Respirasi anaerobik

Di mana ia berlaku

Respirasi anaerobik berlaku dalam sitoplasma sel. Dalam manusia ia berlaku dalam sel otot semasa senaman lasak apabila oksigen kurang; dalam yis ia berlaku semasa penapaian.

Oleh sebab oksigen tidak digunakan, mitokondria tidak terlibat, dan keseluruhan proses kekal dalam sitoplasma tempat glikolisis berlaku. Dalam otot, respirasi anaerobik berjalan seiring dengan respirasi aerobik dan bukan menggantikannya: mitokondria terus bekerja dengan oksigen yang sampai, dan keperluan ATP tambahan dipenuhi secara anaerobik.

Yis ialah kulat sel tunggal yang beralih kepada penapaian apabila ia terasing daripada udara, contohnya dalam doh atau dalam bekas pembuatan bir, dan sesetengah bakteria serta akar tumbuhan dalam tanah yang tenggelam air berespirasi secara anaerobik dengan cara yang sama.

Bahan masuk dan hasil

• Bahan masuk dalam kedua-dua kes: glukosa, daripada darah dalam manusia atau daripada gula di persekitaran bagi yis.
• Bahan masuk: enzim dalam sitoplasma; oksigen langsung tidak diperlukan.
• Hasil dalam otot manusia: asid laktik dan sedikit tenaga yang dipindahkan ke ATP.
• Hasil dalam yis: etanol, karbon dioksida dan sedikit tenaga yang dipindahkan ke ATP.
• Persamaan perkataan bagi otot: glukosa → asid laktik + tenaga.
• Persamaan perkataan bagi yis: glukosa → etanol + karbon dioksida + tenaga.

Langkah-langkahnya

1. Glukosa ada tetapi oksigen kurang, jadi mitokondria tidak dapat melengkapkan pemecahan glukosa.
2. Dalam sitoplasma, glukosa dipecahkan kepada dua molekul tiga karbon melalui glikolisis, membebaskan sedikit ATP.
3. Oleh sebab oksigen tiada, molekul tiga karbon tidak dapat memasuki mitokondria dan sebaliknya ditukarkan kepada hasil akhir.
4. Dalam otot manusia, molekul tiga karbon menjadi asid laktik; dalam yis, ia kehilangan karbon dioksida dan menjadi etanol.
5. Sedikit tenaga yang dibebaskan dipindahkan ke ATP, mengekalkan sel bekerja untuk seketika.
6. Dalam manusia, asid laktik terkumpul dalam otot dan darah, menyebabkan keletihan dan rasa pedih sehingga ia disingkirkan.
7. Selepas senaman, asid laktik dibawa ke hati dan dipecahkan menggunakan oksigen tambahan, iaitu hutang oksigen yang dibayar semula.

Mengapa ia penting dan bagaimana ia dikawal

Respirasi anaerobik membolehkan sel terus membebaskan sedikit tenaga apabila oksigen terhad, seperti dalam otot berlari pecut. Dalam yis ia digunakan dalam pembakaran dan pembuatan bir.

Peralihan kepada respirasi anaerobik dikawal oleh bekalan oksigen. Apabila jantung dan paru-paru tidak dapat menghantar oksigen cukup cepat untuk memenuhi keperluan ATP, sel otot menambah tenaganya secara anaerobik.

Pengumpulan asid laktik mengehadkan tempoh ini boleh berterusan, kerana asid itu menurunkan pH otot dan memperlahankan enzim, jadi otot menjadi letih dan orang itu terpaksa memperlahankan diri. Kadar pernafasan dan kadar denyutan jantung kekal tinggi selepas senaman sehingga oksigen tambahan telah diambil untuk mengoksidakan asid laktik.

Dalam yis, kadar penapaian bergantung pada suhu, kepekatan gula, dan kepekatan etanol yang telah terkumpul. Etanol bersifat toksik kepada yis melebihi paras tertentu, dan itulah sebabnya penapaian terhenti dengan sendirinya.

Roti mengembang kerana karbon dioksida yang dibebaskan oleh yis membentuk gelembung dalam doh, dan etanol tersejat semasa pembakaran.

Bagaimana ia diperiksa

Anda mungkin diminta membandingkan hasil dalam manusia dan yis, menulis persamaan perkataan, atau menerangkan hutang oksigen selepas senaman.

Soalan berasaskan eksperimen menggunakan tabung didih berisi yis dan larutan glukosa yang ditutup dengan lapisan minyak, disambungkan kepada air kapur atau penunjuk bikarbonat; anda mesti menerangkan tujuan lapisan minyak, iaitu menghalang oksigen masuk, dan mentafsir perubahan penunjuk. Soalan graf menunjukkan kadar pernafasan atau kepekatan asid laktik sebelum, semasa dan selepas senaman dan meminta anda menerangkan sebab nilainya kekal tinggi untuk seketika selepas senaman tamat.

Jadual perbandingan respirasi aerobik dan anaerobik muncul dalam soalan berstruktur dan sebagai soalan esei.

Salah faham biasa

Contoh soalan bergaya peperiksaan

Soalan. Seorang atlet berlari dalam perlumbaan 400 m. Kadar pernafasannya diukur sebelum perlumbaan, pada akhir perlumbaan dan setiap minit selama sepuluh minit selepas itu.

Kadar pernafasan meningkat mendadak semasa perlumbaan dan kekal melebihi nilai rehat selama lapan minit selepas dia berhenti berlari. (a) Namakan jenis respirasi yang berlaku dalam otot kakinya menjelang akhir perlumbaan, dan nyatakan hasilnya.

(b) Terangkan sebab kadar pernafasannya kekal tinggi selama beberapa minit selepas perlumbaan. (c) Nyatakan dua perbezaan antara jenis respirasi ini dengan respirasi yis dalam bekas tertutup.

Jawapan model. (a) Respirasi anaerobik; hasilnya ialah asid laktik. (b) Semasa perlumbaan, oksigen tidak dapat dihantar cukup cepat untuk memenuhi keperluan ATP, jadi sel otot berespirasi secara anaerobik dan asid laktik terkumpul.

Selepas perlumbaan, oksigen tambahan diperlukan untuk mengoksidakan asid laktik dalam hati dan otot; inilah hutang oksigen, jadi pernafasan kekal laju sehingga ia dibayar semula. (c) Otot menghasilkan asid laktik manakala yis menghasilkan etanol; otot tidak membebaskan karbon dioksida manakala yis membebaskan karbon dioksida.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim