3. Mikrobiel metabolisme Flashcards
Hvad gælder for kemoorganoheterotrofer?
De får energi fra organiske forbindelser og får deres carbon fra organiske forbindelser
Hvad gælder for en fotoautotrof organisme?
Den får energi fra lys og kulstof fra CO2 i luften
Hvad gælder for alle lithotropher?
De får deres energi fra inorganiske forbindelser
Hvad betyder det hvis en reaktion har negativ standard Gibbs energi?
Under standardbetingelser vil reaktionen forløbe spontant og udløse energi
Hvad definerer katabolske og en anabolske reaktioner?
Katabolske reaktioner nedbryder molekyler, anabolske reaktioner bygger molekyler
Hvad er reduktionskraft?
a.
Evnen til at optage elektroner i en redoxreaktion
b.
Evnen til at spalte molekyler til mindre dele (hydrolyse)
c.
Evnen til at donere elektroner i en redoxreaktion
Evnen til at donere elektroner i en redoxreaktion
Enzymer bliver brugt af bakterier til at facilitere reaktioner. Enzymer er i stand til at…
Sænke aktiveringsenergien for en reaktion og derved øge reaktionshastigheden
Hvad er udbyttet af glykolysen?
a. 32 ATP
b. 2 pyruvat og 2 ATP
c. 2 pyruvat og 4 ATP
d. 2 ATP og 2 ethanol
2 pyruvat og 2 ATP
Hydrolyse af energirige molekyler så som phosphoenolpyruvat (PEP), adenosin-trifosfat (ATP), adenosin-difosfat (ADP) og acetyl-CoA udløser mere end 30 kJ/mol gibbs fri energi under standardbetingelser. Hvorfor er dette vigtigt for cellen?
Fordi det kræver mere end 30 kJ/mol at danne ATP (cellens energivaluta) ud fra ADP og P
Hvilken rolle spiller elektronbærer-molekyler i cellen? (NAD+/NADH, FMN/FMNH2)
a.
De bærer overskydende elektroner væk fra glykolysen og sørger for at cellen kan skille sig af med dem
b.
Redox-reaktioner (så som oxideringen af glykose) sker trinvist i mange forskellige lokationer i cellen, og elektornbærere står for at transportere elektronerne mellem de forskellige trin.
c.
Elektronbærere virker som et lager for elektroner, som cellen kan trække på når den er i underskud
d.
Elektronbærere er lange kabler i cellen som virker ligesom ledninger, der sender elektroner til og fra metabolske reaktioner
Redox-reaktioner (så som oxideringen af glykose) sker trinvist i mange forskellige lokationer i cellen, og elektornbærere står for at transportere elektronerne mellem de forskellige trin.
Hvad er forskellen på ΔG og ΔGo’?
ΔG beskriver ændring i fri energi under aktuelle betingelser, mens ΔGo’ beskriver ændringen i fri energi under standardbetingelser (pH7, 25C, 1 atm, samme koncentration af reaktant/produkt)
Hvad er udbyttet af citronsyrecyklussen? (per pyruvat-molekyle)
a.
38 ATP
b.
1 ATP (eller GTP), 4 NADH (eller NADPH), 1 FADH2, 3 CO2
c.
2 ATP (eller GTP), 8 NADH (eller NADPH), 2 FADH2, 6 CO2
d.
2 ATP, 2 pyruvat
1 ATP (eller GTP), 4 NADH (eller NADPH), 1 FADH2, 3 CO2
Hvorfor kan mange kemoorganotrofer ikke gro på 2-carbon substrat?
a.
Fordi C2-molekyler så som acetat ikke kan indgå i citronsyrecyklussen
b.
Fordi C2 molekyler så som acetat er giftige for bakterier
c.
Fordi de fleste bakterier ikke kan danne oxaloacetat fra C2 forbindelser. Oxaloacetat fra citronsyrecyklussen bliver brugt til biosyntese-reaktioner, og skal derfor regenereres. Kun bakterier der kan bruge glyoxylat-cyklussen er i stand til at regenerere oxaloacetat fra C2
d.
