Name: cellular energy from glucose breakdown
Uploaded: 2019-01-29T11:04:45.000Z
Duration: 5 min
Channel: JoVE

K12 Standards

north-carolina-k-12-science-standard-course-of-study

North Carolina K-12 Science Standard Course of Study

9-12

Biology

from-molecules-to-organisms-structures-and-processes

From Molecules to Organisms- Structures and Processes

LS.Bio.3.3

Cellular Respiration

Wszystko, co żyje, potrzebuje źródła energii, które napędza jego działania. Ostatecznie tym źródłem energii jest słońce. W jaki więc sposób organizmy na Ziemi okiełznały tę energię? Wszystko zaczyna się od fotosyntezatorów. Organizmy te są w stanie pobierać dwutlenek węgla i wodę, a następnie wykorzystywać energię przechwyconą ze słońca jako fotony, aby zmusić te cząsteczki do połączenia, wytwarzając glukozę i tlen. Glukoza jest kluczem do następnego krytycznego kroku, którego prawie wszystkie organizmy używają w takiej czy innej formie - oddychania komórkowego. Oddychanie komórkowe odbywa się za pomocą enzymów w błonie komórkowej u prokariontów lub w mitochondriach u eukariontów.

Reakcja chemiczna rozpoczyna się od rozbicia glukozy za pomocą tlenu w celu ponownego wytworzenia dwutlenku węgla i wody, ale w tym procesie energia, która pierwotnie została wykorzystana do wytworzenia cząsteczki glukozy, trafia do dwóch nowych miejsc. Jednym z nich jest synteza ATP, czyli cząsteczek adenozynotrójfosforanu, źródła energii, z którego komórki mogą łatwo korzystać. Reszta jest tracona w postaci ciepła. Do tej pory mówiliśmy o rodzaju oddychania komórkowego, które wykorzystuje tlen i nazywa się to oddychaniem tlenowym, ale niektóre organizmy i komórki są zdolne do oddychania przy braku tlenu. Nazywa się to oddychaniem beztlenowym. Zamiast wytwarzać CO2 i wodę, proces ten sprawia, że etanol jest produktem ubocznym. Przykładem tego rodzaju oddychania jest fermentacja. W ten sposób drożdże są w stanie wytwarzać alkohol w szczelnie zamkniętych pojemnikach. Możemy użyć narzędzia zwanego respirometrem do pomiaru oddychania tlenowego. Po prostu to urządzenie mierzy ilość tlenu zużywanego przez organizm, w tym przypadku kiełkujące nasiona roślin. Kiełkujące nasiona oddychają, co oznacza, że możemy się spodziewać, że zużywają tlen i uwalniają dwutlenek węgla. Nie mają jeszcze swoich zielonych części, więc nie dokonują fotosyntezy.

Pomiar oddechu w respirometrze wykorzystuje sprytną metodę opartą na prawie gazu doskonałego, P razy V równa się n razy R razy T. P to ciśnienie w układzie. V jest objętością gazu. n to liczba moli obecnego gazu. R jest idealną stałą gazową, a T jest temperaturą bezwzględną. Podsumowując, oznacza to, że możesz dowiedzieć się, ile cząsteczek gazu jest obecnych w próbce, mierząc jej objętość, zakładając, że znasz ciśnienie i temperaturę, ponieważ R jest stałą.

Respirometry zawierają wodorotlenek potasu, który zatrzymuje dwutlenek węgla w postaci stałej jako węglan potasu. Tak więc, ze względu na oddychanie komórkowe, tlen w zamkniętej rurce jest zużywany przez nasiona i uwalniają dwutlenek węgla, który z kolei zostaje uwięziony jako węglan potasu. Tak więc, wraz z postępem oddychania komórkowego, całkowita objętość gazu wewnątrz systemu zmniejsza się. Możemy to określić ilościowo, podłączając respirometr do urządzenia zwanego manometrem. Tutaj, gdy cząsteczki tlenu są zużywane, ciśnienie spada w komorze respirometru, a kolorowa ciecz wewnątrz maleńkiej rurki kapilarnej jest ciągnięta w kierunku zmniejszonego ciśnienia. Następnie możemy oszacować ilość gazu pozostałego w rurce respirometru, odczytując wartość na poziomie manometru. Ten wszechstronny system może być skonfigurowany z wieloma różnymi zmiennymi, takimi jak na przykład różne temperatury, i może być używany do testowania tempa oddychania w wielu różnych typach organizmów żywych.

