zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Trao đổi thể chất ở cơ thể sống

Chia sẻ: Nguyenthithanh Lanh | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:22

Báo xấu

62
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu "Trao đổi thể chất ở cơ thể sống" trình bày với bạn đọc các phương trình phản ứng tổng của các chuỗi trao đổi chất, các điều kiện sinh lý và điều kiện chuẩn, sự vận chuyển năng lượng nội bào - ATP và phần bài tập củng cố kiến thức.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Trao đổi thể chất ở cơ thể sống

www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com TRAO ĐỔI CHẤT Ở CƠ THỂ SỐNG 1.Các phương trình phản ứng tổng của các chuỗi trao đổi chất Trong chương này các phương trình phản ứng tổng không bao gồm các phản ứng tải oxy hóa của các coenzym khử. Khi có acid tham gia có thể dùng tên acid hoặc tên base liên hợp với nó. Ví dụ gọi acid pyruvic hoặc là pyruvat vì có sự cùng tồn tại ở môi trường CH 3COCOOH và CH3COCOO (+H+). Ở trường hợp sau phải kể đến ion H+ để cân bằng phản ứng. Ký hiệu ~ để chỉ một liên kết mà khi thủy phân nó biến thiên năng lượng tự do chuẩn có độ âm tính rất cao (
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com được cặp đôi với một phản ứng phát năng lượng là phản ứng oxy hóa. Còn phản ứng thu năng lượng lại thường ghép đôi với phản ứng thủy phân ATP thành ADP + Pi. 3.1. Phản ứng oxy hóa khử và tạo ATP Các tế bào thường thu năng lượng từ các phản ứng oxy hóa, là những phản ứng phát năng lượng. Một phần quan trọng của năng lượng đó không được sử dụng ngay mà được dự trữ trong các phân tử ATP. Thông thường, cơ chất hiếm khi bị oxy hóa trực tiếp bởi oxy phân tử. Sự oxy hóa nó thường được tiến hành bằng bằng cách khử hydro như trường hợp oxy hóa acid lactic thành acid pyruvic, được xúc tác bởi Llactatdehydrogenase: CH3 CHOHCOOH → CH3COCOOH + 2H+ Phản ứng này thường xảy ra ở trong tế bào chất. Hai nguyên tử hydro được gắn vào một chất nhận, trường hợp này là NAD+: CH3 CHOHCOOH + NAD+ → CH3COCOOH + NADH + H+ (1) Trong các điều kiện sinh lý, phản ứng này có thể tiến hành theo chiều từ trái sang phải, còn trong điều kiện chuẩn thì lại xảy ra theo chiều ngược lại nghĩa là theo chiều acid pyruvic chuyển thành acid lactic. (ở bài tập số 5.22 phần thế oxy hóa – khử, chương V). Chất NADH và H+ được tạo nên từ phản ứng (1) lại trở thành chất cho hydro và khử các cơ chất khác. Trong quá trình oxy hóa hiếu khí vốn xảy ra ở ty thể, hai nguyên tử hydro được vận chuyển nhờ một dãy các hợp chất có khả năng tiếp nhận rồi lại cho electron lần lượt nối tiếp nhau theo thế oxy hóa – khử chuẩn tăng dần cuối cùng tới oxy phân tử [thế oxy hóakhử chuẩn của cặp bằng 0,81V] Phản ứng tổng quát của sự oxy hóa NADH (H+) ở trong ty thể như sau: NADH + H+ + ½ O2 → NAD+ + H2O (2) và NAD+ được tái tạo lại. Nếu cộng hai phản ứng (1) và (2) sẽ được: CH3 CHOHCOOH + ½ O2 → CH3 COCOOH + H2O (3) nghĩa là lactat được oxy hóa tạo thành pyruvat. Sự tái oxy hóa NADH (H+) thành NAD+ được cặp đôi với phản ứng tổng hợp ba phân tử ATP từ ADP và Pi: 3 ADP + 3 Pi → 3 ATP + 3 H2O
