Az anyagok és az energia
Ez a témakör a biomolekulák szerkezetét, az enzimek működését, valamint a fotoszintézis és a sejtlégzés energiaátalakításait kéri számon. A vizsgán gyakran kell folyamatábrát értelmezni, ATP-hozamot vagy limitáló tényezőt indokolni.
Biomolekulák és enzimek
- Víz: poláris oldószer, hőkapacitása nagy, kohéziója miatt szállítóközeg.
- Szénhidrátok: monoszacharidok, diszacharidok, poliszacharidok; energiatermelés és szerkezeti szerep.
- Lipidek: trigliceridek energiaraktár, foszfolipidek membránváz, szteroidok jelátvitel.
- Fehérjék: aminosavakból peptidkötéssel; szerkezet–funkció kapcsolat.
- Nukleinsavak: DNS információtárolás, RNS információközvetítés és fehérjeszintézis. Az enzim csökkenti az aktiválási energiát, specifikus, pH- és hőmérséklet-optimuma van; magas hőmérsékleten denaturálódhat. Az ATP rövid távú energiaátvivő, nem hosszú távú raktár.
Fotoszintézis és légzés
A fotoszintézis fényreakciókban ATP-t és NADPH-t termel, a Calvin-ciklusban CO₂-t épít be cukorba. A sejtlégzés glikolízissel indul a citoplazmában, majd a mitokondriumban a Krebs-ciklus és az oxidatív foszforiláció következik. Erjedéskor a glikolízis részlegesen oxidál, kevesebb ATP képződik.
Munka példa
Egy növényt növekvő fényintenzitással világítunk. A fotoszintézis kezdetben nő, majd platóra jut, mert a CO₂ vagy a hőmérséklet limitáló tényező lesz. Ha a fényerősséget tovább növeljük, a nettó fotoszintézis nem feltétlenül nő; a légzés is nőhet, ezért a nettó termelést (fotoszintézis mínusz légzés) kell nézni.
Csapdák
A fotoszintézis és a légzés nem egyszerűen ellentétes folyamat: a légzés a mitokondriumban is zajlik, de a glikolízis a citoplazmában. Az ATP nem tároló molekula, hanem pillanatnyi energiaátvivő. Az enzim nem „fogy el” a reakcióban.