W tym laboratorium użyjesz respirometru i manometru do pomiaru tempa oddychania kiełkujących nasion.

oddychanie komórkowe

<h4>Autotrofy i heterotrofy</h4>

Organizmy żywe wymagają ciągłego dopływu energii do utrzymania funkcji komórkowych i organizmu, takich jak wzrost, naprawa, ruch, obrona i rozmnażanie. Komórki mogą wykorzystywać energię chemiczną tylko do napędzania swoich funkcji, dlatego muszą pozyskiwać energię z wiązań chemicznych biomolekuł, takich jak cukry i lipidy. Organizmy autotroficzne, a mianowicie rośliny, glony oraz bakterie fotosyntetyczne i chemosyntetyczne, przekształcają materiały nieorganiczne w takie biomolekuły, wykorzystując energię z otoczenia, na przykład ze światła słonecznego podczas fotosyntezy. Organizmy heterotroficzne nie są w stanie syntetyzować wysokoenergetycznych biomolekuł z materiałów nieorganicznych, więc pozyskują energię poprzez zużywanie związków węgla wytwarzanych przez inne organizmy, głównie z autotrofów. Kiedy potrzebna jest energia, wiązania chemiczne związków węgla są zrywane, aby zebrać energię zmagazynowaną w tych wiązaniach. Procesy pozyskiwania energii z biomolekuł nazywane są oddychaniem komórkowym.

Oddychanie komórkowe zachodzi zarówno w organizmach autotroficznych, jak i heterotroficznych, w których energia staje się dostępna dla organizmu najczęściej poprzez konwersję difosforanu adenozyny (ADP) do adenozynotrójfosforanu (ATP). Istnieją dwa główne rodzaje oddychania komórkowego - oddychanie tlenowe i oddychanie beztlenowe. Oddychanie tlenowe to specyficzny rodzaj oddychania komórkowego, w którym tlen (O2) jest potrzebny do wytworzenia ATP. W tym przypadku glukoza (C, 6, H, 12,O6) może zostać całkowicie utleniona w serii reakcji enzymatycznych w celu wytworzenia dwutlenku węgla (CO2) i wody (H2O).

<h4>Oddychanie tlenowe</h4>

Oddychanie tlenowe przebiega w trzech etapach. Proces zwany glikolizą rozkłada glukozę na dwie trójwęglowe cząsteczki zwane pirogronianem. Proces ten uwalnia energię, której część jest przekazywana do ATP. Następnie cząsteczki pirogronianu dostają się do mitochondriów, aby wziąć udział w serii reakcji zwanych cyklem Krebsa, znanym również jako cykl kwasu cytrynowego. Na tym kończy się rozkład glukozy, zbierając część energii do ATP i przenosząc elektrony na cząsteczki nośnika. W ostatnim etapie, znanym jako fosforylacja oksydacyjna, elektrony przechodzą przez system transportu elektronów w wewnętrznej błonie mitochondriów, który utrzymuje gradient jonów wodorowych. Komórki wykorzystują energię tego gradientu protonów do generowania większości ATP podczas oddychania tlenowego.

<h4>Oddychanie beztlenowe</h4>

Oddychanie tlenowe wymaga tlenu, jednak istnieje wiele organizmów, które żyją w miejscach, w których tlen nie jest łatwo dostępny lub gdzie inne chemikalia przytłaczają środowisko. Ekstremofile to bakterie, które mogą żyć w miejscach takich jak głębokie oceany, kominy hydrotermalne lub podwodne jaskinie. Zamiast używać tlenu do oddychania komórkowego, organizmy te używają nieorganicznych akceptorów, takich jak azotany lub siarka, które są łatwiej dostępne w tych trudnych warunkach. Ten proces nazywa się oddychaniem beztlenowym.

Kiedy tlen nie jest obecny i oddychanie komórkowe nie może zajść, zachodzi specjalne oddychanie beztlenowe zwane fermentacją. Fermentacja rozpoczyna się od glikolizy w celu wychwycenia części energii zmagazynowanej w glukozie do ATP. Ponieważ jednak fosforylacja oksydacyjna nie zachodzi, fermentacja wytwarza mniej cząsteczek ATP niż oddychanie tlenowe. U ludzi fermentacja zachodzi w czerwonych krwinkach, które nie mają mitochondriów, a także w mięśniach podczas forsownej aktywności wytwarzającej kwas mlekowy jako produkt uboczny, dlatego nazywa się ją fermentacją mlekową. Niektóre bakterie przeprowadzają fermentację kwasu mlekowego i są wykorzystywane do wytwarzania produktów takich jak jogurt. W drożdżach proces znany jako fermentacja alkoholowa wytwarza etanol i dwutlenek węgla jako produkty uboczne i był używany przez ludzi do fermentacji napojów lub zakwaszania ciasta.

