Tài liệu CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG pot

CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG 1. Nêu được 2 yếu tố (bản chất của các chất tham gia 1. Nêu được 2 yếu tố (bản chất của các chất tham gia phản ứng và điều kiện khách quan cụ thể của phản phản ứng và điều kiện khách quan cụ thể của phản ứng) quyết định chiều của phản ứng thuận nghịch ứng) quyết định chiều của phản ứng thuận nghịch 2. Trình bày được những khái niệm, vai trò của phản 2. Trình bày được những khái niệm, vai trò của phản ứng oxy hóa khử, phản ứng phosphoryl-hóa, phản ứng oxy hóa khử, phản ứng phosphoryl-hóa, phản ứng khử-phosphoryl, liên kết phosphat nghèo năng ứng khử-phosphoryl, liên kết phosphat nghèo năng lượng, liên kết phosphat giàu năng lượng. lượng, liên kết phosphat giàu năng lượng. 3. Trình bày được quá trình diễn biến, một số chất ảnh 3. Trình bày được quá trình diễn biến, một số chất ảnh hường đến sự hô hấp tế bào. hường đến sự hô hấp tế bào. 4. Nêu rõ được 2 vai trò cơ bản của chu trình acid 4. Nêu rõ được 2 vai trò cơ bản của chu trình acid citric trong chuyển hóa các chất trong tế bào. citric trong chuyển hóa các chất trong tế bào. MỤC TIÊU 1. ĐẠI CƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG Một số khái niệm về nhiệt động học Một số khái niệm về nhiệt động học * HC bị đốt cháy * HC bị đốt cháy   giải phóng E, là NL toàn phần, gọi là giải phóng E, là NL toàn phần, gọi là enthapy (H: heat) enthapy (H: heat) * Năng lượng tư do (G): là phần E của chất đó có khả * Năng lượng tư do (G): là phần E của chất đó có khả năng chuyển thành công có ích. năng chuyển thành công có ích. * Entropy (S): p/a trạng thái nội tại của phân tử. H của 1 * Entropy (S): p/a trạng thái nội tại của phân tử. H của 1 hệ thống tăng khi độ vô trật tự tăng. Ở đk tự nhiên, hệ thống tăng khi độ vô trật tự tăng. Ở đk tự nhiên, S chỉ tăng. S chỉ tăng. * G liên hệ với H, S và nhiệt độ: G = H – TS, nghĩa là * G liên hệ với H, S và nhiệt độ: G = H – TS, nghĩa là NLTD của 1 chất tăng cùng với H và giảm khi S lớn NLTD của 1 chất tăng cùng với H và giảm khi S lớn * Khi t và p không đổi, biến thiên E tự do và biến thiên * Khi t và p không đổi, biến thiên E tự do và biến thiên entropy được biểu thị: entropy được biểu thị: ∆ ∆ G = G = ∆ ∆ H - T H - T ∆ ∆ S (T: nhiệt độ tuyệt đối) S (T: nhiệt độ tuyệt đối) * Trong p/u Hóa sinh, * Trong p/u Hóa sinh, ∆ ∆ H xấp xỉ bằng H xấp xỉ bằng ∆ ∆ E, biến thiên E E, biến thiên E nội tại của phản ứng, nên: nội tại của phản ứng, nên: ∆ ∆ G = G = ∆ ∆ E - T E - T ∆ ∆ S S - Nếu - Nếu ∆ ∆ G âm, phản ứng phát năng (mất NLTD), G âm, phản ứng phát năng (mất NLTD), p/u xảy ra tự phát. Nếu ∆G lớn thì phản ứng chỉ x/ra theo chiều thuận. - Nếu ∆G dương, phản ứng thu năng, không xảy ra 1 cách biệt lập, tự phát. - ∆G = 0, phản ứng không thu, không phát năng - Đối với các phản ứng sinh hóa thuận nghịch, khi - Đối với các phản ứng sinh hóa thuận nghịch, khi ∆ ∆ G