SLIDE BÀI GIẢNG SINH HỌC - CHƯƠNG IV: HÔ HẤP

Chia sẻ: Muay Thai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:44

Thêm vào BST

Báo xấu

183
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

So sánh cấu trúc và chức năng của lạp thể và ty thể: Hiện tượng chuyển hóa trong tế bào Tế bào cần rất nhiều năng lượng để duy trì sự sống: các hoạt động như việc sao chép, sửa chữa các cấu trúc di truyền trong nhiễm sắc thể, tạo mới các thành phần cấu tạo trong tế bào, lấy thức ăn vào, thải chất bã ra, giữ cho độ pH và nồng độ ion được cân bằng... Nếu năng lượng không được cung cấp thì các phản ứng không thể xảy ra được và sự sống của tế bào sẽ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: SLIDE BÀI GIẢNG SINH HỌC - CHƯƠNG IV: HÔ HẤP

SINH HỌC B - Giảng viên: GVC. ThSĩ Nguyễn Thị Sáu : Công nghệ Thực phẩm Khoa - TP.HCM, Tháng 3 năm 2010
Chương IV: HÔ HẤP I. So sánh cấu trúc và chức năng của lạp thể và ty thể:
II. Ðại cương 1. Hiện tượng chuyển hóa trong tế bào  Tế bào cần rất nhiều năng lượng để duy trì sự sống: các hoạt động như việc sao chép, sửa chữa các cấu trúc di truyền trong nhiễm sắc thể, tạo mới các thành phần cấu tạo trong tế bào, lấy thức ăn vào, thải chất bã ra, giữ cho độ pH và nồng độ ion được cân bằng... Nếu năng lượng không được cung cấp thì các phản ứng không thể xảy ra được và sự sống của tế bào sẽ ngừng lại.  Tất cả năng lượng cung cấp cho sự sống là từ mặt trời, được cây hấp thu qua quá trình quang hợp tạo ra hợp chất hữu cơ giàu năng lượng. Các sinh vật không có khả năng quang hợp thì lấy năng lượng bằng cách tiêu hóa các sinh vật quang hợp được và những sinh vật khác.
Trong tế bào, sự hô hấp tạo ra năng lượng để  cung cấp cho tất cả các hoạt động của tế bào. Năng lượng này được dự trữ trong các hợp chất được tổng hợp do quá trình quang hợp và được giải phóng qua quá trình hô hấp hiếu khí, trong đó glucoz được chuyển hóa qua nhiều sản phẩm trung gian để đến sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O. Năng lượng tự do được tạo ra trong quá trình này được sử dụng cho những phản ứng khác xảy ra trong tế bào.
Tất cả các phản ứng này được gọi là sự chuyển hóa  (biến dưỡng) của tế bào và thường được chia thành hai giai đoạn. Giai đoạn 1 là sự đồng hóa (hay sự tiến dưỡng -  anabolism), đó là quá trình tổng hợp những chất hữu cơ phức tạp từ những phân tử đơn giản hơn. Giai đoạn 2 là sự dị hóa (hay là sự thoái dưỡng), đó  là quá trình lấy năng lượng từ thức ăn bằng cách phân cắt những phân tử hữu cơ phức tạp thành những phân tử đơn giản hơn xẩy ra trong đó tế bào. Sự hô hấp hiếu khí là một kiểu dị hóa chính xảy ra  trong tế bào.
2. Ty thể  Ty thể là bào quan tham gia vào sự hô hấp hiếu khí. Dưới kính hiển vi điện tử, mỗi ty thể được bao bọc bởi hai màng, màng ngoài và màng trong chia ty thể ra làm hai ngăn: ngăn ngoài là khoảng giữa của hai màng, ngăn trong từ màng trong trở vào. Màng trong là những tấm lược khiến cho bề mặt tiếp xúc được tăng rất nhiều. Màng ngoài thấm được những phân tử nhỏ, nhưng màng trong thì không thấm. Trên màng trong có các protein kênh, có chức năng đóng mở, bơm để điều tiết chọn lọc những phân tử đi ra và đi vào ngăn trong. Màng trong cũng chứa những protein của chuỗi dẫn truyền điện tử tương tự như chuỗi dẫn truyền điện tử trên màng thylakoid của lục lạp. Vì thật ra, sự hô hấp giống như sự quang hợp cũng bao gồm những phản ứng oxy hóa khử.
Màng tế bào chất Ty thể Tế bào chất Dịch ngoài tế bào Hình 5.1 Khái quát về hô hấp hiếu khí xẩy ra trong ty thể 1. Chu trình Kreb; 2. Chuỗi dãn truyền điện tử
III. Sự hô hấp carbohydrat  Những carbohydrat phức tạp như tinh bột ở thực vật và glycogen ở động vật đều được thủy phân thành những phân tử glucoz trước khi đi vào quá trình hô hấp. Sự hô hấp hoàn toàn một hợp chất giàu năng lượng như glucoz trải qua một chuỗi dài những phản ứng, trong đó có những phản ứng không cần có oxy (giai đoạn đường phân) và có những chuỗi phản ứng lệ thuộc vào oxy.