<h4>Fotosynteza</h4>

Oddychanie komórkowe wraz z fotosyntezą jest cechą transferu energii i materii oraz podkreśla interakcję organizmów z ich środowiskiem i innymi organizmami w społeczności. Oddychanie komórkowe zachodzi wewnątrz pojedynczych komórek, jednak w skali ekosystemów wymiana tlenu i dwutlenku węgla w procesie fotosyntezy i oddychania komórkowego wpływa na poziom tlenu i dwutlenku węgla w atmosferze.

Co ciekawe, procesy oddychania komórkowego i fotosyntezy są dokładnie przeciwstawne, gdzie produktami jednej reakcji są reagenty drugiej. Fotosynteza wytwarza glukozę, która jest wykorzystywana w oddychaniu komórkowym do wytwarzania ATP. Ta glukoza jest następnie przekształcana z powrotem w CO2 podczas oddychania, który jest reagentem stosowanym w fotosyntezie. Mówiąc dokładniej, fotosynteza konstruuje jedną cząsteczkę glukozy z sześciu cząsteczek CO2 i sześciu H2O poprzez wychwytywanie energii ze światła słonecznego i uwalnianie sześciu cząsteczek O2 jako produktu ubocznego. Oddychanie komórkowe wykorzystuje sześć cząsteczekO2 do przekształcenia jednej cząsteczki glukozy w sześć cząsteczek CO2 i sześć cząsteczek H2O, wykorzystując jednocześnie energię w postaci ATP i ciepła.

<h4>Pomiar oddechu</h4>

Naukowcy mogą zmierzyć tempo oddychania komórkowego za pomocą respirometru, oceniając szybkość wymiany tlenu. Zrozumienie prawa gazu doskonałego ma fundamentalne znaczenie dla poznania działania respirometru. Prawo gazu doskonałego mówi, że liczbę cząsteczek gazu w pojemniku można określić na podstawie ciśnienia, objętości i temperatury. Mówiąc dokładniej, iloczyn objętości i ciśnienia gazu jest równy iloczynowi liczby cząsteczek gazu, stałej gazu doskonałego i temperatury gazu. Respirometry zawierają wodorotlenek potasu, który wychwytuje dwutlenek węgla wytwarzany podczas oddychania w postaci stałej jako węglan potasu. Kiedy komórki zużywają tlen, objętość gazu w systemie respirometrycznym zmniejsza się bez dwutlenku węgla, który mógłby go zwiększyć, co pozwala naukowcom obliczyć ilość zużytego tlenu za pomocą równania gazu doskonałego.

Oddychanie komórkowe jest ważnym procesem, który wytwarza energię użytkową dla organizmów, dlatego badanie kontekstów, w których jest ono poprawiane lub utrudniane, jest nie tylko interesujące, ale także konieczne. W szczególności mitochondria są niezbędne do oddychania komórkowego, a wszelkie warunki, które wpływają na zdrowie mitochondriów, mają ogromne konsekwencje dla zdrowia organizmu. Na przykład miopatie mitochondrialne to grupa chorób nerwowo-mięśniowych, które są spowodowane uszkodzeniem mitochondriów, wpływając głównie na komórki nerwowe i mięśniowe, które wymagają wysokiego poziomu energii do funkcjonowania1. Co więcej, wiele trucizn działa poprzez hamowanie oddychania komórkowego. Na przykład cyjanek hamuje produkcję ATP poprzez fosforylację oksydacyjną, dzięki czemu zrozumienie mechanizmów cyjanku lub innych trucizn metabolicznych umożliwia leczenie osób, które były na nie narażone2. Podobnie, niektóre leki, takie jak niektóre antybiotyki, chemioterapeutyki, statyny i środki znieczulające, mogą również zakłócać funkcję mitochondriów i mogą nie być odpowiednie do leczenia pacjentów z zaburzeniami mitochondrialnymi3.