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com 3.2. Các phản ứng thu năng lượng và tiêu thụ ATP Các phản ứng thu năng lượng thường được kết hợp với sự thủy phân các liên kết anhydrid acid của ATP. Ví dụ: DGlucose + ATP → Dglucose – 6P + ADP Puruvat + CO2 → oxaloacetat ATP + H2O → ADP + Pi 4. Xác định các đường hướng trao đổi chất bằng đồng vị phóng xạ Để theo dõi sự biến đổi của một phản ứng trong tiến trình của một hoặc nhiều phản ứng cũng như để xác định con đường trao đổi chất, người ta có thể thay thế một hoặc nhiều nguyên tử của hợp chất bằng các đồng vị phóng xạ thích ứng. Đó là cách đánh dấu hợp chất, hợp chất này sau đó được tiêm vào động vật hoặc đưa vào các canh trường tế bào, cũng như các hệ phi tế bào. Ở đó sẽ xảy ra các phản ứng trao đổi. Công việc tiếp theo là theo dõi và xác định các hợp chất thu được trong đó có chứa nguyên tử hoặc các nguyên tử phóng xạ, từ đó rút ra các đường hướng trao đổi chất liên quan tới hợp chất tham gia vào phản ứng. BÀI TẬP 1.a.Viết phương trình oxy hóa hoàn toàn của acid acetic in vitro. b. Viết phương trình đó trong in vivo c. Tính số phân tử ATP hình thành ứng với một nguyên tử cacbon của acid acetic khi oxy hóa hoàn toàn acid acetic in vivo. 2. a.Viết phương trình oxy hóa hoàn toàn acid pyruvic in vitro. b. Viết phương trình đó in vivo c. Tính số phân tử ATP hình thành ứng với một nguyên tử cacbon của acid pyruvic khi oxy hóa hoàn toàn acid pyruvic in vivo. 3. Viết phương trình oxy hóa hoàn toàn D gliceraldehyd in vitro. b. Viết phương trình đó in vivo
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com c. Tính số ATP tạo thành ứng với một nguyên tử cacbon của chất đó khi oxy hóa hoàn toàn in vivo. 4. Viết phương trình oxy hóa hoàn toàn Dglucose in vitro. Viết phương trình đó in vivo ? Tính số ATP tạo nên với một nguyên tử cacbon của D glucose khi oxy hóa hoàn toàn in vivo. 5. Viết phương trình chuyển hóa Dglucose thành acid pyruvic. 6. Viết phương trình biến đổi acid pyruvic thành Dglucose. 7. Viết phương trình của một chu trình oxy hóa một acid béo no có số chẵn nguyên tử cacbon 2 n, được este hóa bởi coenzym A. Tính số ATP mà một chu trình oxy hóa có thể tạo nên. 8. Viết phương trình chuyển hóa một acid béo no có số nguyên tử cacbon chẵn 2 n thành acetyl coenzym A. Viết phương trình này với acid palmitic. 9. Viết phương trình oxy hóa một phân tử acid béo no có số nguyên tử cacbon chẵn (2 n) in vitro. Viết phương trình đó in vivo. 10. Viết phương trình chuyển hóa acety coenzym A thành một acid béo có số cacbon chẵn (2 n). Viết phương trình đó với acid palmitic. 11. Viết phương trình chuyển hóa Dglucose thành acid palmitic. 12. Trình bày và so sánh hai loại phản ứng: phân giải và tổng hợp các acid béo no có số nguyên tử cacbon chẵn (phân giải acid béo đến acetyl coenzym A, tổng hợp acid béo đi từ acetylACP(ACPAcylCarrier Protein)). 13. Giải thích vì sao con người không có khả năng tổng hợp được các đường đi từ các acid béo. 14. Viết phương trình tổng quát của chu trình glyoxal. 15. Viết phương trình chuyển hóa acid palmitic thành Dglucose. 16. Viết phương trình phân giải hoàn toàn alanin thành CO2, H2O và NH3. Có bao nhiêu phân tử ATP tạo ra ứng với một nguyên tử cacbon của Lalanin trong các điều kiện này ? 17. Viết phương trình chuyển hóa từ một acylACP no có số cacbon chẵn (2n) và malonylACP thành một acylACP có 2n+2 nguyên tử cacbon. 18. a.Viết phản ứng chuyển hóa propionylACP và malonylACP thành nonalonylACP (acid nonanoic có 9 cacbon).
