Тест по теме «Клеточное дыхание: общий принцип» с ответами и объяснениями: 20 вопросов
В этом тесте важно не только назвать этап, но и объяснить, почему он связан с определённой частью клетки и к чему приведёт нарушение одного звена. Не запоминайте дыхание как одну длинную реакцию: удобнее видеть цепочку переноса углерода, электронов и энергии.
Содержание статьи5 разделов
Мини-опора: шесть фактов перед стартом
- Гликолиз идёт в цитозоле и не использует кислород напрямую.
- У эукариот окисление пирувата и большая часть реакций цикла Кребса происходят в матриксе митохондрий.
- Дыхательная цепь и АТФ-синтаза расположены во внутренней мембране митохондрий.
- NADH и FADH2 переносят восстановительные эквиваленты к дыхательной цепи.
- Кислород в аэробном дыхании служит конечным акцептором электронов и участвует в образовании воды.
- Большая часть АТФ при полном аэробном окислении глюкозы образуется за счёт окислительного фосфорилирования.
Основная проверка
Открытые мини-задания без автоматического балла
-
Объясните двумя-тремя предложениями, почему остановка дыхательной цепи влияет и на реакции цикла Кребса.
Критерий хорошего ответа: Нужно связать остановку окисления NADH/FADH2 с дефицитом их окисленных форм для новых реакций.
-
Сравните субстратное и окислительное фосфорилирование по источнику энергии.
Критерий хорошего ответа: Назовите прямой перенос фосфата с промежуточного вещества и использование протонного градиента через АТФ-синтазу.
-
Почему наличие митохондрий не отменяет роль цитозоля в клеточном дыхании?
Критерий хорошего ответа: Укажите, что гликолиз идёт в цитозоле и поставляет пируват и NADH для последующих этапов.
После проверки: где обычно ломается логика
Газообмен ≠ клеточное дыхание. Дыхание клетки — химические превращения энергии.
Кислород нужен не каждому этапу напрямую. Гликолиз его не расходует, а цикл Кребса зависит от него косвенно через регенерацию переносчиков.
CO2 и H2O возникают в разных местах. CO2 связан с декарбоксилированием пирувата и циклом Кребса, вода — с восстановлением кислорода в конце цепи.
Не сводите энергетический обмен к одному числу АТФ. Важнее механизм: небольшая часть АТФ образуется субстратно, основная — через окислительное фосфорилирование.
Что повторить по ошибкам
1, 13 — смысл клеточного дыхания у разных организмов; 2, 4, 10, 20 — компартменты митохондрии; 3, 5, 11, 18 — перенос электронов и роль кислорода; 6, 12, 15 — последовательность углеродных этапов; 7–9, 14, 16–17, 19 — механизмы образования АТФ и сопряжение процессов.
Ключ и объяснения
- 1 — B. Клеточное дыхание — биохимический процесс, а не синоним вентиляции или газообмена. Газообмен лишь обеспечивает реагентами и удалением продуктов те реакции, которые идут внутри клеток.
- 2 — D. Гликолиз — цитозольный путь и у эукариот не требует переноса глюкозы внутрь митохондрии. Митохондриальные этапы подключаются после образования пирувата.
- 3 — A. NADH — восстановленная форма переносчика, которая отдаёт электроны дыхательной цепи. Энергия их переноса затем используется для создания протонного градиента.
- 4 — C. Именно внутренняя мембрана разделяет матрикс и межмембранное пространство и позволяет поддерживать протонный градиент. Поэтому её целостность принципиальна для окислительного фосфорилирования.
- 5 — C. Электроны проходят через ряд переносчиков и в конце передаются кислороду. Если этот конечный приём электронов прекращается, цепь перестаёт эффективно окислять NADH и FADH2.
- 6 — B. При гликолизе шестиуглеродная глюкоза превращается в две трёхуглеродные молекулы пирувата без потери углерода в виде CO2. Углекислый газ выделяется позднее — при окислении пирувата и в цикле Кребса.
- 7 — A. Гликолиз и цикл Кребса дают небольшое количество АТФ или ГТФ напрямую. Основная доля образуется благодаря протонному градиенту и работе АТФ-синтазы.
- 8 — D. При субстратном фосфорилировании энергия конкретной химической реакции используется для прямой передачи фосфата на АДФ. Это отличается от окислительного фосфорилирования, где посредником служит электрохимический протонный градиент.
- 9 — A. Для работы АТФ-синтазы нужен направленный поток протонов по градиенту. Если протоны обходят АТФ-синтазу через негерметичную мембрану, энергия градиента рассеивается и синтез АТФ уменьшается.
- 10 — C. Дыхательные комплексы встроены во внутреннюю мембрану, поэтому её развитая поверхность позволяет разместить больше соответствующих белковых систем. Само наличие крист не создаёт энергию, но поддерживает структурную основу процесса.
- 11 — D. Кислород нужен в конце цепи для приёма электронов. При его дефиците восстановленные переносчики труднее возвращаются в окисленное состояние, а это ограничивает связанные с ними окислительные реакции.
- 12 — B. Пируват образуется в гликолизе и перед циклом Кребса превращается в ацетил-КоА. NADH и FADH2, накопленные на ранних этапах, затем отдают электроны дыхательной цепи.
- 13 — B. Фотосинтез запасает энергию в органических веществах, а клеточное дыхание помогает высвобождать её для клеточной работы. В растительных клетках есть митохондрии, и дыхание может идти и при освещении.
- 14 — A. Дыхательная цепь и синтез АТФ функционально связаны, но это не одна и та же реакция. При нарушении сопряжения электроны могут передаваться, а полезная работа протонного градиента на синтез АТФ снижаться.
- 15 — C. Пируват транспортируется в митохондрию и превращается в ацетильную группу, связанную с коэнзимом A. Именно ацетил-КоА вступает в цикл Кребса, конденсируясь с оксалоацетатом.
- 16 — D. Ферментативные этапы позволяют контролировать скорость реакций и направлять энергию на полезную работу. Резкое одноступенчатое окисление было бы плохо совместимо с управляемым метаболизмом клетки.
- 17 — A. Дыхательная цепь использует энергию электронов для перемещения протонов и создания электрохимического градиента. Поток протонов обратно в матрикс через АТФ-синтазу связан с фосфорилированием АДФ.
- 18 — D. Окисленная форма NAD+ должна постоянно восстанавливаться до NADH и затем регенерироваться. Если весь пул остаётся в восстановленной форме, электронному потоку некуда передаваться на соответствующих этапах.
- 19 — C. Количество АТФ зависит от особенностей транспорта восстановительных эквивалентов, утечек протонов и клеточных затрат. Поэтому универсальное одно число без оговорок может вводить в заблуждение.
- 20 — B. Матрикс удобен для реакций окисления пирувата и цикла Кребса, а внутренняя мембрана несёт дыхательные комплексы. Такое пространственное разделение делает возможным сопряжение переноса электронов и синтеза АТФ.
Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.