Fordi C2-forbindelser har en tendens til spontant at blive omdannet til oxaloacetat, hvilket skaber en uligevægt i citronsyrecyklussen. Kun bakterier der kan nedbryde oxaloacetat hurtigt nok til at modvirke dette kan leve på C2
Fordi de fleste bakterier ikke kan danne oxaloacetat fra C2 forbindelser. Oxaloacetat fra citronsyrecyklussen bliver brugt til biosyntese-reaktioner, og skal derfor regenereres. Kun bakterier der kan bruge glyoxylat-cyklussen er i stand til at regenerere oxaloacetat fra C2
Hvad er fermentering og hvordan er der forskelligt fra respiration?
Fermentering er en anaerob metabolisme, hvor en organisk forbindelse bliver oxideret af en elektronbærer, og ATP bliver dannet. For at regenerere elektronbæreren reduceres den oxiderede organiske forbindelse til et fermenteringsprodukt (affaldsstof for cellen). I respiration bruges en ekstern elektronacceptor i stedet for en elektronbærer
Hvilken af disse energilagringsmetoder er IKKE kædet sammen med elektrontransport + dannelsen af proton motive force?
a.
Anaerob respiration
b.
Aerob respiration
c.
Fermentering
d.
Anoxygen fotosyntese
e.
Oxygen fotosyntese
Fermentering
Hvilken energilagringsmetode bruger fermenterende bakterier?
a.
Substrat-niveau fosforylering
b.
Oxidativ fosforylering
c.
Photofosforylering
d.
Elektronbærere
Substrat-niveau fosforylering
Hvad kan man bruge redox-tårnet til i oxidativ fosforylering?
a.
Til at se, hvor meget vand, der bliver spaltet til oxygen og brint
b.
Til at finde reduktionspotentialet for reduktionen af elektronacceptoren/oxideringen af elektrondonoren, og derved mængden af energi (ATP) der dannes i elektrontransportkæden
c.
Til at udregne aktiveringenergien, og derved finde ud af om reaktionen kan finde sted
d.
Til at finde reduktionspotentialet for reduktionen af elektrondonoren/oxideringen af elektronacceptoren, og derved mængden af energi (ATP) der dannes i elektrontransportkæden
Til at finde reduktionspotentialet for reduktionen af elektronacceptoren/oxideringen af elektrondonoren, og derved mængden af energi (ATP) der dannes i elektrontransportkæden
Hvor meget energi kan en kemoorganotroph udvinde fra et enkelt glukose molekyle?
a. 76 ATP
b. 34 ATP
c. 38 ATP
d. 4 ATP + 8 NADH + 2 FADH2
38 ATP
Hvad er formålet med reverse electron transport?
At danne reduktionskraft i autotrofer, da inorganiske elektrondonorer ikke har nok reduktionspotentiale til at reducere NAD+
Calvin-cyklussen bruges af autotrofer til at omdanne CO2 til organiske kulstofforbindelser. Hvorfor er denne cyklus lettest at forstå med 6 CO2-molekyler af gangen?
Fordi der tages 6 C fra glyceraldehyd-3-phosphat-puljen til at danne fructose-6-phosphat, hvorefter de tilbageværende glyceraldehyd-3-phosphater omdannes til ribulose-1,5-biphosphat igen
Hvordan fungerer nitrogen-fiksering?
a.
Katalyseres af Ammonia Oxidising Bacteria (AOB) som optager ammoniak fra omgivelserne
b.
Katalyseres af nitrogenase-komplekset i nitrogenfikserende arter, hvor N2 bliver reduceret til NH3 (ammoniak)
c.
Katalyseret af nitrat reductase som reducerer NO3 til NH3 (ammoniak)
Katalyseres af nitrogenase-komplekset i nitrogenfikserende arter, hvor N2 bliver reduceret til NH3 (ammoniak)
Hvordan bygger cellen sukkermonomerer ud fra simple kulstofforbindelser?
a.
Cellen laver citronsyrecyklussen og glykolysen, men i modsat retning
b.