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com b. Nguyên tử cacbon nào của nonalonylACP đến từ malonylACP? 19. Phản ứng (xúc tác bởi enzym aldolase) sau: Dglucose1,6diphosphat D DGliceraldehyd3phosphat + dihydroxyacetonphosphat xảy ra theo chiều phản ứng từ trái sang phải có biến thiên năng lượng tự do chuẩn bằng 5,79 kcal mol1 ở 370C. Trong những điều kiện chuẩn, phản ứng có xảy ra theo chiều đường phân không ? 20. Xét phản ứng như bài tập 6.19. In vivo, người ta tìm thấy các nồng độ sau: (µM) Dfructose – 1,6diphosphat (F1,6 dP) : 31 DGliceraldehyd3phosphat (GAP) : 18,5 Dihydroxyaceton – phosphat (DHP) : 138 a.Hỏi ở các điều kiện nồng độ in vivo có gần với nồng độ ở lúc cân bằng không ? b.Phản ứng có dễ dàng thuận nghịch in vivo không ? 21. Biến thiên năng lượng tự do chuẩn của phản ứng sau từ trái sang phải: Dglucose + ATP Dglucose6 phosphat + ADP Là ΔG0’ = 4,16 kcal mol1 ở 370C. in vivo người ta tìm thấy các nồng độ sau : (µM) Dglucose : 5000 Dglucose 6P : 83 ATP : 1850 ADP : 138 a.Hỏi các nồng độ in vivo trên có gần với điều kiện nồng độ cân bằng không ? b.Phản ứng có dễ dàng thuận nghịch không ? 22. Biến thiên năng lượng tự do chuẩn của phản ứng sau: Phosphoenolpyruvat + ADP pyruvat + ATP Theo chiều từ trái sang phải bằng – 7,8 kcal mol1 ở 370C. In vivo có các nồng độ sau : (µM) Phosphoenolpyruvat: 23
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com ADP : 138 pyruvat: 51 ATP : 1850 b.Nồng độ này có chấp nhận được in vivo không ? 23. Ở điều kiện chuẩn vì sao trong phản ứng hoạt hóa một acid béo bởi coenzym A lại xảy ra sự phân cắt ATP thành AMP và PPi có lợi hơn là phân cắt ATP thành ADP và Pi. Acid béo + CoASH + ATP → acetyl CoA + AMP + PPi (Biến thiên năng lượng tự do chuẩn của sự thủy phân một liên kết alhydrid phosphoric và một liên kết thioester có giá trị gần bằng nhau: ~ 7,3kcal mol1 ở 370C) 24. a.Vì sao phản ứng hoạt hóa Dglucose ở các điều kiện chuẩn: Dglucose + ATP D Dglucose 6 P + ADP Lại xảy ra sự giải phóng ADP chứ không tạo ra AMP và PP i. (Cho biết biến thiên năng lượng tự do chuẩn của sự thủy phân một liên kết alhydrid phosphoric bằng 7,3 kcal mol1 ở 300C) b. Trả lời cho câu hỏi a, in vivo (ở hồng cầu) cho biết các nồng độ sau (µM) Dglucose : 5000 ATP : 1850 Dglucose 6P : 83 ADP : 138 25. Biến thiên năng lượng tự do của sự oxy hóa Dglucose và acid palmitic lần lượt bằng 686 kcal mol1 và 2340 kcal mol1 ở 370C. Tính năng lượng giải phóng do sự oxy hóa mỗi nguyên tử cacbon của D glucose và của acid palmitic. 26. Tính năng lượng dự trữ trong ATP khi 1g tinh bột bị hoàn toàn oxy hóa ở 370C (theo kcal). 27. a. Tính số năng lượng theo kcal được dự trữ dưới dạng ATP khi 1g tripalmitylglicerol bị oxy hóa ở 370C. b.Hỏi số phân tử ATP tạo thành trên một nguyên tử cacbon khi oxy hóa
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com hoàn toàn một phân tử tripalmitylglicerol ? 28. Biến thiên năng lượng tự do chuẩn của phản ứng: NADH + H+ + ½ O2 → NAD+ + H2O Bằng khoảng 52,12 kcal. mol1 ở 370C. Biết rằng phản ứng này cho phép tổng hợp ra ba phân tử ATP từ ADP và Pi. Tính hiệu suất của việc dự trữ năng lượng. 29. Chất D – fructose – 1,6 – diphosphat dưới tác dụng của enzym aldolase sẽ bị phân cắt thành hai mảnh. Người ta đánh dấu phóng xạ chất đó bằng 14C ở cacbon số 1. Hỏi sản phẩm nào thu được sẽ chứa cacbon phóng xạ và cacbon này ở vị trí nào của sản phẩm đó? Nếu hoạt độ riêng của chất ban đầu bằng 40mC1/mmol. Cho biết hoạt độ riêng của sản phẩm phóng xạ (C1 là đơn vị Curie). 30. Sau khi ủ chất Dglucose chứa 14C ở C1 với các lát gan, người ta tách được acid pyruvic. a.Hỏi nguyên tử cacbon nào của acid pyruvic là phóng xạ ? b.Hỏi nguyên tử cacbon nào của acid pyruvic xuất phát từ nguyên tử cacbon 4,5 và 6 của glucose ? 