G = 0, hai phản ứng thuận nghịch đạt trạng thái cân = 0, hai phản ứng thuận nghịch đạt trạng thái cân bằng động: aA + bB bằng động: aA + bB ↔ ↔ cC + dD cC + dD - Tại trạng thái cân bằng động - Tại trạng thái cân bằng động ∆G 0 : biến thiên E tự do chuẩn, xđ ở t = 25 o C, pH = 0, nồng độ chất th.gia p.u và sp tạo thành bằng 1 mol. R: hằng số lý tưởng bằng 1,98.10 R: hằng số lý tưởng bằng 1,98.10 -3 -3 Kcal/mol. độ Kcal/mol. độ K K eq eq = = Biểu thức trên cho ta thấy BTNLTD của một p/ứ phụ Biểu thức trên cho ta thấy BTNLTD của một p/ứ phụ thuộc vào thuộc vào ∆G 0 tức bản chất của phản ứng và tỷ lệ nồng bản chất của phản ứng và tỷ lệ nồng độ các chất tham gia p/u. độ các chất tham gia p/u. ∆G = ∆G 0 + RTlnK’ eq = 0  ∆G 0 = - RTlnK’ eq Đối với phản ứng: [ ][ ] ln [ ][ ] o C D G G RT A B ∆ = ∆ + A+B C+D ∆ ∆ G G o o : biến thiên năng lượng tự do chuẩn, t = 25 : biến thiên năng lượng tự do chuẩn, t = 25 o o nồng độ all các chất tham gia phản ứng = 1 mol. nồng độ all các chất tham gia phản ứng = 1 mol. R: R: hằng số lý tưởng = 1,98.10 hằng số lý tưởng = 1,98.10 -3 -3 Kcal/mol. độ Kcal/mol. độ - Đối với các phản ứng sinh học, biến thiên E Đối với các phản ứng sinh học, biến thiên E tự do chuẩn sẽ được đo ở pH = 7, t = 25 tự do chuẩn sẽ được đo ở pH = 7, t = 25 o o C và C và được ký hiệu là được ký hiệu là ∆ ∆ G G 0 0 ’ ’ , khi đó, có biểu thức: , khi đó, có biểu thức: ∆G' = ∆Gº' + RT ln + RT ln [C] [D] [A] [B] Hằng số cân bằng Hằng số cân bằng Tại trạng thái cân bằng DG° = 0, nên: ' ' ' ln ' ln ' ln o o eq o eq o eq G RT eq G G RT K G RT K G K RT K e ∆ − ∆ = ∆ + ∆ = − ∆ − = = Keq = Keq của phản ứng: Keq của phản ứng: 2 A + 3 B C + 2 D Keq = [C] [D] 2 [A] 2 [B] 3 Ví dụ: Ví dụ: xác định xác định ∆ ∆ Gº' của phản ứng: Gº' của phản ứng: DHAP DHAP ⇔ ⇔ Glyceraldehyde-3-phosphate Glyceraldehyde-3-phosphate  Ở trạng thái cân bằng: Ở trạng thái cân bằng: [G-3-P]/[DHAP] = 0.0475. [G-3-P]/[DHAP] = 0.0475.  ∆ ∆ Gº' = -RT ln(0.0475) Gº' = -RT ln(0.0475) = -1.98 x 10-3 kcal/(mol-deg) x 298 x (- = -1.98 x 10-3 kcal/(mol-deg) x 298 x (- 3.047) 3.047) = + 1.8 kcal/mol = + 1.8 kcal/mol [...]... bào là quá trình oxy hóa khử xảy ra trong điều kiện sinh học, năng lượng (Q) được giải phóng từ từ và được tích trữ trong các liên kết giàu năng lượng (~) nhờ phản ứng phosphoryl hóa (thu năng lượng) ADP thành ATP 5 Chu trình Krebs 5.1 Đại cương: CT Tricarboxylic, CT Citric Quá trình “đốt cháy” oxh mạch 2C (Act~SCoA) giải phóng 2pt CO2, 4 cặp nguyên tử H (tạo thành H2O) và năng lượng ... FAD FADH2 Hoặc NADH,H+ FAD 2e- NAD+ FADH2 ∆G = −nF∆E ' 0 ' 0 Trong phản ứng oxh-kh,e- vận chuyển với ∆E > 0 do đó ∆G < 0 (tỏa Q) Năng lượng đó sẽ được tích trữ lại trong các liên kết giàu năng lượng (~) nhờ các phản ứng phosphoryl hóa, F = 23 Kcal/V Ose, AB, CTAC…2H → NASD, FAD… → O2 ⇒ H20 3 PHẢN ỨNG PHOSPHORYL HÓA 3.1 Định nghĩa R-H + HO-PO3H2 → R-P + H2O Phosphorylase ∆G>0 (thu Q) ATP ADP G G - 6P... giai đoạn nào ∆ E0’, > 0,152V thì ở đó sẽ đủ năng lượng tạo ra 1 phân tử ATP từ ADP * Nếu tính ∆E0’ khi e- vận chuyển từ NADH,H+ tới O2, ta có: ∆ E0’ = + 0,81- (- 0,32) = + 1,13volt l∆ G0’l = nF∆ E0’ = 2 x 23,06 x 1,13 = 52 Kcal Tuy nhiên năng lượng này không tích trữ trong một lần một mà theo từng giai đoạn kế tiếp nhau, giai đoạn nào đủ tạo liên kết giàu năng lượng sẽ tạo ngay tại thời điểm đó TD: NAD... phosphoryl hóa và khử phosphoryl 1 Tích trữ năng lượng ADP + Pvc → ATP ↑ Q (từ quang hợp hoặc các phản ứng oxhkh) Ở mô: Creatin → Creatin ~ P ATP ADP 2 Hoạt hoá các chất ATP ↓ G → G - 6P AB → Acyl ~ AMP → AcylCoA ATP HSCoA ↓ ↓ AA → Acyl ~ AMP → AA-ARNt → protein ATP 3 Vận chuyển năng lượng ATP + H2O → ADP + Pvc Q (t0, công dùng trực tiếp cho hoạt động cơ thể) ∆ Go < 0 Tỏa Q Quang hợp Oxh G AB AA Q CTAC Vận chuyển. ..∆ G0’ = - RT lnKeq 2 PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ 2.1 Định nghĩa Chất khử Phản ứng oxy hóa Phản ứng oxy hóa Chất oxy hóa + n e- Cặp, hệ thống oxy hóa khử (oxh/kh) TD: Fe+3/Fe+2, R-COOH/R-CHO Ferri Fero 2.2 Thế năng oxy hóa khử Eo là E khi: E = E0 + RT nF ln [oxh] = [kh] [ oxh ] [ kh ] Cặp oxh-kh 2H+/H2 FAD/FADH NAD+/NADH,H+ FAD/FADH2... Hoạt hóa hấp thu tích cực luồng thần kinh điện năng Q 4 CHUỖI HÔ HẤP TẾ BÀO 4.1 Bản chất của sự hô hấp tế bào - ”đốt cháy” các chất hữu cơ trong cơ thể - Sự oxh-kh xảy ra trong tế bào - Oxy hóa sinh học *Đặc điểm: -Sản phẩm cuối cùng và Q tỏa ra: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 686 kcal - điều kiện: t0 = 370C, P = 1atm - cách xảy ra: + Oxy không trực tiếp tác dụng với C,H để tạo ra CO 2 và H2O + Năng lượng. .. phosphoryl R-P + H2O → R-H + H3PO4 Phosphatase 3.2 Liên kết phosphat nghèo năng lượng (ký hiệu: - ) Khi thủy phân cắt đứt liên kết này, chỉ có từ 1000-5000 calo được giải phóng (l∆G0’l < 5 Kcal/mol ) - Vd: Liên kết este phosphat: H2 O R−− OH + HO PO3H2 R −2 O− PO3H (R − O− P) CHO  CHOH  CH2 − O − P 3.3 Liên kết giàu năng lượng l∆G0’l > 7 Kcal/mol hoặc l∆G0l > 5Kcal/mol Biết rằng: ∆ G0’ = -nF ∆ E0’,... Fumarat/succinat Cytb Fe+3/Cytb Fe+2 Cytc Fe+3/Cytc Fe+2 ½ O2/O-2 E0 = volt -0.42 -0.36 -0.32 -0.06 -0.03 +0.03 +0.25 +0.82 * Chiều vận chuyển của điện tử e-: Xét 2 hệ thống oxhkh: A/AH2 và B/BH2 Nếu EA < EB thì: e- sẽ di chuyển từ hệ thống A qua B (từ chất khử AH 2 qua chất oxy hóa B) nghĩa là: AH2 + B → BH2 + A Nếu vì lý do nào đó BH2 bị tồn đọng thì phản ứng có thể đạt trạng thái cân bằng hoặc thậm chí... CoQ10(Q10) - Các cytocrom (vận chuyển e-) là những protoporphyrin có chứa Fe+2/Fe+3 (Cyt b,c) hoặc Cu+1/Cu+2 (a3) Cyt (a+a3) = Cyt oxydase b) Sơ đồ CHHTB SH2 S ∆ E0’=? NAD+ NADH,H+ 1ATP ( ∆ E0’>0.15 Volt) FADH2 FAD ( ∆ E0’ . CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG 1. Nêu được 2 yếu tố (bản chất của các chất tham gia. heat) * Năng lượng tư do (G): là phần E của chất đó có khả * Năng lượng tư do (G): là phần E của chất đó có khả năng chuyển thành công có ích. năng chuyển