1. Figure ATP as a store of free energy The bonds between the phosphate groups of ATP are called high-energy bonds because their hydrolysis results in a large decrease in free energy. ATP can be hydrolyzed either to ADP plus a phosphate group (HPO42-) or to AMP plus pyrophosphate. In the latter case, pyrophosphate is itself rapidly hydrolyzed, releasing additional free energy.

2. Figure Reactions of glycolysis Glucose is broken down to pyruvate, with the net formation of two molecules each of ATP and NADH. Under anaerobic conditions, the NADH is reoxidized by the conversion of pyruvate to ethanol or lactate. Under aerobic conditions, pyruvate is further metabolized by the citric acid cycle. Note that a single molecule of glucose yields two molecules each (shadow boxes) of the energy-producing three-carbon derivatives.

3. Figure Oxidative decarboxylation of pyruvate Pyruvate is converted to CO2 and acetyl CoA, and one molecule of NADH is produced in the process. Coenzyme A (CoA-SH) is a general carrier of activated acyl groups in a variety of reactions.

4. Figure The citric acid cycle A two-carbon acetyl group is transferred from acetyl CoA to oxaloacetate, forming citrate. Two carbons of citrate are then oxidized to CO2 and oxaloacetate is regenerated. Each turn of the cycle yields one molecule of GTP, three of NADH, and one of FADH2.

5. Figure The electron transport chain Electrons from NADH and FADH2 are transferred to O2 through a series of carriers organized into four protein complexes in the mitochondrial membrane. The free energy derived from electron transport reactions at complexes I, III, and IV is used to drive the synthesis of ATP.

6. קומפלקסים בממברנה

7. Figure 18. 3. Diagram of a Mitochondrion
Figure Diagram of a Mitochondrion. [After Biology of the Cell by Stephen L. Wolfe. © 1972 by Wadsworth Publishing Company, Inc., Belmost, California Adapted by permission of the publisher.]

8. Oxidative Phosphorylation
Figure Essence of Oxidative Phosphorylation. Oxidation and ATP synthesis are coupled by transmembrane proton fluxes

9. Figure 18. 25. Chemiosmotic Hypothesis
Figure Chemiosmotic Hypothesis. Electron transfer through the respiratory chain leads to the pumping of protons from the matrix to the cytosolic side of the inner mitochondrial membrane. The pH gradient and membrane potential constitute a proton-motive force that is used to drive ATP synthesis.

10. Figure 2. 36. Oxidation of fatty acids The fatty acid (e. g
Figure Oxidation of fatty acids The fatty acid (e.g., the 16-carbon saturated fatty acid palmitate) is initially joined to coenzyme A at the cost of one molecule of ATP. Oxidation of the fatty acid then proceeds by stepwise removal of two-carbon units as acetyl CoA, coupled to the formation of one molecule each of NADH and FADH2.

11. The Complete Oxidation of Palmitate Yields 106 Molecules of ATP:

12. Figure The structure of chlorophyll Chlorophylls consist of porphyrin ring structures linked to hydrocarbon tails. Chlorophylls a and b differ by a single functional group in the porphyrin ring. which together absorb visible light of all wavelengths other than green. Additional pigments absorb light of other wavelengths, so essentially the entire spectrum of visible light can be captured and utilized for photosynthesis.

13. Figure Pathway of Electron Flow From H2O to NADP+ in Photosynthesis. This endergonic reaction is made possible by the absorption of light by photosystem II (P680) and photosystem I (P700). Abbreviations: Ph, pheophytin; QA and QB, plastoquinone-binding proteins; Pc, plastocyanin; A0 and A1, acceptors of electrons from P700*; Fd, ferredoxin; Mn, manganese.

15. מבנה הכלורופלסט

16. Figure The light reactions of photosynthesis Energy from sunlight is used to split H2O to O2. The high-energy electrons derived from this process are then transported through a series of carriers and used to convert NADP+ to NADPH. Energy derived from the electron transport reactions also drives the synthesis of ATP. The details of these reactions are discussed in Chapter 10.

17. The Light Reactions of Photosynthesis
Figure The Light Reactions of Photosynthesis. Light is absorbed and the energy is used to drive electrons from water to generate NADPH and to drive protons across a membrane. These protons return through ATP synthase to make ATP.

18. Figure 19. 3. Diagram of a Chloroplast. [After S. L
Figure Diagram of a Chloroplast. [After S. L. Wolfe, Biology of the Cell, p © 1972 by Wadsworth Publishing Company, Inc. Adapted by permission of the publisher.]

19. Figure Pathway of Electron Flow From H2O to NADP+ in Photosynthesis. This endergonic reaction is made possible by the absorption of light by photosystem II (P680) and photosystem I (P700). Abbreviations: Ph, pheophytin; QA and QB, plastoquinone-binding proteins; Pc, plastocyanin; A0 and A1, acceptors of electrons from P700*; Fd, ferredoxin; Mn, manganese.

20. העברת אלקטרונים בממברנת התילקואיד

21. Figure Comparison of Photosynthesis and Oxidative Phosphorylation. The light-induced electron transfer in photosynthesis drives protons into the thylakoid lumen. The excess protons flow out of the lumen through ATP synthase to generate ATP in the stroma. In oxidative phosphorylation, electron flow down the electron-transport chain pumps protons out of the mitochondrial matrix. Excess protons from the intermembrane space flow into the matrix through ATP synthase to generate ATP in the matrix.