31. Acid pyruvic chứa14C ở C1 bị phân giải thành acetyl CoA, chất này đến lượt lại bị oxy hóa trong chu trình Krebs. Ở vòng đầu của chu trình này đã có những nguyên tử cacbon nào của các acid –cetoglutaric, succinic và oxaloacetic là phóng xạ ? 32. Cho Lalanin chứa14C ở C2 ủ với lạt mô gan. Hỏi các nguyên tử cacbon nào của các acid –cetoglutaric, succinic và oxaloacetic sẽ bị đánh dấu ở chặng đường đầu của chu trình Krebs ? 33. Người ta đưa vào cơ thể chuột chất Lalanin chứa 14C ở C2.Hỏi nguyên tử cacbon nào của glucose và của acid palmitic tạo thành sẽ được đánh dấu phóng xạ? BÀI GIẢI 1. a.CH3COOH + 2O2 →CO2 + 2H2O
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com b.Hoạt hóa acid acetic (xúc tác bởi acetyl thiokinase): CH3COOH + ATP + CoASH →CH3CO~SCoA + AMP + PPi Oxy hóa acetyl CoA 9chu trình Krebs): CH3CO~ScoA + 2H2O + GDP+ Pi + 3 NAD+ + FAD → 2CO2 + CoASH + GTP + 3NADH + 3H+ + FADH2 Phản ứng tổng: CH3COOH+ 2H2O + ATP + GDP + Pi + 3 NAD+ + FAD → →2CO2 + AMP +GTP + PPi + 3NADH + 3H+ + FADH2 c.Một phân tử GTP được tạo ra ở mức cơ chất. Liên kết giàu năng lượng của GTP sẽ được chuyển đến ADP (xúc tác bởi nucleotid diphosphokinase): GTP + ADP D GDP + ATP Và cuối cùng tổng hợp nên một phân tử ATP. Qua chuỗi hô hấp, ba phân tử NADH2 và 1 FADH2 sẽ bị oxy hóa bởi oxy phân tử kết hợp với sự phosphoryl hóa để tạo ra ATP: 3NADH2 +3/2 O2 → 3 NAD+ + 3H2O 9ADP + 9 Pi → 9ATP + 9H2O FADH2 + 1/2 O2→ FAD + H2O 2ADP + 2 Pi →2ATP + 2H2O Vì một phân tử ATP đã bị thủy phân thành AMP và PPi để hoạt hóa acid acetic. Như vậy, oxy hóa hoàn toàn in vivo một phân tử acid acetic cho phép tổng hợp được 11 phân tử ATP, tức là ứng với một nguyên tử cacbon của acid acetic tạo ra 11/2 = 5,5 phân tử ATP. 2. a.CH3COCOOH + 5/2O2 → 3CO2 + 2H2O b.Decarboxyl hóa oxy hóa acid pyruvic: CH3COCOOH+ CoASH + NAD+ →CH3CO~SCoA + CO2 + NADH2 Oxy hóa acetyl CoA (chu trình Krebs): CH3CO~SCoA+ 2H2O +GDP + Pi + 3NAD+ +FAD → → 2CO2+ CoASH + GTP + 3NADH2 + FADH2 Phản ứng tổng: CH3COCOOH+ 2H2O+GDP + Pi + 4NAD+ +FAD→ →3CO2+GDP+ 4NADH2 + FADH2
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com c.Oxy hóa hoàn toàn in vivo một phân tử acid cho phép tổng hợp được 15 phân tử ATP, tức 5 phân tử ATP trên một nguyên tử cacbon của acid pyruvic. 3.a. CH2OHCHOHCH=O + 3O2 → 3CO2 + 3H2O b.Hoạt hóa DGlyceraldehyd (xúc tác bởi triokinase): DGlyceraldehyd + ATP → DGlyceraldehyd3phosphate + ADP Chuyển hóa DGlyceraldehyd3phosphat thành acid pyruvic: DGlyceraldehyd3phosphate + 2ADP + Pi + NAD+→ → CH3COCOOH+ H2O + 2ATP + NADH2 Oxy hóa hoàn toàn acid pyruvic: CH3COCOOH+ 2H2O+GDP + Pi + NAD+ +FAD →3CO2 +GDP + + 4NADH2+ FADH2 Tổng cộng: DGlyceraldehyd+ 2H2O+ADP + GDP + 2Pi + 5NAD+ +FAD → →3CO2 + ATP+ GDP+ 5NADH2+ FADH2 c.Oxy hóa hoàn toàn in vivo một phân tử DGlyceraldehyd cho phép tổng hợp được 19 phân tử ATP, tức là 6,33 phân tử ATP trên một nguyên tử cacbon của DGlyceraldehyd. 4. a.C6H12O6 + 6 O2 → 6H2O + 6 CO2 b.Chuyển hóa Dglucose thành DGlyceraldehyd3phosphat: Dglucose + 2ATP →2DGlyceraldehyd3phosphat + 2ADP Oxy hóa hoàn toàn DGlyceraldehyd3phosphate: 2DGlyceraldehyd3phosphat + 2H2O+ 4ADP + 2GDP + 4Pi + 10NAD+ +2FAD →6CO2 +4ATP+ 2GDP+ 10NADH2+ 2FADH2 Tổng cộng: Dglucose + 2H2O+2ADP + 2GDP + 4Pi + 10NAD+ +2FAD → →6CO2 + 2ATP+ 2GDP+ 10NADH2+ 2FADH2 c.Oxy hóa hoàn toàn in vivo một phân tử Dglucose cho phép tổng hợp được 38 phân tử ATP, tức là 6,33 phân tử ATP trên một nguyên tử cacbon của Dglucose. 5. DGlucose + 2ADP +2Pi + 2NAD+→ →2CH3COCOOH + 2H2O +2ATP+ 2NADH2
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com 6. 2acid pyruvic + 6H2O +4ATP+2GDP + 2NADH2 → → DGlucose + 4ADP +2GDP + 6Pi + 2NAD+ 7. a. CH3 –(CH2)2n2CO~SCoA + CoASH + H2O+NAD++FAD → → CH3 –(CH2)2n4CO~SCoA+ CH3 –CO~ScoA+NADH2+ FADH2 b.Một chu trình cho phép tổng hợp được 5 mol ATP. 8. a.CH3(CH2)2n2COOH+nCoASH+(n1) H2O +ATP+(n1)NAD++ (n1)FAD → nCH3 CO~SCoA+ AMP + PPi +(n1)NADH2+ (n1)FADH2 b.Acid palmitic + 8 CoASH + 7H2O +ATP+7NAD++ FAD → →8CH3 CO~SCoA+ AMP + PPi +7NADH2+ 7FADH2 9. a. CH3 (CH2)2n2COOH+ (3n1)O2 → 2nCO2+ 2nH2O b.Chuyển hóa acid béo thành acetyl CoA: CH3 (CH2)2n2COOH+ nCoASH+(n1)H2O +ATP+(n1)NAD++ (n1)FAD → nCH3 COSCoA+ AMP + PPi +(n1)NADH2+ (n1)FADH2 Oxy hoàn toàn acetylCoA (Chu trình Krebs): nCH3 CO~SCoA+ 2nH2O + nGDP + nPi + 3nNAD++ nFAD→ →2nCO2+ nCoASH+nGTP +3NADH2+ nFADH2 Phản ứng tổng: CH3(CH2)2n2COOH+ (3n1)H2O+ATP+nGDP+nPi+(4n1)NAD++ +(2n1)FAD→2nCO2+ AMP + nGTP + PPi +(4n1)NADH2+ (2n1)FADH2 c. nGTP + nADP → nATP (4n1) 3NADH2→ (12n3)ATP (2n1)FADH2→ (4n2)ATP Oxy hoàn toàn một phân tử acid béo no có số nguyên tử cacbon chẵn (2n) cho phép tổng hợp được 17n6 phân tử ATP, tức bằng khoảng 8,5 phân tử ATP trên nguyên tử cacbon của acid béo. d. Acid palmitic + 23 H2O + ATP + 8GDP + 8Pi + 31 NAD++ +15FAD→16CO2+ AMP + 8GTP + PPi +31NADH2+15FADH2 10. a.Chuyển hóa acetyl CoA thành acetylACP: CH3 CO~SCoA+ ACPSH → CH3 –COSACP + CoASH Chuyển hóa (n1) phân tử acetyl CoA thành (n1) phân tử malonylACP:
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com (n1)CH3 CO~SCoA+ (n1)ACPSH +(n1)CO2+(n1)ATP+(n1)H2O → → (n1) HOOCCH2 SACP + (n1) CoASH +(n1)ADP + (n1)Pi. Chuyển hóa một phân tử acetylACP và (n1) phân tử malonylACP thành acetylACP no có 2n nguyên tử cacbon: CH3 COSACP + (n1)HOOCCH2CO~SACP +2(n1)NADPH2 → → CH3(CH2)2n2CO~SACP +(n1)ACPSH + +(n1) H2O+(n1)CO2+2(n1) NADP+ Thủy phân acylACP: CH3(CH2)2n2CO~SACP +H2O→ CH3(CH2)2n2COOH + ACPSH + Phương trình tổng : n CH3CO~SCoA+H2O+(n1)ATP+2(n1)NADPH2→ → CH3(CH2) 2n2COOH + nCoASH +(n1)ADP + (n1)Pi+ 2(n1)NADP+ b. 8 CH3CO~SCoA+H2O + 7ATP+ 14NADPH2→ CH3(CH2)14COOH + 8CoASH +7ADP + 7Pi+ 14NADP+ 11.a. Chuyển hóa glucose thành pyruvat: 4Dglucose + 8ADP + 8Pi + 8NAD+ →8 CH3COCOOH+ + 8H2O + 8ATP + 8NADH2 b. Chuyển hóa thành pyruvat acetyl CoA: 8 CH3COCOOH+ 8CoASH+ 8NAD+ → 8CH3CO~SCoA + + 8CO2+ 8NADP c. Chuyển hóa acetyl CoA thành acid palmitic: 8CH3CO~SCoA + H2O + 7ATP+ 14NADPH2→ → acid palmitic + 8CoASH + 7ADP + 7Pi+ 14NADP+ Phương trình tổng : 4Dglucose + ADP + Pi + 16NAD+ + 14NADPH2→ → acid palmitic + 7H2O + 8CO2+ATP +16NADH2+ 14NADP+ 12. A.Phản ứng phân giải: a.Xảy ra ở trong ty thể. b.Có chất chuyển nhóm acyl tham gia CoASH. c.Phản ứng cuối cùng (được xúc tác bởi –cetothiolase) là bất thuận
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com nghịch. d.Có các chất nhận electron tham gia : FAD, NAD+. e.Tạo ra L (+) 3hydroxyacylCoA. f.Các bộ xương chứa hai cacbon được lấy ra dưới dạng acetylCoA. g.Làm giàu kho chất khử (NADH2,FADH2) của tế bào. h. NADH2 và FADH2 thông qua chuỗi hô hấp trong các ty thể được tái oxy hóa bằng oxy phân tử và tạo ra ATP. B.Phản ứng tổng hợp a.Xảy ra trong bào tương b.Có chất chuyển nhóm acyl tham gia ACPSH. c.Phản ứng đầu tiên (được xúc tác bởi enzym acetylCoA cacboxylase) là bất thuận nghịch. d.Có các chất cho electron tham gia : NADPH2 e.Tạo ra D () 3hydroxyacyl ACP. f.Các bộ xương chứa hai cacbon được đưa vào dưới dạng malonylCoA (3nguyeen tử cacbon) trừ cái đầu tiên đưa vào dưới dạng acetyl ACP. g.Làm nghèo kho chất khử của tế bào. h. Tiêu thụ ATP để hình thành nên malonylCoA dạng đã hoạt hóa của acetylCoA, đi từ acetylCoA và CO2. (Phản ứng phân giải và phản ứng tổng hợp các acid béo hoàn toàn độc lập với nhau vì chúng dược tiến hành trong các vùng tách biệt nhau của tế bào cũng như một số giai đoạn của chúng là khác nhau). 