<h4>Odwołania</h4>

<ol class="referencje">
	<li>Lin, MT i Beal, MF. Dysfunkcja mitochondriów i stres oksydacyjny w chorobach neurodegeneracyjnych. przyroda. 2006, tom 443, (787-95).</li>
	<li>Beasley, DMG i Glass, WI. Zatrucie cyjankiem: patofizjologia i zalecenia dotyczące leczenia. medycyna pracy. Tom 48, 7 (427-31).</li>
	<li>Finsterer, J i Segall, L. Leki ingerujące w zaburzenia mitochondrialne. Lek Chem Toxicol. 2010 , Vol. 33, 2 (138-51).</li>
</ol>

Oddychanie komórkowe

Autotrofy i heterotrofy

Organizmy żywe wymagają ciągłego dopływu energii do utrzymania funkcji komórkowych i organizmów, takich jak wzrost, naprawa, ...

Education

JoVE Lab Manual

Biologia

Cellular Processes

Procesy komórkowe

cellular energy from glucose breakdown

Cellular respiration is the process cells use to release usable energy from biomolecules such as sugars and lipids. Living things need a steady energy supply for growth, repair, movement, defense, and reproduction. Cells use that energy mainly by converting adenosine diphosphate (ADP) to adenosine triphosphate (ATP).

Autotrophs and heterotrophs get the molecules for respiration in different ways. Autotrophs, such as plants, algae, and photosynthetic and chemosynthetic bacteria, build high-energy biomolecules from inorganic materials by using energy from the environment, such as sunlight. Heterotrophs cannot make those molecules from inorganic materials, so they obtain carbon compounds by eating other organisms, mainly autotrophs.

Aerobic respiration needs oxygen to make ATP. In this form of respiration, glucose can be fully broken down through a series of enzyme-driven reactions into carbon dioxide and water. Aerobic respiration has three stages: glycolysis, the Krebs cycle, and oxidative phosphorylation.

Glycolysis splits one glucose molecule into two three-carbon pyruvate molecules. It releases energy, and some of that energy is captured in ATP. The pyruvate then enters the mitochondria, where the Krebs cycle, also called the citric acid cycle, finishes breaking down the glucose and loads electrons onto carrier molecules.

The last stage is oxidative phosphorylation. In this step, electrons move through an electron transport system in the inner mitochondrial membrane. This helps build a hydrogen ion gradient, and cells use that gradient to make most of the ATP in aerobic respiration.

Some organisms live where oxygen is scarce or where other chemicals dominate the environment. Extremophiles, which are bacteria found in places such as deep ocean hydrothermal vents or underwater caves, may use inorganic acceptors like nitrate or sulfur instead of oxygen. This is called anaerobic respiration.

When oxygen is absent and cellular respiration cannot continue, cells can use fermentation. Fermentation begins with glycolysis and makes some ATP, but it does not include oxidative phosphorylation, so it produces fewer ATP molecules than aerobic respiration. In humans, lactic acid fermentation occurs in red blood cells, which lack mitochondria, and in muscles during strenuous activity. Some bacteria also use lactic acid fermentation, which is why they are used to make yogurt.

Yeast carry out alcoholic fermentation. This pathway produces ethanol and carbon dioxide as byproducts. People use it to ferment beverages and to help dough rise.

Cellular respiration and photosynthesis are linked processes that move energy and matter through ecosystems. They are direct opposites in many ways because the products of one are the reactants of the other. Photosynthesis uses sunlight to build one glucose molecule from six carbon dioxide and six water molecules and releases six oxygen molecules. Cellular respiration uses six oxygen molecules to break one glucose molecule into six carbon dioxide and six water molecules while capturing energy as ATP and heat.

Scientists can measure respiration rates with a respirometer by tracking oxygen exchange. This method depends on the Ideal Gas Law, which relates pressure, volume, temperature, and the number of gas molecules. Respirometers contain potassium hydroxide, which traps carbon dioxide as potassium carbonate. As cells use oxygen, gas volume in the system drops, and scientists can use the ideal gas equation to calculate oxygen use.

Cellular respiration matters for health because mitochondria are essential to the process. Mitochondrial myopathies are neuromuscular diseases caused by mitochondrial damage, and they mainly affect nerve and muscle cells that need a lot of energy. Many poisons also block respiration. Cyanide, for example, inhibits ATP production through oxidative phosphorylation, and some antibiotics, chemotherapeutics, statins, and anesthetics can also interfere with mitochondrial function.

