menggerakkan hidrogen ke dalam mitokondria
E) gaya yang menggerakkan hidrogen ke NAD

Dalam sel hati, membran mitokondria bagian dalam kira-kira lima kali luas membran mitokondria bagian luar. Apa tujuan ini harus melayani?
A) Ini memungkinkan peningkatan laju glikolisis.
B) Ini memungkinkan peningkatan laju siklus asam sitrat.
C) Ini meningkatkan permukaan untuk fosforilasi oksidatif.
D) Ini meningkatkan permukaan untuk fosforilasi tingkat substrat.
E) Ini memungkinkan sel hati memiliki lebih sedikit mitokondria.

Sel lemak coklat menghasilkan protein yang disebut thermogenin di membran dalam mitokondria mereka. Termogenin adalah saluran untuk memfasilitasi transportasi proton melintasi membran. Apa yang akan terjadi pada sel lemak coklat ketika mereka memproduksi thermogenin?
A) Sintesis ATP dan pembangkitan panas keduanya akan meningkat.
B) Sintesis ATP akan meningkat, dan pembentukan panas akan berkurang.
C) Sintesis ATP akan berkurang, dan pembentukan panas akan meningkat.
D) Sintesis ATP dan pembentukan panas keduanya akan menurun.
E) Sintesis ATP dan pembangkitan panas akan tetap sama.

Dalam mitokondria, jika konsentrasi ATP matriks tinggi, dan konsentrasi proton ruang antarmembran terlalu rendah untuk menghasilkan gaya gerak proton yang cukup, maka
A) ATP sintase akan meningkatkan laju sintesis ATP.
B) ATP sintase akan berhenti bekerja.
C) ATP sintase akan menghidrolisis ATP dan memompa proton ke dalam ruang antar membran.
D) ATP sintase akan menghidrolisis ATP dan memompa proton ke dalam matriks.

Proses katabolik mana yang mungkin telah digunakan oleh sel-sel di Bumi purba sebelum oksigen bebas tersedia?
A) glikolisis dan fermentasi saja
B) glikolisis dan siklus asam sitrat saja
C) glikolisis, oksidasi piruvat, dan siklus asam sitrat
D) hanya fosforilasi oksidatif
E) glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam sitrat, dan fosforilasi oksidatif, menggunakan akseptor elektron selain oksigen

Proses katabolik mana yang mungkin telah digunakan oleh sel-sel di Bumi purba sebelum oksigen bebas tersedia?
A) glikolisis dan fermentasi saja
B) glikolisis dan siklus asam sitrat saja
C) glikolisis, oksidasi piruvat, dan siklus asam sitrat
D) hanya fosforilasi oksidatif
E) glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam sitrat, dan fosforilasi oksidatif, menggunakan akseptor elektron selain oksigen

Manakah dari berikut ini yang biasanya terjadi terlepas dari ada atau tidaknya oksigen (O₂)?
A. glikolisis
B. fermentasi
C) oksidasi piruvat menjadi asetil KoA
D) siklus asam sitrat
E) fosforilasi oksidatif (kemiosmosis)

Manakah dari berikut ini yang terjadi di sitosol sel eukariotik?
A) glikolisis dan fermentasi
B) fermentasi dan kemiosmosis
C) oksidasi piruvat menjadi asetil KoA
D) siklus asam sitrat
E) fosforilasi oksidatif

Jalur metabolisme mana yang umum untuk respirasi seluler dan fermentasi?
A) oksidasi piruvat menjadi asetil KoA
B) siklus asam sitrat
C) fosforilasi oksidatif
D. glikolisis
E. kemiosmosis

ATP yang dibuat selama fermentasi dihasilkan oleh yang mana dari berikut ini?
A. rantai transpor elektron
B) fosforilasi tingkat substrat
C) kemiosmosis
D) fosforilasi oksidatif
E. Respirasi aerob

Dengan tidak adanya oksigen, sel ragi dapat memperoleh energi dengan fermentasi, menghasilkan produksi
A) ATP, CO₂, dan etanol (etil alkohol).
B) ATP, CO₂, dan laktat.
C. ATP, NADH, dan piruvat.
D. ATP, piruvat, dan oksigen
E) ATP, piruvat, dan asetil KoA.