Cellen har en biosyntetisk pathway specifikt til at danne sukkermonomerer kaldet saccharogenese-pathway
c.
Cellen kan ikke selv danne sukkermonomerer, og må derfor få dem fra omgivelserne
Cellen laver citronsyrecyklussen og glykolysen, men i modsat retning
Hvordan danner bakteriecellen polysakkarider?
a.
Fra aktiverede nukleosid-diphosphat-sukkermonomerer
b.
Fra phosphat-sukkermonomerer såsom fructose-6-phosphat
c.
Bakterier kan ikke danne polysakkarider, kun eukaryoter har denne evne
d.
Via glukoneogenesen
Fra aktiverede nukleosid-diphosphat-sukkermonomerer
Hvordan syntetiserer cellen nukleotider?
a.
Nukleotidbiosyntesen er meget simpel, og dannes ved 4 reaktioner - en for hver nukleotidtype (A, T, C, G)
b.
Nukleotidbiosyntesen er meget kompleks - nukleotiderne bygges næsten atom for atom.
c.
Nukleotiderne bygges via pentose-phosphat-pathway
d.
Nukleotiderne optages fra omgivelserne, bakterien kan ikke selv syntetisere dem.
Nukleotidbiosyntesen er meget kompleks - nukleotiderne bygges næsten atom for atom.
Hvad er formålet med pentose-phosphat pathway?
a.
At danne C2-forbindelser, som bruges i citronsyrecyklussen
b.
At danne C5-forbindelser som kombineres med nukleotider til RNA og DNA
c.
At danne C5-sukre, der kan bruges i polysakkarider og til at dekorere proteiner
d.
Til at danne aminosyrer
At danne C5-forbindelser som kombineres med nukleotider til RNA og DNA
Hvordan syntetiserer cellen aminosyrer?
a.
Carbonskelettet kommer fra pentose-phosphat pathway, aminogruppen kommer fra nitrogenase komplekset
b.
Carbonskelettet kommer næsten udelukkende fra glykolysen/citronsyrecyklussen, aminogruppen kommer næsten udelukkende fra inorganiske nitrogenkilder såsom NH3
c.
Carbon-skelettet kommer fra elektrontransportkæden, aminogruppen kommer fra nedbrudt DNA
d.
Carbonskelettet kommer fra nedbrudte fedtsyrer, aminogruppen kommer fra nedbrudte peptider
Carbonskelettet kommer næsten udelukkende fra glykolysen/citronsyrecyklussen, aminogruppen kommer næsten udelukkende fra inorganiske nitrogenkilder såsom NH3
Hvordan dannes fedtsyrer i cellen?
a.
Syntetiseres cyklisk, 2 carbon af gangen via acyl carrier protein (ACP)
b.
Sammensættes af en serie af enzymer via pentose-phosphat pathway
c.
Dannes kun i fototropher, hvor lysenergi anvendes til at kæde C3-forbindelser sammen
d.
Syntetiseres ud fra aminosyrers sidekæder, der kløves af et specielt enzym kaldet en hydrolase
Syntetiseres cyklisk, 2 carbon af gangen via acyl carrier protein (ACP)
Hvad er forskellen på en simpel lipid og en kompleks lipid?
En simpel lipid beståraf 3 fedtsyrer + glycerol, i en kompleks lipid er en af fedtsyrerne udskiftet med en polær gruppe
Beregn ΔG0’ for oxideringen af glucose med nitrat (NO3-) som elektronacceptor i kJ/mol
-1968.6 kJ/mol
Under oxygen fotosyntese omdanner cyanobakterier kuldioxid og vand til glukose og ilt:
6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2
Beregn ΔGo’ for denne reaktion ved hjælp af free energy of formation (Se slide 15).
ΔGof-værdier:
Glukose (fast form): -910.4 kJ/mol
Kuldioxid (gas): -394.4 kJ/mol
Vand (væske): -237.1 kJ/mol
Ilt (gas): 0 kJ/mol
2878.6 kJ/mol
Hvad er metabolisme?
