18.5: תסיסה

Last updated
Save as PDF

Page ID: 208775

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

מטרות למידה

הגדר תסיסה.
ציין את המנגנון ליצירת ATP במהלך התסיסה.
תאר בקצרה את תפקוד הגליקוליזה במהלך התסיסה וציין את המגיבים והמוצרים.
השווה את התשואה המקסימלית של ATP ממולקולה אחת של גלוקוז לנשימה אירובית ולתסיסה.

תסיסה היא פירוק אנאירובי של פחמימות שבהן מולקולה אורגנית היא מקבלת האלקטרונים הסופית. זה לא כרוך במערכת הובלת אלקטרונים. יתר על כן,:

תסיסה היא פירוק חלקי של גלוקוז המייצר רק 2 ATP נטו לגלוקוז בדרך של זרחון ברמת המצע;
התסיסה כוללת רק גליקוליזה; ו
התסיסה נמצאת בחיידקים שהם אנאירובים מחייבים ואנאירובים פקולטטיביים.

גליקוליזה במהלך התסיסה

פוּנקצִיָה: כמו במהלך הנשימה האירובית, הגליקוליזה היא פירוק חלקי של מולקולת גלוקוז בעלת שישה פחמנים לשתי מולקולות שלוש פחמן של פירובט, 2NADH +2H ⁺ ו-2 ATP נטו כתוצאה מזרחון ברמת המצע, כפי שמוצג ב (ראה איור ואיור). \(\PageIndex{1}\) \(\PageIndex{2}\)

alt — איורים 1 ו -2: סיכום הגליקוליזה. פוספט מהידרוליזה של מולקולת ATP מתווסף לגלוקוז, סוכר בעל 6 פחמן, ליצירת גלוקוז 6-פוספט 2. מולקולת הגלוקוז 6-פוספט מסודרת מחדש לאיזומר הנקרא פרוקטוז 6-פוספט. פוספט שני המסופק על ידי הידרוליזה של מולקולה שנייה של ATP מתווסף לפרוקטוז 6-פוספט ליצירת פרוקטוז 1,6-דיפוספט. פרוקטוז 6 פחמנים 1,6-ביפוספט מחולק לשתי מולקולות של גליצראלדהיד 3-פוספט, מולקולה של 3 פחמנים. חמצון וזרחון של כל גליצראלדהיד 3-פוספט מייצר 1,3-ביפוספוגליצרט עם קשר פוספט בעל אנרגיה גבוהה (קו אדום גלי) ו-NADH. באמצעות זרחון ברמת המצע, הפוספט בעל האנרגיה הגבוהה מוסר מכל 1,3-ביפוספוגליצרט ומועבר ל-ADP ויוצר ATP ו-3-פוספוגליצרט. כל 3-פוספוגליצרט מתחמצן ליצירת מולקולה של פוספואנולפירובט עם קשר פוספט עתיר.7. באמצעות זרחון ברמת המצע, הפוספט בעל האנרגיה הגבוהה מוסר מכל פוספואנולפירובאט ומועבר ל-ADP ויוצר ATP ופירובט.

גליקוליזה מתרחשת בציטופלזמה של התא. כאמור, התגובה הכוללת היא:

^{_{גלוקוז (6C) + 2 NAD +2 ADP +2 פוספטים אנאורגניים (P i)}}

מניב 2 פירובט (3C) + 2 NADH+2 H +2 ATP ^נטו

הגליקוליזה מייצרת גם מספר מטבוליטים מקדימים מרכזיים, כפי שמוצג באיור. \(\PageIndex{3}\)

alt — איור\(\PageIndex{3}\): שילוב מטבוליזם - מטבוליטים מקדימים. פחמימות, חלבונים ושומנים יכולים לשמש כמקורות אנרגיה; מטבוליטים המעורבים בייצור אנרגיה יכולים לשמש לסינתזה של פחמימות, חלבונים, שומנים, חומצות גרעין ומבנים תאיים.

מכיוון שאין מערכת הובלת אלקטרונים, הפרוטונים והאלקטרונים שנתרמו על ידי מולקולות מבשר ביניים מסוימות במהלך הגליקוליזה אינם מייצרים מולקולות נוספות של ATP. במקום זאת, הם משתלבים עם הקואנזים NAD ⁺, המולקולה האורגנית המשמשת כמקבל האלקטרון והפרוטונים הסופי, ומפחיתה אותו ל- NADH + H ⁺ (ראה איור \(\PageIndex{1}\) ואיור). \(\PageIndex{2}\)

גליקוליזה

alt

גליקוליזה היא פירוק חלקי של מולקולת גלוקוז בעלת שישה פחמנים לשתי מולקולות שלוש פחמן של פירובט, 2NADH +2H ⁺ ו-2 ATP נטו כתוצאה מזרחון ברמת המצע. גליקוליזה מתרחשת בציטופלזמה של התא.

2 החומצות הפירוביות מומרות לאחר מכן לאחד מתוצרי קצה תסיסה רבים ושונים במספר שלבים שאינם מייצרים אנרגיה.

מוצרי קצה לתסיסה

חלק ממוצרי הקצה לתסיסה המיוצרים על ידי מיקרואורגניזמים מועילים מאוד לבני אדם ומהווים בסיס למספר תעשיות (תעשיית בישול, תעשיית חלב וכו '). התסיסה משמשת לייצור מוצרי מזון רבים כולל לחם, אלכוהול, יוגורט, שמנת חמוצה, גבינות, חומץ, כרוב כבוש, חמוצים, זיתים, רוטב סויה, פוי וקימצ'י. דוגמאות למוצרי קצה של תסיסה מיקרוביאלית כוללים:

סכרומיס_{: אלכוהול אתילי ו- CO 2}
סטרפטוקוקוס ולקטובצילוס: חומצה לקטית
פרופיוניבקטריום_{: חומצה פרופריונית, חומצה אצטית ו- CO 2}
Escherichia coli _{_{: חומצה אצטית, חומצה לקטית, חומצה סוצ'ניקית, אלכוהול אתילי, CO 2 ו- H 2}}
אנטרובקטר _{_{: חומצה פורמית, אלכוהול אתילי, 2,3-בוטנדיול, חומצה לקטית, CO 2 ו- H 2}}
קלוסטרידיום _{_{: חומצה בוטירית, אלכוהול בוטיל, אצטון, אלכוהול איזופרופיל, CO 2 ו- H 2}}

סיכום

תסיסה היא פירוק אנאירובי של פחמימות שבהן מולקולות אורגניות את מקבל האלקטרונים הסופי ואינו כרוך במערכת הובלת אלקטרונים.
תסיסה היא פירוק חלקי של גלוקוז המייצר רק 2 ATP נטו לגלוקוז באמצעות זרחון ברמת המצע, כרוך בגליקוליזה בלבד, ונמצא בחיידקים אנאירוביים אנאירוביים ופקולטטיביים.
^{התגובה הכוללת היא גלוקוז (6C) + 2 NAD ⁺ +2 ADP +2 פוספטים אנאורגניים (P _i) מניבים 2 פירובט (3C) + 2 NADH + 2 H + + 2 ATP נטו.}
הגליקוליזה מייצרת גם מספר מטבוליטים מקדימים מרכזיים.
חלק ממוצרי הקצה לתסיסה המיוצרים על ידי מיקרואורגניזמים מועילים מאוד לבני אדם ומהווים בסיס למספר תעשיות (תעשיית בישול, תעשיית חלב וכו ').