CHU TRÌNH GLYOXYLATE TRONG HẠT NẢY MẦM
Một số thực vật thường dự trữ lipid trong hạt. Khi hạt nảy mầm, chúng cần chuyển hoá lipid thành carbohydrate thông qua chu trình glyoxygenlate. Chu trình glyoxygenlate thực chất là biến dạng của chu trình citric acid, các bước chuyển hoá cũng như mối quan hệ của nó với chu trình citric acid được mô tả như hình trên.
Isocitrate là một chất trung gian, nằm ở giữa chu trình glyoxygenlate và chu trình citric acid. Isocitrate dehydrogenase là enzyme tham gia chuyển hoá isocitrate thành α-ketoglutarate và quá trình điều hoà hoạt tính của enzyme này xác định sự phân bố của isocitrate cho chu trình glyoxygenlate và chu trình citric acid. Khi các enzyme này bị mất phản ứng, isocitrate này đi vào các phản ứng sinh tổng hợp của chu trình glyoxygenlate còn khi enzyme này hoạt hoá thì isocitrate tham gia vào con đường citric acid tạo thành ATP.
Tiến hành trên tế bào thực vật các thí nghiệm sau:
▪ Thí nghiệm 1: Bổ sung vào môi trường chứa tế bào 2 phân tử acetyl CoA có đánh dấu C14 (trên cả 2 nguyên tử carbon của acetyl CoA) và ATP.
▪ Thí nghiệm 2: Bổ sung vào môi trường chứa tế bào 2 phân tử acetyl CoA có đánh dấu C14 (trên cả 2 nguyên tử carbon của acetyl CoA) và ATP và enzyme phosphatase.
Câu 1 [1074239]: Vai trò chính của con đường glyoxygenlate trong hạt đang nảy mầm là gì?
A, Chuyển hoá protein từ lipid dự trữ để tạo năng lượng cho hạt nảy mầm.
B, Chuyển hoá lipid thành carbohydrate để cung cấp năng lượng và nguyên liệu cho cây con.
C, Phân giải carbohydrate và lipid để cung cấp năng lượng cho cây.
D, Tăng cường tổng hợp ATP thông qua chu trình citric acid.
Đáp án: B
Lời giải chi tiết:
Con đường glyoxygenlate giúp hạt thực vật nảy mầm chuyển hóa lipid dự trữ thành carbohydrate, cung cấp năng lượng và nguyên liệu cần thiết cho quá trình phát triển ban đầu khi cây non chưa có khả năng quang hợp đầy đủ. Đáp án: B
Lời giải chi tiết:
Con đường glyoxygenlate giúp hạt thực vật nảy mầm chuyển hóa lipid dự trữ thành carbohydrate, cung cấp năng lượng và nguyên liệu cần thiết cho quá trình phát triển ban đầu khi cây non chưa có khả năng quang hợp đầy đủ. Đáp án: B
Câu 2 [1074240]: Số phân tử CO2 tạo ra có chứa C14 trong thí nghiệm 2 là bao nhiêu?
A, 0.
B, 1.
C, 2.
D, 4.
Đáp án: C
Lời giải chi tiết:
Vì trong môi trường chứa ATP nên xảy ra phản ứng phosphoryl hoá enzyme isocitrate dehydrogenase. Tuy nhiên sự có mặt của enzyme phosphatase đã gây ra phản ứng khử phosphoryl hoá enzyme này. Sự khử phosphoryl hoá đã làm hoạt hoá enzyme isocitrate dehydrogenase → isocitrate đi vào chu trình acid citric. Hai phân tử acetyl CoA sẽ tham gia vào 2 vòng acid citric.
Ở vòng chu trình đầu tiên, 2 phân tử CO2 được tạo ra từ phân tử AOA (không có C14) nên không chứa C14, phân tử acetyl CoA thứ nhất được sử dụng để tái tạo AOA. Đến vòng thứ hai, 2 phân tử CO2 được tạo ra chứa C14 (AOA có nguồn gốc từ acetyl CoA), phân tử acetyl CoA thứ hai dược sử dụng để tái tạo AOA. Tuy nhiên ở vòng thứ ba đã không còn phân tử acetyl CoA nên chu trình bị dừng lại → Không có phân tử CO2 được tạo ra. Đáp án: C
Lời giải chi tiết:
Vì trong môi trường chứa ATP nên xảy ra phản ứng phosphoryl hoá enzyme isocitrate dehydrogenase. Tuy nhiên sự có mặt của enzyme phosphatase đã gây ra phản ứng khử phosphoryl hoá enzyme này. Sự khử phosphoryl hoá đã làm hoạt hoá enzyme isocitrate dehydrogenase → isocitrate đi vào chu trình acid citric. Hai phân tử acetyl CoA sẽ tham gia vào 2 vòng acid citric.
Ở vòng chu trình đầu tiên, 2 phân tử CO2 được tạo ra từ phân tử AOA (không có C14) nên không chứa C14, phân tử acetyl CoA thứ nhất được sử dụng để tái tạo AOA. Đến vòng thứ hai, 2 phân tử CO2 được tạo ra chứa C14 (AOA có nguồn gốc từ acetyl CoA), phân tử acetyl CoA thứ hai dược sử dụng để tái tạo AOA. Tuy nhiên ở vòng thứ ba đã không còn phân tử acetyl CoA nên chu trình bị dừng lại → Không có phân tử CO2 được tạo ra. Đáp án: C
Câu 3 [1074241]: Để tăng cường quá trình chuyển hóa lipid thành carbohydrate trong hạt thực vật nảy mầm, nhà nghiên cứu nên thực hiện thay đổi nào sau đây?
A, Thêm ATP vào môi trường.
B, Tăng cường hoạt tính của enzyme isocitrate lyase.
C, Bổ sung enzyme phosphatase.
D, Ức chế enzyme isocitrate dehydrogenase.
Đáp án: D
Lời giải chi tiết:
Ức chế enzyme isocitrate dehydrogenase sẽ làm giảm sự phân hủy isocitrate qua chu trình acid citric và chuyển hướng isocitrate vào chu trình glyoxygenlate. Điều này thúc đẩy việc chuyển hóa lipid thành carbohydrate, giúp cây non có thêm nguồn năng lượng và vật liệu cần thiết cho giai đoạn phát triển ban đầu. Đáp án: D
Lời giải chi tiết:
Ức chế enzyme isocitrate dehydrogenase sẽ làm giảm sự phân hủy isocitrate qua chu trình acid citric và chuyển hướng isocitrate vào chu trình glyoxygenlate. Điều này thúc đẩy việc chuyển hóa lipid thành carbohydrate, giúp cây non có thêm nguồn năng lượng và vật liệu cần thiết cho giai đoạn phát triển ban đầu. Đáp án: D