1. Sự đường phân (giai đoạn 1) Ðường phân là giai đoạn đầu tiên của quá trình hô  hấp glucoz xảy ra không cần sự hiện diện của O2, xảy ra trong dịch tế bào chất của tất cả tế bào sống. Glucoz là một hợp chất bền vững, ít có xu hướng  phân cắt ra thành những chất đơn giản hơn, do đó tế bào muốn lấy năng lượng từ glucoz trước tiên phải có một ít năng lượng để hoạt hóa phân tử. Do đó, giai đoạn đầu của đường phân là cung cấp  ATP cho phân tử glucoz. ATP gồm 3 hợp phần cơ sở là chuỗi triphosphat để gắn vào phần cuối đối diện của đường 5 C và adenin.
Adenin Nhóm triphosphat Đường Hình 5.2 Cấu trúc phân tử ATP
Trong các phản ứng chuẩn bị, hai phân tử ATP gắn  gốc phosphat cuối cùng của nó vào phân tử glucoz. Trong phản ứng này hexokinaz xúc tác chuyển một gốc phosphat vào glucoz. Phản ứng kế tiếp là phản ứng chuyển đổi glucoz-6-  phosphat thành fructoz-6-phosphat. Sau khi tạo ra sản phẩm, một phân tử ATP nữa được tiêu thụ để thêm một gốc phosphat nữa vào phân tử. Kế tiếp fructoz-1,6-bisphosphat bị cắt đôi ở giữa C thứ ba và C thứ tư tạo ra hai chất 3C tương tự nhau, một chất là PGAL (phosphoglyceraldehyd) và một chất trung gian thường chuyển đổi ngay thành PGAL. PGAL là một đường trung gian 3C, là chìa khóa trung gian trong cả quá trình đường phân và quang hợp. Đến giai đoạn này quá trình đường phân đã sử dụng 2 phân tử ATP.
Tiếp theo gồm hai phản ứng phức tạp hơn, dẫn đến  sự thành lập ATP mới. Phản ứng đầu là một phản ứng oxy hóa khử: hai  điện tử và một ion H+ được lấy từ mỗi phân tử PGAL (phân tử PGAL là chất bị oxy hóa) bởi phân tử nhận điện tử nicotinamid adenin dinucleotid, hay NAD+ (chất này bị khử). NAD+ rất gần với NADP+ tìm thấy trong lục lạp. Trong trường hợp này sản phẩm trung gian là NADH thay vì là NADPH. Phản ứng thứ hai là sự phosphoryl hóa PGAL. Năng  lượng được giải phóng từ sự oxy hóa PGAL được dùng để gắn một gốc phosphat vô cơ P vào PGAL, gốc phosphat được gắn vào bằng một cầu nối giàu năng lượng.
PGAL Hình 5.3 Sự chuyển ATP và gắn gốc phospho
Trong phản ứng kế tiếp, gốc phosphat mới  được chuyển vào ADP để tạo ra ATP. Trong quá trình này, một gốc phosphat giàu  năng lượng được chuyển vào một cơ chất ADP để tạo thành ATP, phản ứng này được gọi là phosphoryl hóa ở mức cơ chất.
PGAL Hình 5.4 Mức độ phosphryl hóa cơ chất Một số phân tử như phosphoenolpyruvat (PEP), quá trình hình thành liên kết năng lượng cao giống như liên kết trong ATP. Trong khi đó nhóm phosphate được chuyển enzym đến ATP, năng lượng của liên kết được bảo toàn và ATP tăng lên
 Sản phẩm 3C là PGA, một chất trung gian trong chu trình Calvin-Benson, một lần nữa cho thấy sự tương quan giữa hai quá trình: Ở giai đoạn này, tế bào thu lại được 2 phân tử ATP đa dùng cho sự phosphoryl hóa glucoz trong lúc bắt đầu đường phân. Năng lượng đầu tư ban đầu đa được trả lại. Qua phản ứng kế tiếp, cuối cùng là nước được tách  ra từ PGA, và sau đó gốc phosphat được chuyển đổi và được gắn lại bởi cầu nối giàu năng lượng. Sau đó gốc phosphat được chuyển vào ADP theo sự phosphoryl hóa ở mức cơ chất để thành lập ATP, kết quả tạo ra hai phân tử ATP và hai phân tử acid pyruvic. Vì hai phân tử ATP sử dụng trước đây đã được bù lại, nên hai phân tử ATP này là được tổng hợp thêm cho tế bào.
Hình 5.5 Các phản ứng chính của đường phân •Năm phản ứng đầu tiên biến đổi một phân tử glucoz thành 2 phân tử G3P. Năm phản ứng thứ 2 chuyển hóa G3P thành pyruvat 1. Phosphoryl hóa bằng ATP; 2-3. Sự sắp xếp lại để cho phépphosphoryl hóa lần thứ 2; 4-5.Phân tử 6 carbon phân ly thành 2 phân tử: một là G3P, một là chuyển hóa G3P tham gia vào phản ứng khác; 6. Sự oxy hóa được thực hiện bởi phosphoryl hóa hình thành 2 phân tử NADP và 2 phân tử 3PG mà mỗi phân tử có một liên kết cao năng; 7.Chuyển phosphat có năng lượng cao đến 2 phân tử ADP để tạo thành 2 phân tử ATP và tách khỏi 2 phân tử 3GP; 8-9. Chuyển 2 phân tử nước để tạo thành 2 phân tử PEP, mỗi phân tử có một liên kết cao năng; 10. Chuyển phosphat có năng lượng cao đến ADP để tạo thành 2 phân tử ATP và 2 phân tử pyruvat.
Các điểm quan trọng cần chú ý trong sự đường phân là: 1) Mỗi phân tử glucoz (C6H12O6) bị phân tách thành hai phân tử acid pyruvic (C3H4O3). 2) Hai phân tử ATP sử dụng trong lúc đầu của quá trình, sau đó có bốn phân tử được tạo ra, như vậy tế bào còn được hai phân tử này. 3) Hai phân tử NADH được thành lập.  Vì không sử dụng oxy, quá trình có thể xảy ra dù có sự hiện diện của O2 hay không. Các phản ứng của đường phân xảy ra trong dịch tế bào, ngoài ty thể.