Metabolisme er summen af alle de biokemiske reaktioner der foregår i en celle eller en organisme. Det omfatter både katabolisme (nedbrydning af molekyler) og anabolisme (opbygning af molekyler).
Hvad er katabolisme og anabolisme?
○ Katabolisme er nedbrydningen af større molekyler til mindre, ofte under frigivelse af energi.
○ Anabolisme er opbygningen af større molekyler fra mindre, ofte under forbrug af energi.
Hvad er en redoxreaktion?
En redoxreaktion (reduktions-oxidationsreaktion) er en kemisk reaktion, hvor der sker en overførsel af elektroner mellem to kemiske stoffer. Et stof bliver oxideret (afgiver elektroner), og et andet bliver reduceret (modtager elektroner).
Hvad er en elektronbærer?
En elektronbærer er et molekyle, der kan optage og afgive elektroner i redoxreaktioner. De bruges i elektrontransportsystemer til at generere energi. Eksempler er NAD+/NADH, FAD/FADH2 og ubiquinon.
Hvad er ATP?
ATP (adenosintriphosphat) er en energibærende molekyle der bruges af celler. Det frigiver energi ved hydrolyse, hvor den yderste fosfatgruppe fjernes, og der dannes ADP (adenosindiphosphat).
Hvad er fermentering?
Fermentering er en metabolisk proces hvor en organisk forbindelse fungerer som både elektrondonor og elektronacceptor. Det sker uden brug af en elektrontransportkæde og giver generelt mindre energi end respiration.
Hvad er respiration?
Respiration er en metabolisk proces, hvor elektroner transporteres gennem en elektrontransportkæde til en terminal elektronacceptor. Det genererer meget mere energi end fermentering. Aerob respiration bruger oxygen, og anaerob respiration bruger andre molekyler som nitrat eller sulfat.
Hvad er glykolyse?
Glykolyse er en central metabolisk vej, der nedbryder glukose til pyruvat. Der produceres ATP og NADH i processen. Det er det første skridt i både respiration og fermentering.
Hvad er citronsyrecyklussen?
Citronsyrecyklussen (også kendt som Krebs cyklus) er en metabolisk vej, der oxiderer acetyl-CoA til CO2. Det genererer NADH, FADH2 og ATP. Det er en central del af respirationsprocessen.
Hvad er den oxidative fosforylering?
Oxidativ fosforylering er en proces hvor ATP genereres ved hjælp af elektrontransportkæden. Protoner pumpes over membranen og skaber en protonmotorkraft, der driver ATP syntesen.
Hvad er den protonmotordrevne kraft?
Den protonmotordrevne kraft er en elektrokemisk gradient af protoner over en membran. Den skabes ved hjælp af elektrontransportkæden og bruges til at drive ATP-syntese og andre cellulære processer.
Hvad er en heterotrof?
En heterotrof er en organisme, der får sin energi og carbon ved at indtage organiske stoffer. De er afhængige af andre organismer for at overleve.
Hvad er en autotrof?
En autotrof er en organisme, der selv producerer sin energi og organisk materiale ud fra uorganiske stoffer, typisk gennem fotosyntese eller kemosyntese.
Hvad er kemolitotrofi?
Kemolitotrofi er en form for metabolisme, hvor celler opnår energi ved at oxidere uorganiske stoffer som f.eks. hydrogensulfid (H₂S) eller jern.
Hvad er fotosyntese?
Fotosyntese er en proces, hvor lysenergi bruges til at omdanne CO2 og vand til organisk materiale og oxygen. Planter, alger og cyanobakterier udfører fotosyntese.
Hvad er glukoneogenese?
Glukoneogenese er syntesen af glukose fra ikke-kulhydrat kilder. Dette er essentielt i perioder hvor glukose reserver er lave.
Hvad er pentosefosfatvejen?
Pentosefosfatvejen er en metabolisk vej, der producerer pentoser (5-carbon sukkerarter) som bruges i syntesen af nukleinsyrer. Den producerer også NADPH, som er vigtig i biosyntetiske processer.
