Có bao nhiêu nguyên nhân dưới đây là đúng khi giải thích hiệu quả của hô hấp hiếu khi cao hơn so với hô hấp kị khí?
1. Cơ chất trong hô hấp hiếu khí được phân hủy triệt để hơn so với lên men.
2. Trong điều kiện thiếu oxi, các enzim hoạt động yếu.
3. Trong hô hấp hiếu khí không có sự tiêu tốn năng lượng ATP để hoạt hóa cơ chất
4. Trong hô hấp hiếu khí có chuỗi vận chuyển điện tử hình thành các coenzim dạng khử, có lực khử mạnh như NADH2, FADH2
A. 3
B. 1
C. 4
D. 2
Chọn đáp án D
Các phát biểu số I và IV đúng.
Một số đặc điểm chính của quá trình phân giải hiếu khí và kị khí:
- Quá trình phân giải kị khí: là một quá trình được xúc tác bởi nhiều enzim và không có sự tham gia của oxi. Phân tử đường lần lượt trải qua các giai đoạn: hoạt hóa; cắt đôi phân tử hexoz (6C) tạo thành 2 phân tử trioz (3C); loại hidro của trioz photphat tạo thành photpho glixerat; chuyển sản phẩm trên thành piruvat; khử piruvat tạo thành lactat hoặc decacboxil hóa khử để tạo thành etanol.
* Giai đoạn hoạt hóa phân tử hexoz: giai đoạn này bao gồm 3 phản ứng: phản ứng tạo thành glucoseó- p từ glucose (sử dụng 1 ATP và nhờ enzim photphoglucokinaz); sau đó glucose6-P chuyển sang dạng đồng phân của nó là fructose6-P (dưới sự xúc tác của enzim izomeraz); fructose6-P tiếp tục bị phosphoril hóa lần 2 nhờ enzim photphofructokinaz với sự tham gia của phân tử ATP thứ hai. Sản phẩm cuối cùng là fructosel,6-diP.
Do có cấu tạo đối xứng nên dễ bị cắt mạch cacbon ở điểm giữa.
* Giai đoạn cắt mạch cacbon: fructosel,6-diP dưới sự xúc tác của aldolaz sẽ bị phân li thành 2 phân tử glixer aldehit3-P.
* Giai đoạn oxi hóa khử: kết thúc giai đoạn này glixeraldehit3-P sẽ được chuyển thành 2- photphoglixerat.
* Sự tạo thành piruvat: 2-photphoglixerat sẽ được loại nước và chuyển gốc photphat cao năng sang cho ADP để tạo ATP và piruvat.
* Từ piruvat tạo thành các sản phẩm cuối cùng là lactat hay etanol
Như vậy ta thấy rằng, sự oxi hóa kị khí 1 phân tử glucose thành 2 phân tử piruvat đã sử dụng 2 ATP và tạo ra được 4 ATP. Như vậy quá trình này đã tạo ra được 2 ATP. So với năng lượng dự trữ của phân tử glucose, thì quá trình này chỉ giải phóng được một phần nhỏ năng lượng. Phần lớn năng lượng vẫn còn dự trữ trong các sản phẩm cuối cùng (lactat, etanol...).
- Quá trình phân giải hiếu khí: có thể chia quá trình này thành 4 giai đoạn chính:
* Từ glucose đến piruvat: các phản ứng giống với đường phân kị khí.
* Từ piruvat đến axetil CoA.
* Oxi hóa axetil CoA trong chu trình Krebs.
* Oxi hóa các coenzim khử qua chuỗi hô hấp. Trong điều kiện có oxi, piruvat bị oxi hóa hoàn toàn đến CO2 và H2O.
Khi kết thúc chu trình Krebs, sản phẩm tạo ra gồm 2FADH2 và 10NADH2, 6ATP.
Qua chuỗi hô hấp (chuỗi truyền e, mỗi phân tử FADH2 → 2ATP, mỗi phân tử NADH2 → 3ATP. Do đó khi qua chuỗi truyền e, số ATP được tạo ra là 34. Tuy nhiên trước khi đi vào chu trình, phân tử glucose phải được hoạt hóa bởi 2ATP, nên thực tế chỉ tạo ra 38ATP.
Vậy ta xét các phát biểu của đề bài:
- I đúng: cơ chất trong hô hấp hiếu khí được phân giải triệt để hơn đến H2O và CO2.
- II sai: điều kiện thiếu oxi không ảnh hưởng đến hoạt tính enzim.
- III sai: cả quá trình hô hấp hiếu khí và kị khí đều cần trải qua quá trình hoạt hóa cơ chất.
- IV đúng: hô hấp hiếu khí tạo ra các coenzim khử và qua chuỗi truyền e nên đây là giai đoạn tạo ra nhiều năng lượng nhất