Glikolisis

Di mana ia berlaku

Glikolisis berlaku di dalam sitoplasma sel, bukan di dalam mitokondrion. Ia adalah peringkat pertama respirasi dan berlaku dalam setiap sel hidup, sama ada oksigen ada atau tidak.

Kerana ia tidak memerlukan organel bermembran, glikolisis berjalan dalam sel yang langsung tiada mitokondria, seperti sel darah merah matang dan bakteria, dan dalam sel yang bekalan oksigennya terputus buat sementara, seperti gentian otot semasa pecut. Enzim yang memangkinkannya terlarut dalam sitoplasma, jadi tindak balas berlaku di seluruh sel dan bukan pada satu tapak tetap.

Bahan masuk dan hasil

• Bahan masuk: satu molekul glukosa (gula enam karbon), diambil daripada darah atau dibebaskan daripada simpanan glikogen atau kanji.
• Bahan masuk: dua molekul ATP, digunakan pada permulaan untuk mengaktifkan molekul glukosa.
• Bahan masuk: enzim sitoplasma yang memangkinkan setiap langkah, serta pembawa hidrogen NAD.
• Hasil: dua molekul piruvat (setiap satu dengan tiga atom karbon).
• Hasil: empat molekul ATP dihasilkan, memberikan pertambahan bersih dua ATP bagi setiap glukosa selepas dua yang digunakan pada permulaan.
• Hasil: dua molekul NAD terturun, membawa hidrogen yang disingkirkan daripada glukosa untuk digunakan dalam peringkat seterusnya respirasi aerobik atau dalam langkah penjanaan semula respirasi anaerobik.

Langkah-langkahnya

1. Molekul glukosa, dengan enam atom karbon, memasuki sitoplasma.
2. Dua molekul ATP digunakan untuk menambah kumpulan fosfat pada glukosa, menjadikannya lebih reaktif; ini ialah langkah pengaktifan.
3. Enzim memecahkan molekul glukosa yang diaktifkan dalam beberapa langkah.
4. Molekul enam karbon itu terbelah kepada dua molekul tiga karbon.
5. Hidrogen disingkirkan daripada setiap molekul tiga karbon dan diambil oleh pembawa hidrogen NAD, membentuk NAD terturun.
6. Molekul tiga karbon ditukarkan kepada dua molekul piruvat, dan empat molekul ATP dihasilkan dalam proses ini.
7. Hasil bersihnya ialah dua piruvat, dua ATP dan dua NAD terturun bagi setiap molekul glukosa yang dipecahkan.

Mengapa ia penting dan bagaimana ia dikawal

Glikolisis ialah titik permulaan yang dikongsi oleh respirasi aerobik dan anaerobik, jadi ia berlaku tanpa mengira ada atau tidak oksigen. Apa yang berlaku kepada piruvat seterusnya bergantung pada oksigen: dengan oksigen, ia bergerak masuk ke mitokondrion untuk respirasi aerobik; tanpa oksigen, ia ditukarkan kepada asid laktik dalam sel otot atau kepada etanol dan karbon dioksida dalam yis.

Kadar glikolisis dikawal oleh keperluan sel terhadap ATP. Apabila ATP mencukupi, ia memperlahankan salah satu enzim awal dalam tapak jalan ini, jadi glukosa tidak dibazirkan.

Apabila ATP digunakan dengan pantas, seperti dalam otot yang mengecut, enzim bekerja lebih laju dan glukosa dipecahkan lebih cepat. Ini ialah satu bentuk kawalan suap balik, dan prinsipnya sama dengan kawalan aktiviti enzim oleh kepekatan hasil yang anda pelajari dalam bab enzim.

Tapak jalan ini juga menerangkan mengapa respirasi anaerobik jauh kurang cekap. Tanpa oksigen, NAD terturun yang dihasilkan dalam glikolisis tidak dapat menyerahkan hidrogennya kepada mitokondrion, jadi sel menukar piruvat kepada asid laktik atau etanol semata-mata untuk membebaskan NAD dan membolehkan glikolisis diteruskan.

Satu-satunya ATP yang diperoleh sel ialah dua molekul daripada glikolisis itu sendiri.

Bagaimana ia diperiksa

Soalan mungkin meminta anda menyatakan tempat glikolisis berlaku, menerangkan sebab ia tidak memerlukan oksigen, mengenal pasti glikolisis sebagai peringkat pertama yang sama bagi respirasi aerobik dan anaerobik, atau membandingkan hasil ATP glikolisis yang sedikit dengan hasil peringkat aerobik seterusnya yang jauh lebih banyak.

Soalan rajah alir memberikan skema respirasi yang separa lengkap dan meminta anda mengisi glukosa, piruvat, tapak setiap peringkat dan hasil di bawah setiap keadaan. Soalan perbandingan meminta jadual respirasi aerobik dan anaerobik; glikolisis ialah baris yang sama dalam kedua-dua lajur.

Soalan esei tentang respirasi mengharapkan anda menamakan glikolisis sebagai peringkat pertama, menyatakan ia berlaku dalam sitoplasma, dan memberikan hasilnya sebelum beralih kepada peringkat dalam mitokondrion.

Salah faham biasa

Contoh soalan bergaya peperiksaan

Soalan. Satu sampel sel yis diletakkan dalam larutan glukosa di dalam kelalang tertutup yang udaranya telah dikeluarkan. Sampel kedua diletakkan dalam larutan glukosa di dalam kelalang terbuka yang digelembungkan dengan udara.

Selepas tiga puluh minit, kandungan ATP sel dalam setiap kelalang diukur. Sel dalam kelalang terbuka mengandungi jauh lebih banyak ATP.

(a) Namakan peringkat respirasi yang berlaku dalam sel kedua-dua kelalang. (b) Nyatakan tempat peringkat ini berlaku dalam sel dan namakan hasilnya.

(c) Terangkan mengapa sel dalam kelalang terbuka mengandungi lebih banyak ATP.

Jawapan model. (a) Glikolisis. (b) Ia berlaku di dalam sitoplasma.

Satu glukosa dipecahkan kepada dua molekul piruvat, dengan pertambahan bersih dua ATP dan NAD terturun. (c) Dalam kelalang terbuka, oksigen tersedia, jadi piruvat memasuki mitokondria dan dipecahkan sepenuhnya melalui respirasi aerobik kepada karbon dioksida dan air, membebaskan ATP dalam jumlah besar.

Dalam kelalang tertutup, tiada oksigen, jadi piruvat ditukarkan kepada etanol dan karbon dioksida melalui respirasi anaerobik, yang tidak menghasilkan ATP tambahan. Satu-satunya ATP yang diperoleh ialah dua daripada glikolisis, jadi kandungan ATP jauh lebih rendah.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim