Тематический тест по биологии «Аэробное и анаэробное дыхание»: 19 заданий с объяснениями
Тема осложняется терминологией. В школьной речи «анаэробный путь» нередко связывают с ферментацией, но в биологии полезно различать ферментацию и анаэробное клеточное дыхание. Ферментация регенерирует NAD+ без дыхательной цепи; некоторые прокариоты, напротив, используют дыхательную цепь без O2, применяя иной конечный акцептор электронов.
Содержание статьи5 разделовПоказатьСкрыть
Пошаговая схема: где расходятся пути
1. Глюкозаобщий старт
→
2. Гликолиз2 пирувата, чисто 2 ATP, 2 NADH
Есть аэробная митохондриальная цепьпируват → ацетил-КоА → цикл Кребса → O2 как конечный акцептор
Ферментацияорганический акцептор помогает регенерировать NAD+; дополнительного ATP сверх гликолиза непосредственно не даёт
Истинное анаэробное дыхание у ряда прокариотесть электрон-транспортная цепь, но конечный акцептор — не O2, а другое неорганическое соединение
Основная проверка
Ответьте на вопросы и запустите проверку.
Открытые мини-задания без автоматического балла
Объясните, почему ферментация помогает гликолизу, хотя почти не увеличивает прямой выход ATP.
Критерий хорошего ответа: Нужно указать регенерацию NAD+ и возможность продолжать окислительный этап гликолиза.
Сравните аэробное дыхание и истинное анаэробное дыхание по конечному акцептору электронов.
Критерий хорошего ответа: Для аэробного назовите O2; для анаэробного — другое соединение, часто неорганическое, у соответствующих прокариот.
Почему выражение «без кислорода получается только 2 ATP» требует уточнения?
Критерий хорошего ответа: Различите ферментацию с чистым выходом гликолиза и анаэробное дыхание с электронной цепью и переменным выходом.
Сопоставьте путь с его функцией
Аэробное дыханиеO2 — конечный акцептор; высокий энергетический выход благодаря дыхательной цепи и окислительному фосфорилированию
Ферментациябез дыхательной цепи; главная задача после гликолиза — вернуть NAD+
Анаэробное дыханиеэлектрон-транспортная цепь работает, но конечный акцептор не O2
Что повторить по ошибкам
1, 12, 14 — общий старт и ветвление; 2, 10–11, 17, 19 — сравнение дыхательных стратегий; 3, 5–9, 15, 18 — ферментация и регенерация NAD+; 4, 11, 17 — истинное анаэробное дыхание; 13, 16 — применение к условиям среды и данным.
Ключ и объяснения
1 — B. Гликолиз превращает глюкозу в пируват и может идти без прямого участия кислорода. Уже после него клетка направляет пируват и восстановительные эквиваленты по разным путям.
2 — C. В аэробной дыхательной цепи электроны в конце передаются кислороду, который восстанавливается до воды. Это определяющий признак аэробного дыхания.
3 — A. Без возврата NADH в форму NAD+ гликолиз быстро остановится на окислительном этапе. Ферментация решает именно проблему оборота переносчика, а не даёт большой дополнительный выход ATP.
4 — D. Термины описывают разные механизмы. В ферментации органическая молекула принимает восстановительные эквиваленты, а при анаэробном дыхании работает мембранная цепь с иным конечным акцептором, например нитратом у некоторых микроорганизмов.
5 — C. Чистые две ATP на глюкозу в ферментирующей клетке обычно возникают в гликолизе. Последующие реакции прежде всего восстанавливают доступность NAD+.
6 — B. Пируват принимает восстановительные эквиваленты от NADH и превращается в лактат. Это возвращает NAD+ для продолжения гликолиза.
7 — A. Пируват сначала декарбоксилируется с выделением CO2, а затем промежуточный продукт восстанавливается до этанола за счёт NADH. В результате NAD+ регенерируется.
8 — D. Наличие кислорода рядом с клеткой недостаточно, если клетка не имеет митохондриальной системы аэробного окисления. Эритроцит использует цитозольный путь независимо от доставки O2 гемоглобином.
9 — A. Лактатный путь поддерживает окислительно-восстановительный баланс цитозоля. Его ценность в таких условиях — не большой выход ATP, а возможность продолжать быстрый гликолиз.
10 — C. Аэробный путь извлекает намного больше энергии, потому что электроны NADH и FADH2 используются в дыхательной цепи и протонном градиенте. Ферментация сохраняет лишь чистый ATP гликолиза.
11 — D. Две ATP — типичный чистый выход гликолиза при ферментации без дополнительного окислительного фосфорилирования. Анаэробное дыхание с электрон-транспортной цепью — другой механизм.
12 — B. Пируват — точка ветвления, а не исходное вещество гликолиза. Его дальнейшая судьба определяется набором ферментов, органелл и доступностью подходящих акцепторов электронов.
13 — A. Метаболическая гибкость позволяет подстраивать путь к среде. При O2 часто выгоднее использовать высокоэффективное аэробное дыхание, а без него — доступный альтернативный механизм.
14 — C. Кислород нужен аэробной цепи, а не самим реакциям гликолиза. Главная проблема без аэробного окисления — регенерация NAD+ и дальнейшая судьба пирувата.
15 — D. Гликолиз требует NAD+ на окислительном этапе. Если NADH нельзя снова окислить ни дыхательной цепью, ни ферментацией, пул NAD+ быстро ограничит продолжение пути.
16 — B. Комбинация O2, высокого энергетического выхода и отсутствия необходимости в лактатной регенерации NAD+ согласуется с аэробным путём. Лактат при низком выходе ATP указывает на ферментативное поддержание гликолиза.
17 — A. Ключевой признак здесь — работа электрон-транспортной цепи с некислородным конечным акцептором. Это отличает процесс от ферментации, где такой дыхательной цепи нет.
18 — C. При алкогольной ферментации пируват проходит декарбоксилирование, поэтому CO2 выделяется. В лактатном пути трёхуглеродный пируват превращается в трёхуглеродный лактат без потери углерода.
19 — D. Энергетическая стратегия зависит от биологии конкретного организма и среды. Поэтому полезно различать аэробное дыхание, анаэробное дыхание и ферментацию, а не объединять их в одну схему без оговорок.
Поделиться
Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.