Cellular Energy From Glucose Breakdown

photosynthesis

Photosynthesis: Light, Sugars, and Carbon

Photosynthesis turns sunlight into chemical energy in the form of glucose. This process powers most life on Earth by helping autotrophs, or primary producers, make food. The glucose they make can provide quick energy or be stored as starch for later use. Consumers depend on these producers for energy. Photosynthesis happens in many kinds of organisms. Cyanobacteria, some protists such as algae, and plants can all carry out this process. In eukaryotic cells, it takes place in the chloroplast.

cellular respiration

Cellular respiration is the process cells use to release usable energy from biomolecules such as sugars and lipids. Living things need a steady energy supply for growth, repair, movement, defense, and reproduction. Cells use that energy mainly by converting adenosine diphosphate (ADP) to adenosine triphosphate (ATP). Autotrophs and heterotrophs get the molecules for respiration in different ways. Autotrophs, such as plants, algae, and photosynthetic and chemosynthetic bacteria, build...

cell division

Cell Cycle, Mitosis, and Meiosis

Cell division is essential for growth, repair, and reproduction in living organisms. It lets single-celled organisms create a new organism and helps multicellular organisms make new cells for development and for replacing damaged cells. In multicellular species, cell division also makes reproductive cells needed for reproduction. Before a cell divides, it must copy its genetic material and split it into two daughter cells. This process is called the cell cycle. Although the timing can vary...

transpiration

Water Movement in Plants

Water movement in plants depends on transpiration and the vascular system. Plants must move water and dissolved nutrients from the roots to the leaves. They also exchange materials with the environment as part of normal life processes. Vascular plants use bundles of tissues that run from the roots to the tips of the plant. Root hairs absorb water and nutrients, and osmosis moves water into the xylem, the main water-conducting tissue. Water then travels to the tallest parts of the plant and...

enzyme activity

Factors That Shape Enzyme Function

Enzymes are biological catalysts that help living things run biochemical reactions faster. They lower activation energy, which is the energy needed to start a reaction. Enzymes are not used up in the process, so they can keep working again and again. Most enzymes are proteins, although some ribonucleic acid molecules also have catalytic activity. Each enzyme usually binds only one or a few specific substrates. This selectivity depends on the enzyme’s active site, which fits its substrate like...

cellular processes

Learn how cells turn glucose into ATP through aerobic and anaerobic respiration, fermentation, photosynthesis links, and respirometer measurements.

Cellular Energy From Glucose Breakdown | JoVE K12

Louisiana Student Standards for Science

High School

Environmental Science

ecosystems-interactions-energy-and-dynamics

Ecosystems: Interactions, Energy And Dynamics

HS-LS2-4

ohios-learning-standards-and-model-curriculum

Ohio’s Learning Standards and Model Curriculum

Cells

Cellular processes

Tennessee Academic Standards

From Molecules to Organisms: Structures and Processes

BIO1.LS1.9

Virginia  Standards of Learning

HIgh School

BIO.2

BIO.2.e

new-jersey-student-learning-standards-for-science

New Jersey Student Learning Standards for Science

Life Science

HS-LS1-7

Ecosystems: Interactions, Energy, and Dynamics

HS-LS2-5

Arizona Science Standards

HS.L2

HS.L2U1.21

Next Generation Science Standards

HS-LS2-3

Florida Department of Education

SC.912.L.18

SC.912.L.18.9

south-carolina-college-and-career-ready-science-standards

South Carolina College and Career Ready Science Standards

B-LS1-7.

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

matter-and-energy-in-organisms-and-ecosystems

Matter and Energy in Organisms and Ecosystems

HS-LS1-7.

Georgia Standards of Excellence

Botany

SBO1.

Respiration

Przygotuj się do nauczania Oddychanie komórkowe dzięki temu 3-minutowemu przewodnikowi dla instruktorów. Obejmuje kluczowe kroki przygotowawcze dla laboratorium Biology na JoVE Lab Manual.

Przygotowanie instruktora do Oddychanie komórkowe w Biology - Ponad 5.2K wyświetleń | JoVE Lab Manual

Postępuj zgodnie z procedurami Oddychanie komórkowe krok po kroku w tym 6-minutowym filmie z protokołem studenckim. Część kolekcji Biology na JoVE Lab Manual.

Protokół studencki dla Oddychanie komórkowe w Biology - Ponad 17K wyświetleń | JoVE Lab Manual

Compounds Essential to Human Function

The human body is composed of cells that are fundamentally made up of several different molecules. These molecules are essential to carry out all ...