13. Sản phẩm phân giải của các acid béo tổng hợp bằng oxy hóa, là acetylCoA. AcetylCoA không thể bằng con đường trao đổi chất nào để kết nối được với con đường sinh thành ra glucose, vì những lý do sau: Phản ứng decacboxyl hóa oxy hóa acid pyruvic là phản ứng bất thuận nghịch bởi vì biến thiên năng lượng tự do của nó là âm. Nếu acetylCoA từ ngưng tụ được với oxaloacetat thì citrat tạo ra có thể thoát ra khỏi ty thể để bị cắt thành oxaloacetat và acetylCoA khi có mặt của enzym citratliase của bào tương. Nhưng việc tách citrat ra sẽ làm hại chu trình Krebs làm cho chu trình mất khởi động. Ngược lại, nếu citrat gia nhập vào chu trình Krebs thì sẽ dẫn đến tạo thành malat. Malat cũng có thể thoát ra khỏi ty
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com thể và có thể bị oxy hóa sau này thành oxaloacetat khi có mặt enzym malat dehydrogenase của bào tương. Nhưng chu trình Krebs sẽ bị mất khởi động cho dù ở một giai đoạn sớm hơn. Và trong cả hai trường hợp, bằng mọi cách ta đều không có được oxaloacetat là chất cần thiết cho sự khởi đầu một vòng thứ hai. Ngược lại nếu ta có được oxaloacetat bằng một vòng quay của chu trình Krebs thì oxaloacetat sẽ ngưng tụ với một phân tử AcetylCoA thứ hai để tạo thành citrat. Và vòng quay thứ hai của chu trình Krebs có thể xảy ra ngay tức khắc. Mà mỗi vòng quay của chu trình Krebs đều dẫn đến giam giữ một phân tử acetyl CoA và kèm theo oxy hóa hoàn toàn một nhóm acetyl thành CO2 và H2O. Do đó, chu trình Krebs không thể “lưu thông” được các “mảnh hai cacbon” vì lẽ chu trình sẽ đốt cháy các mảnh hai cacbon này. (Các hạt của cây thượng đẳng có thể tổng hợp được các đường đi từ các acid béo vì ở chúng còn có sở hữu một chu trình khác nữa là chu trình glyoxal). 14. 2Acetyl CoA + 2 H2O + NAD+ → succinat + 2 CoASH + NADH2 Chu trình glyoxal xảy ra ở trong glioxysom của một số tế bào thực vật. Hai phân tử acetylCoA xuất phát từ sự phân giải các acid béo bằng oxy hóa được đưa vào chu trình. Khác với chu trình Krebs, ở đây các nhóm acetyl không bị oxy hóa mà được bảo toàn rồi được đưa vào trong bộ xương bốn cacbon của succinat vốn dĩ là điểm khởi đầu của quá trình tổng hợp các glucid (→oxalacetat → phosphoenolpyruvat →Dglucose6phosphat). 15. Sự chuyển hóa này chỉ có thể xảy ra trong các tế bào có khả năng tiến hành chu trình glyoxal. a.Sự phân giải acid palmitic thành acetyl CoA: Acid palmitic → 8CoA SH +7H2O +ATP +7NAD++7FAD → → 8CH3 CO~SCoA + AMP + PPi + 7NADH2 + 7FADH2 b.Chuyển hóa acetyl CoA thành succinat (chu trình glyoxal): 8 Acetyl CoA+8H2O +4NAD+ → 4succinat +8CoASH + 4NADH2 c.Chuyển hóa succinat thành phosphoenolpyruvat: 4succinat +4H2O + 4GTP+4NAD++4FAD → → 4phosphoenolpyruvat+4CO2+4GDP+4 NADH2+ 4FADH2
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com d.Chuyển hóa phosphoenolpyruvat thành Dglucose 4phosphoenolpyruvat+8H2O +4ATP+4 NADH2→ →2 Dglucose + 4ADP + 8Pi + 4NAD+ e.Phương trình phản ứng tổng : Acid palmitic +27H2O +5ATP + 4GTP+11NAD++11FAD → → 2 Dglucose + 4CO2+4ADP + AMP +4GDP +8PPi + + 11NADH2+ 11FADH2 16. a.Chuyển amin hóa của Lalanin : 2Lalanin + 2cetoglutarat → 2pyruvat + 2Lglutamat b.Khử amin hóa oxy hóa Lglutamat: 2Lglutamat + 2H2O +2NAD+ →2cetoglutarat + 2NH3 + 2NADH2 c. Phản ứng sinh ure: CO2+ 2H2O+ 2NH3+4ATP→ ure + 2ADP + AMP +2Pi+Ppi d. oxy hóa hoàn toàn pyruvat: 2pyruvat+ 4H2O+2GDP +2Pi+8NAD++8FAD→ → 6CO2+2GTP+ 8NADH2+ 2FADH2 e.Phương trình phản ứng tổng : 2Lalanin +8H2O +3ATP + 2 GDP +10NAD++2FAD → → ure +5CO2+2ADP + AMP +2GTP +PPi +10NADH2+ 2FADH2 Số phân tử tạo ra: 2GTP+2ADP→2ATP+ 2 GDP 10NADH2→30ATP →36ATP 2FADH2→4ATP Có ba phân tử ATP đã tiêu tốn cho sự sinh ure. Vậy, khi phân giải hoàn toàn hai phân tử 2Lalanin thành CO2, H2O, NH3 sẽ cho phép tổng hợp được 33 phân tử ATP, tức là 5,5 phân tử ATP trên một nguyên tử cacbon của Lalanin. 17. CH3(CH2)2n2CO~SACP+HOOCCH2CO~SACP +2NADPH2 → → CH3(CH2)2nCO~SACP +ACPSH + H2O+CO2+2NADP+
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com 18. a. CH3CH2CO~SACP+3HOOCCH2CO~SACP +6NADPH2 → → nonanoylACP +3ACPSH +3H2O+3CO2+6NADP+ PropyonylACP MalonylACP CH3CH2CH2CH2CH2 CH2CH2 CH2 CO~SACP 19. Trong quá trình đường phân, phản ứng xúc tác bởi aldolase tiến hành từ trái sang phải. Trị số dương của biến thiên năng lượng chứng tỏ phản ứng tiến hành theo chiều ngược lại ở điều kiện chuẩn: Chỉ có những điều kiện nồng độ khác với các điều kiện chuẩn mới cho phép quá trình đường phân vượt qua giai đoạn phân cắt fructose. 20. Tính K’eq từ G0’ ; G0’ = 2,303.RT.log K’eq Từ đó suy ra: K’eq =8,29.105M In vivo : Các điều kiện nồng độ in vivo gần giống với các điều kiện nồng độ lúc cân bằng. Vì vậy, phản ứng dễ dàng thuận nghịch. 21. a. Tính K’eq từ G0’ ;G0’ = 2,303.RT.log K’eq K’eq =856 Các điều kiện nồng độ sinh lý khác với các điều kiện nồng độ lúc cân bằng. b.Tính G phản ứng ta thấy: G’ = G0’ +2,303.RT.log G’ = 4160 + 1419log 1,24.103 = 8,28 kcal.mol1. In vivo phản ứng còn phát năng lượng mạnh hơn so với ở trong các điều kiện chuẩn. Do đó, nó không dễ dàng thuận nghịch. Phản ứng ngược lại tạo trở lại glucose ở cơ thể xảy ra theo một đường hướng khác: DGlucose6P + H2O DGlucose +Pi
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com 22. Trong phản ứng sau: Phosphoenolpyruvat + ADP D pyruvat + ATP Phản ứng thuận nghịch từ trái sáng phải có G0’= 7,8 kcal.mol1. a. Muốn cho phản ứng ngược có thể xảy ra: Pyruvat + ATP → Phosphoenolpyruvat + ADP Thì phải có : G’ = G0’ +2,303.RT.log Tức là: 7800+2,303.1,987,310 7800+1418,6 log1,72.106 0.54M b.Nồng độ này là không chấp nhận được về mặt sinh lý vì giảm pH và làm tằng áp suất thẩm thấu kèm theo và phản ứng : Phosphoenolpyruvat + ADP → pyruvat + ATP Là không thuận nghịch in vivo. Để phản ứng ngược lại xảy ra được, tế bào phải sử dụng con đường trao đổi chất khác : Pyruvat + CO2 + ATP oxaloacetat + ADP + Pi Oxaloacetat +GTP Phosphoenolpyruvat+ +CO2 + GDP 23. Biến thiên năng lượng tự do chuẩn của phản ứng hoạt hóa một acid béo: Acid béo + CoASH + ATP → acyl CoA + AMP +PPi (1) Gần như bằng 0, vì một liên kết anhydrid phosphoric bị phá vỡ và một liên kết thioester được tạo ra, các liên kết này lại có cùng một G 0’ thủy phân. Trong những điều kiện chuẩn, hằng số cân bằng của phản ứng gần bằng 1 nên phản ứng sẽ không xảy ra tự phát theo chiều nào cả. Chất pyrophosphat PPi tạo thành sẽ bị thủy phân tiếp tục khi có enzym pyrophosphatase: PPi + H2O → 2Pi Phản ứng này có biến thiên năng lượng tự do chuẩn bằng 7,3 kcal mol 1 cho nên sự thủy phân sẽ xảy ra tự phát. Vì vậy, sự tiêu thụ Ppi ở phản ứng (2) này sẽ có tác dụng thúc đẩy phản ứng (1) theo chiều từ trái sang phải tức là
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com chiều hoạt hóa acid béo. Vì sự thủy phân phụ của pyrophosphat nên sẽ có lợi cho phản ứng hoạt hóa một acid béo. 24. a.Biến thiên năng lượng tự do chuẩn trong phản ứng hoạt hóa D glucose bằng ATP tương ứng với 7,3 + 3,3 = 4 kcal mol1. Phản ứng sẽ tiến hành tự phát theo chiều tạo ra Dglucose6phosphat. Ngược lại, với tr ường hợp hoạt hóa acid béo bởi CoA, phản ứng này trong những điều kiện chuẩn không đòi hỏi sự thúc đẩy nào của một phản ứng tiếp sau phát nhiệt rất mạnh như phản ứng thủy phân pyrophosphat. b.Trong những điều kiện nồng độ của hồng cầu người, biến thiên năng lượng tự do của phản ứng sẽ là : G’ = G0’ +2,303.RT.log G’ =4000+2,303.1,987,310 G’ = 8,12 kcal mol1 Các điều kiện nồng độ của hồng cầu người khiến cho biến thiên năng lượng tự do còn âm hơn cả so với ở điều kiện chuẩn vì vậy sự cắt ATP thành pyrophosphat là hoàn toàn không cần thiết. 25. Với Dglcose 686: G = 114kcal trên 1 nguyên tử C. Với acid palmitic 2340: 16 = 146 kcal trên 1 nguyên tử C. Vì vậy các acid béo là những chất khử hơn so với đường nên chúng là những chất “đốt” tốt hơn. 26. Tinh bột là một polimer của glucose, một gốc glucosyl có khối lượng phân tử bằng 162. Sự oxy hóa hoàn toàn 1 mol glucose cho phép tổng hợp 38 mol ADP và Pi nghĩa là ta đưa vào dự trữ được 38.7,3 = 277,4 : 162 = 1,71 kcal. Trong dinh dưỡng người ta coi 1 gam glucid cho khoảng 4 kcal. V ậy, 1,71 kcal chiếm khoảng 43% năng lượng này được dự trữ dưới dạng năng lượng hóa học. 27.Tripalmitylglicerol có khối lượng phân tử bằng 806. Sự oxy hóa hoàn toàn 1 phân tử glicerol cho phép tổng hợp nên 22 phân tử ATP từ 22 phân tử ADP và Pi. sự oxy hóa 1 phân tử acid palmitic cho phép tổng hợp nên 130 phân tử ATP. Vậy oxy hóa hoàn toàn một mol Tripalmitylglicerol sẽ tổng hợp được 22 + 130.3 = 412 ATP tức là dự trữ được:
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com 412. 7,3 = 3007,6 kcal Vậy oxy hóa 1g Tripalmitylglicerol sẽ cho phép dự trữ 3007,6 : 806 = 3,73kcal. Trong dinh dưỡng, người ta coi 1g lipit mang khoảng 9 kcal, v ậy 3,73kcal tức là khoảng 41% của năng lượng đó được dự trữ ở dạng năng lượng hóa học. 28. Hiệu suất của quá trình dự trữ năng lượng của phản ứng : NADH + H+ + 1/2O2 → NAD+ + H2O Được tính như sau : 29. a.Cacboncura dihydroxyaceton phosphat mang nhomsphossphoryl sẽ là phóng xạ CH2OH C=O * CH2OPO3H2 b.Phân tử D[1 14C]fructose1,6diphosphat bi phân cắt thành 1 phân tử dihydroxyaceton phosphat chứa 14C và một phân tử Dglyceraldehyd 3phosphat không phóng xạ. Oạt độ phóng xạ của phân tử fructose 1,6diphosphat được chuyển hóa hoàn toàn vào phân tử dihydro xyacetonphosphat nên hoạt độ riêng của chất này sẽ bằng 40mC1/mmol. 30.Cacbon vị trí số 3 của acid pyruvic sẽ là cacbon phóng xạ: 3 2 1 * CH3COCOOH Chất Dglucose (6C) qua quá trình chuyển hóa nhờ một hệ enzym ở các lát
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com gan cho tới acid pyruvic (3C) cho thấy nguồn gốc của các nguyên tử cacbon trong acid pyruvic như sau: 3 2 1 Acid pyruvic CH3COCOOH Dglucose C6 C5 C4 31. CH3 *CO~ ScoA (Acetyl) CoA) Acid cetoglutaric * COOH CH2 CH2 CO COOH Acid succinic * COOH CH2 CH2 COOH * COOH C = O CH2
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com COOH * COOH C = O CH2 *COOH Acid oxaloacetic Hoặc Acid palmitic chứa C ở C1(COOH) 14 32. CH3 *CO~ ScoA (Acetyl CoA) CoA) Acid succinic Acid cetoglutaric * COOH CH2 CH2 C = O COOH * COOH C = O CH2 COOH * COOH

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.