Dalam fermentasi alkohol, NAD diregenerasi dari NADH oleh
A) reduksi asetaldehida menjadi etanol (etil alkohol).
B. Oksidasi piruvat menjadi asetil KoA.
c. Reduksi piruvat menjadi laktat
D) oksidasi etanol menjadi asetil KoA.
E. reduksi etanol menjadi piruvat

Salah satu fungsi dari fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat adalah untuk
A) mereduksi NAD menjadi NADH.
B) mereduksi FAD⁺ menjadi FADH.
C) mengoksidasi NADH menjadi NAD.
D) mereduksi FADH menjadi FAD⁺.
E) tidak melakukan hal-hal di atas.

Suatu organisme ditemukan yang tumbuh subur baik di hadapan dan tidak adanya oksigen di udara. Anehnya, konsumsi gula meningkat ketika oksigen dikeluarkan dari lingkungan organisme, meskipun berat badan organisme tidak bertambah banyak. Organisme ini
A) harus menggunakan molekul selain oksigen untuk menerima elektron dari rantai transpor elektron.
B) adalah organisme eukariotik normal.
C) bersifat fotosintesis.
D. merupakan organisme anaerob.
E) adalah anaerob fakultatif.

Pernyataan mana yang paling mendukung hipotesis bahwa glikolisis adalah jalur metabolisme kuno yang berasal sebelum nenek moyang universal terakhir kehidupan di Bumi?
A) Glikolisis tersebar luas dan ditemukan di domain Bakteri, Archaea, dan Eukarya.
B) Glikolisis tidak menggunakan atau membutuhkan O₂.
C) Glikolisis ditemukan di semua sel eukariotik.
D) Enzim glikolisis ditemukan di sitosol daripada di organel yang tertutup membran.
E) Sel prokariotik purba, sel yang paling primitif, menggunakan glikolisis secara ekstensif jauh sebelum oksigen hadir di atmosfer bumi.

Mengapa glikolisis dianggap sebagai salah satu jalur metabolisme pertama yang berevolusi?
A) Ini menghasilkan ATP jauh lebih sedikit daripada fosforilasi oksidatif.
B) Tidak melibatkan organel atau struktur khusus, tidak memerlukan oksigen, dan terdapat pada sebagian besar organisme.
C) Ditemukan pada sel prokariotik tetapi tidak pada sel eukariotik.
D) Ini bergantung pada kemiosmosis, yang merupakan mekanisme metabolisme yang hanya ada di sel prokariotik sel pertama.
E) Ini membutuhkan adanya organel sel tertutup membran yang hanya ditemukan pada sel eukariotik.

Ketika seseorang berolahraga berat dan ketika otot menjadi kekurangan oksigen, sel otot mengubah piruvat menjadi laktat. Apa yang terjadi pada laktat dalam sel otot rangka?
A) Ini dikonversi ke NAD.
B) Menghasilkan CO₂ dan air.
C) dibawa ke hati dan diubah kembali menjadi piruvat.
D) Ini mereduksi FADH menjadi FAD⁺.
E. diubah menjadi alkohol.

Ketika sel otot rangka kekurangan oksigen, jantung tetap memompa. Apa yang harus dapat dilakukan sel otot jantung?
A) memperoleh energi yang cukup dari fermentasi
B) melanjutkan metabolisme aerobik ketika otot rangka tidak dapat
C) mengubah laktat menjadi piruvat lagi
D) menghilangkan laktat dari darah
E) menghilangkan oksigen dari laktat

Ketika sel-sel otot rangka menjalani respirasi anaerobik, mereka menjadi lelah dan nyeri. Ini sekarang diketahui disebabkan oleh
A) pembentukan piruvat.
B) penumpukan laktat.
C. peningkatan ion natrium
D. peningkatan ion kalium
E. kenaikan etanol

Mutasi pada ragi membuatnya tidak dapat mengubah piruvat menjadi etanol. Bagaimana mutasi ini akan mempengaruhi sel-sel ragi ini?
A) Ragi mutan tidak akan dapat tumbuh secara anaerobik.
B) Ragi mutan akan tumbuh secara anaerobik hanya bila diberi glukosa.
C) Ragi mutan tidak akan mampu memetabolisme glukosa.
D) Ragi mutan akan mati karena tidak dapat meregenerasi NAD dari NAD.
E) Ragi mutan hanya akan memetabolisme asam lemak.