Macromolecules

Biomolecules
Organisms contain a wide variety of organic molecules with numerous functions which depend on the chemical structures and properties of these ...

Solution Preparation
ExpandCAUTION: It is important to always use care when handling reagents. For example, iodine will stain clothes and skin so wear ...

Identifying Macromolecules with Indicator Solutions
ExpandHYPOTHESES: In this activity, the experimental hypothesis might be that the addition of an ...

pH Regulation in Cells

pH plays a critical role in maintaining normal cellular activities. It helps maintain the structure and function of various proteins, dictates the charge ...

Chemistry of the Cell

Overview of Functional Groups

Functional groups are a group of atoms with characteristic properties, which when linked to the carbon skeleton of a molecule, alter the properties of ...

Introduction to Carbohydrates

Carbohydrates, proteins, and fats are the primary macronutrients in the human diet. However, carbohydrates are the most favored source of energy in the ...

Carbohydrate Metabolism

Sugars as Energy Storage Molecules

What are Lipids?

lipid-derived-compounds-in-the-human-body

Lipid-derived Compounds in the Human Body

Fats and lipids are crucial components in the human body. Some lipid-derived compounds, such as fat-soluble vitamins, eicosanoids, lipoproteins, and ...

Fats as Energy Storage Molecules

What are Proteins?

Protein Organization

Globular Proteins

In organisms, proteins are the most abundant macromolecules. They act as the building blocks of life and play various crucial roles in the body. Proteins ...

Fibrous Proteins

Fibrous proteins are either long and narrow proteins or assemble to form long and thin structures. They contain repetitive units and usually consist of ...

Protein Denaturation

The function of proteins depends on their native three-dimensional structure, which is dictated by the amino acid sequence of the specific protein. ...

Role of Proteins in the Human Body

Proteins are the building block of life. They are also&#160; the most abundant macromolecules with as many diverse roles in the body. They are part of ...

Nucleic Acids and Nucleotides

Nucleic acids are the most important macromolecules for the continuity of life. They carry the cell&#39;s genetic blueprint and have instructions for its ...

Nucleic Acid Structure

The pentose sugar in DNA is deoxyribose, while in RNA the pentose sugar is ribose. The difference between the sugars is the presence of the hydroxyl group ...

ATP Energy Storage and Release

ATP and Macromolecule Synthesis

Biological macromolecules are organic compounds, predominantly composed of carbon atoms. The carbon atoms are covalently bonded with hydrogen, oxygen, ...

Construct an explanation to illustrate relationships between structure and function of major macromolecules essential for life.

LS.Bio.1.1

Introduction to Enzymes

The use of enzymes by humans dates to 7000 BCE. Humans first used enzymes to ferment sugars and produce alcohol without knowing that this was an ...

Enzymes and Activation Energy

The activation energy (or free energy of activation), abbreviated as Ea, is the small amount of energy input necessary for all chemical reactions to ...

Introduction to Enzyme Kinetics

Enzyme kinetics studies the rates of biochemical reactions. Scientists monitor the reaction rates for a particular enzymatic reaction at various substrate ...

Turnover Number and Catalytic Efficiency

The turnover number of an enzyme is the maximum number of substrate molecules it can transform per unit time. Turnover numbers for most enzymes range from ...

Catalytically Perfect Enzymes

The theory of catalytically perfect enzymes was first proposed by W.J. Albery and J. R. Knowles in 1976. These enzymes catalyze biochemical reactions at ...

introduction-to-mechanisms-of-enzyme-catalysis

Introduction to Mechanisms of Enzyme Catalysis

For many years, scientists thought that enzyme-substrate binding took place in a simple &#34;lock-and-key&#34; fashion. This model stated that the enzyme ...

Ligand Binding and Linkage

Cooperative Allosteric Transitions

Ribozymes

Carry out investigations to illustrate how enzymes act as catalysts for biochemical reactions and how environmental factors affect enzyme activity.

LS.Bio.1.2

What are Cells?

Cells are the smallest and basic units of life, whether it is a single cell that forms the entire organism, e.g., in a bacterium or trillions of them, ...

Cell Size

Cell sizes vary widely among and within organisms. Bacterial cells range between 1-10 micrometers (&#x3BC;m)and are considerably smaller than most ...