22. Figure The Calvin cycle Shown here is the synthesis of one molecule of glucose from six molecules of CO2. Each molecule of CO2 is added to ribulose-1,5-bisphosphate to yield two molecules of 3-phosphoglycerate. Six molecules of CO2 thus lead to the formation of 12 molecules of 3-phosphoglycerate, which are converted to 12 molecules of glyceraldehyde-3-phosphate at the cost of 12 molecules each of ATP and NADPH. Two molecules of glyceraldehyde-3-phosphate are then used for synthesis of glucose and ten molecules continue in the Calvin cycle to form six molecules of ribulose-5-phosphate. The cycle is then completed by the use of six additional ATP molecules for the synthesis of ribulose-1,5-bisphosphate.

23. מסלול הפנטוז פוספט מסלול פירוק גלוקוז נוסף למסלול הגליקוליזה
מסלול הפנטוז פוספט מתרחש בציטוזול של תאי הכבד,בתאי שומן, בתאי דם אדומים, בכליות
ובבלוטות שמתקיימים בהם מסלולי ביוסינטזה שנדרש בהם NADPH כאמצעי מחזר.
מסלול הפנטוז –פוספט מתחלק לשני שלבים:
השלב החימצוני

24. מסלול הפנטוז פוספט מסלול פירוק גלוקוז נוסף למסלול הגליקוליזה
מסלול הפנטוז פוספט מתרחש בציטוזול של תאי הכבד,בתאי שומן, בתאי דם אדומים, בכליות
ובבלוטות שמתקיימים בהם מסלולי ביוסינטזה שנדרש בהם NADPH כאמצעי מחזר.
מסלול הפנטוז –פוספט מתחלק לשני שלבים:
השלב החימצוני
השלב הלא חימצוני

25. השלב החימצוני
גלוקוז 6-פוספט הופך בסדרה של שלוש ראקציות לריבולוז-5-פוספט

26. השלב החימצוני
גלוקוז 6-פוספט הופך בסדרה של שלוש ראקציות לריבולוז-5-פוספט
שתי מולקולות של NADP+ מתחזרות לNADPH – ונפלטת מולקולה אחת של CO2
ראקציות של ביוסינטזה חיזורית

27. חוסר G6PD
חוסר באנזים ג'י סיקס פי די (גלוקוז-6 פוספאט דהידרוגנאז), הינה מחלה המועברת בתורשה ברוב המקרים מאם נשאית לבן. רוב החולים הם זכרים.
הפגם מועבר בתאחיזה לכרומוזום X בדומה לדרך ההורשה של מחלת ההמופיליה. הפגם מתבטא באנמיה המולטית (פירוק מהיר של תאי דם אדומים) שנגרמת עקב זיהום,תרופות, או אכילת פול .
בתא הדם האדום שומר הגלוטתיון על מצבו המחוזר של יון הברזל Fe2+ שבהמוגלובין. זו הסיבה לכך שקיומו של תא דם האדום תלוי במסלול הפנטוז פוספט, המספק כל הזמן NADPH לשמירת מצבו המחוזר של הגלוטתיון.
חוסר באנזים G6PD לא מסוכן ולא גורם נזק אם נמנעים מאכילת פול ונטילת תרופות מסוימות. מרבית החולים אינם סובלים מאנמיה כרונית.
אולם בעת לקיחת תרופות מסוימות, תרופות אלה מתחמצנות, נוצרים פראוקסידים המחמצנים אתכל גלוטתיון (GSH) המצוי בתא ל-.GSSG חיזור GSSG בחזרה ל- GSH אינו אפשרי כי רמת ה- NADPH בתא בחולים אלה נמוכה ולכן האנזים גלוטתיון רדוקטז אינו יכול לפעול, דבר זה גורם להצטברות מטהמוגלובין )שבו יון הברזל מחומצן (Fe3+ בתא, וזו גורמת לשינוים מסוכנים במבנה הממברנה,, שינויים שיכולים לגרום להרס התאים.
עלולה להיווצר אנמיה, עם חולשה קיצונית, הופעת צהבת ושתן כהה המעידים על פירוק מהיר של תאי דם אדומים (המוליזה) וירידה חדה ברמת ההמוגלובין. פירוק מהיר של תאי דם אדומים יכול גם להתרחש אצל תינוקות מיד לאחר הלידה ומתבטא בצהבת של הילוד.
בקרב יהודים בישראל הפגם נפוץ בעיקר בקרב יוצאי כורדיסטן וצפון עיראק, ומקרים מסויימים אף אותרו אצל יוצאי תימן.

28. בשלב הלא חימצוני הופך ריבולוז 5-פוספט, בסדרת ריאקציות לסוכרים פוספטים תלת-, ארבעה-,
חמישה-, שישה- ושבעה פחמניים. מביניהם, הסוכר החיוני והדרוש ביותר בתא הוא ריבוז 5-פוספט-
אחת מאבני הבניין של חומצות הגרעין.

30. מעביר יחידה דו פחמנית
מעביר יחידה דו פחמנית
מעביר יחידה תלת פחמנית
לסיכום: בשלב הלא חימצוני הופכות שלוש מולקולות של סוכר-פוספט חמישה פחמני לשתי
מולקולות של סוכר פוספט שישה פחמני ומולקולה אחת של סוכר-פוספט תלת פחמני.

31. הראקציה מסכמת את המסלול הפנטוז פוספט היא :
3G6P + 6NADP+ + 3H2O F6P + GA3P + 6NADPH + 6H+ + 3CO2