Anda memiliki teman yang kehilangan 7 kg (sekitar 15 pon) lemak dengan diet ketat dan olahraga. Bagaimana lemak meninggalkan tubuhnya?
A) Dilepaskan sebagai CO₂ dan H₂O.
B) Itu diubah menjadi panas dan kemudian dilepaskan.
C) Itu diubah menjadi ATP, yang beratnya jauh lebih sedikit daripada lemak.
D) Dipecah menjadi asam amino dan dihilangkan dari tubuh.
E) Itu diubah menjadi urin dan dikeluarkan dari tubuh.

Anda memiliki teman yang kehilangan 7 kg (sekitar 15 pon) lemak dengan diet ketat dan olahraga. Bagaimana lemak meninggalkan tubuhnya?
A) Dilepaskan sebagai CO₂ dan H₂O.
B) Itu diubah menjadi panas dan kemudian dilepaskan.
C) Itu diubah menjadi ATP, yang beratnya jauh lebih sedikit daripada lemak.
D) Dipecah menjadi asam amino dan dihilangkan dari tubuh.
E) Itu diubah menjadi urin dan dikeluarkan dari tubuh.

Fosfofruktokinase adalah enzim kontrol penting dalam regulasi respirasi seluler. Manakah dari pernyataan berikut yang benar menggambarkan aktivitas fosfofruktokinase?
A) Dihambat oleh AMP.
B. Diaktifkan oleh ATP.
C) Ini diaktifkan oleh sitrat, perantara dari siklus asam sitrat.
D) Ini mengkatalisis konversi fruktosa 1,6-bifosfat menjadi fruktosa 6-fosfat, langkah awal glikolisis.
E) Ini adalah enzim alosterik.

Fosfofruktokinase adalah enzim alosterik yang mengkatalisis konversi fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa 1,6-bifosfat, langkah awal glikolisis. Dengan adanya oksigen, peningkatan jumlah ATP dalam sel diharapkan
A) menghambat enzim dan dengan demikian memperlambat laju glikolisis dan siklus asam sitrat.
B) mengaktifkan enzim dan dengan demikian memperlambat laju glikolisis dan siklus asam sitrat.
C) menghambat enzim dan dengan demikian meningkatkan laju glikolisis dan siklus asam sitrat.
D) mengaktifkan enzim dan meningkatkan laju glikolisis dan siklus asam sitrat.
E) menghambat enzim dan dengan demikian meningkatkan laju glikolisis dan konsentrasi sitrat.

Meskipun tumbuhan melakukan fotosintesis, sel tumbuhan masih menggunakan mitokondrianya untuk oksidasi piruvat. Kapan dan di mana ini akan terjadi?
A) dalam sel fotosintesis dalam cahaya, sedangkan fotosintesis terjadi secara bersamaan
B) hanya dalam sel yang tidak berfotosintesis
C) dalam sel yang hanya menyimpan glukosa
D) di semua sel sepanjang waktu
E) dalam sel-sel yang berfotosintesis dalam terang dan di jaringan lain dalam gelap

Pada hewan vertebrata, warna jaringan lemak coklat disebabkan oleh banyaknya pembuluh darah dan kapiler. Jaringan lemak putih, di sisi lain, khusus untuk penyimpanan lemak dan mengandung pembuluh darah atau kapiler yang relatif sedikit. Sel lemak coklat memiliki protein khusus yang menghilangkan gaya gerak proton melintasi membran mitokondria. Manakah dari berikut ini yang mungkin merupakan fungsi dari jaringan lemak coklat?
A) untuk meningkatkan laju fosforilasi oksidatif dari beberapa mitokondria
B) untuk memungkinkan hewan mengatur laju metabolisme mereka ketika cuaca sangat panas
C) untuk meningkatkan produksi ATP
D) untuk memungkinkan membran sel lainnya melakukan fungsi mitokondria
E) untuk mengatur suhu dengan mengubah sebagian besar energi dari oksidasi NADH menjadi panas

Apa tujuan dari oksidasi beta dalam respirasi?
A. Oksidasi glukosa
B. Oksidasi piruvat
C) regulasi umpan balik
D) kontrol akumulasi ATP
E. penguraian asam lemak


Tonton videonya: KATABOLISME Respirasi Aerob (November 2022).