Eukaryotic Compartmentalization

One of the distinguishing features of eukaryotic cells is that they contain membrane-bound organelles, such as the nucleus and mitochondria, that carry ...

Prokaryotic Cells

Prokaryotes are small unicellular organisms that include the domains&#x2014;Archaea and Bacteria. Bacteria include many common organisms, such as ...

Cytoplasm

The cytoplasm consists of organelles and a framework of protein scaffolds called the cytoskeleton suspended in an aqueous solution, the cytosol. The ...

The Nucleus

The nucleus is a membrane-bound organelle that acts as a control center in a eukaryotic cell. It contains chromosomal DNA, which controls gene expression ...

Endoplasmic Reticulum

Endoplasmic ReticulumThe endoplasmic reticulum (ER) is an extensive network of membranous sacs and tubules in eukaryotic cells, continuous with the outer ...

Ribosomes

Ribosomes translate genetic information encoded by messenger RNA (mRNA) into proteins. Both prokaryotic and eukaryotic cells have ribosomes. Cells that ...

Golgi Apparatus

As they leave the Endoplasmic Reticulum (ER), properly folded and assembled proteins are selectively packaged into vesicles. These vesicles are ...

Lysosomes

Lysosomes are membrane-enclosed spherical sacs derived from the Golgi apparatus. The most important function of the lysosome is degrading macromolecules ...

Peroxisomes

Peroxisomes and mitochondria are two important oxygen-utilizing organelles in eukaryotic cells. Mitochondria carry out cellular respiration&#x2014;the ...

Introduction to the Cytoskeleton

Overview of the Cytoskeleton
The cytoskeleton is a network of protein filaments present within the cell, having three distinct filaments ...

Introduction to Actin

Actin is a highly conserved cytoskeletal protein found abundantly in eukaryotic cells. It constitutes 10% weight of the total cellular protein in muscle ...

Cell Structure

Background
Cells represent the most basic biological units of all organisms, whether it be simple, single-celled organisms like bacteria, or large, ...

overview-of-myosin-structure-and-function

Overview of Myosin Structure and Function

Myosins are a family of molecular motor proteins, first identified in the skeletal muscles, where they are responsible for muscle contraction. Along with ...

Visualizing Onion and Cheek Cells
ExpandImmediately before the experiment, wash and peel onion bulbs for the class.
Remove the entire brown outer skin and ...

Microtubules

Microtubules are the thickest cytoskeletal filaments with a diameter of 25 nm. In prokaryotic organisms, microtubules are commonly found in locomotory ...

The Structure of Intermediate Filaments

The intermediate filaments are one of three widely studied cytoskeletal filaments. They are so named as their diameter (10 nm) is in between that of ...

Types of Intermediate Filaments

The intermediate filaments are an essential component of the cytoskeleton. Presently six types of intermediate filament have been identified. Type I and ...

Gap Junctions

Multicellular organisms employ a variety of ways for cells to communicate with each other. Gap junctions are specialized proteins that form pores between ...

The Extracellular Matrix

In order to maintain tissue organization, many animal cells are surrounded by structural molecules that make up the extracellular matrix (ECM). Together, ...

Tissues

Cells with similar structure and function are grouped into tissues. A group of tissues with a specialized function is called an organ. There are four main ...

Plant Cell Wall

The plant cell wall gives plant cells shape, support, and protection. As a cell matures, its cell wall specializes according to the cell type. For ...

Plasmodesmata

The organs in a multicellular organism&#x2019;s body are made up of tissues formed by cells. To work together cohesively, cells must communicate. One way ...

Use models to explain how the structure of organelles determines its function and supports overall cell processes.

LS.Bio.1.3

Cells are the smallest and basic units of life, whether it is a single cell that forms the entire organism, e.g., in a bacterium, or trillions of them, ...

the-tree-of-life-bacteria-archaea-and-eukaryotes

The Tree of Life - Bacteria, Archaea, and Eukaryotes

Prokaryotes are small unicellular organisms that include the domains &#8212; Archaea and Bacteria. Bacteria include many common microorganisms, such as ...

Prokaryotic vs. Eukaryotic Cells

Prokaryotic and eukaryotic cells represent two fundamental types of cellular organization, differing significantly in structure, complexity, and function. ...

Construct explanations to compare prokaryotic and eukaryotic cells in terms of structures and degree of complexity.

LS.Bio.1.4

Analyze how the relationship between structure and function supports life processes within organisms.

Cellular Energy From Glucose Breakdown

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards