Giáo trình hoá sinh học

557/QĐ-CĐCĐ 16/05/2022 15:40:19 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH KON TUM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG KON TUM GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: HÓA SINH NGÀNH: DƯỢC, ĐIỀU DƯỠNG VÀ HỘ SINH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐCĐ ngày 16/5/2022 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Kon Tum) Kon Tum, năm 2022 i MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN iv LỜI GIỚI THIỆU vi CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Lịch sử, đối tượng, nhiệm vụ hoá sinh Thành phần hoá học thể sống Mối quan hệ hoá sinh với ngành khoa học sinh học, nông nghiệp y học CHƯƠNG 2: VITAMIN Vitamin tan nước 1.1 Vitamin B1 (Thiamin) 1.2 Vitamin B2 (Riboflavin) 10 1.3 Vitamin PP (Nicotinic acid, nicotinamid) 10 1.4 Vitamin B6 (Pyridoxin) 11 1.5 Vitamin C (Ascorbic acid) 11 1.6 Vitamin B12 (Cyanocobalamin) 12 Vitamin tan chất béo 12 2.1 Vitamin A (retinol) 12 2.2 Vitamin D 13 2.3 Vitamin E (Tocopherol) 13 2.4 Vitamin K 14 2.5 Vitamin F 14 2.6 Vitamin Q (Ubiquinon) 15 2.7 Vitamin P (Rutin) 15 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 15 CHƯƠNG 3: ENZYME VÀ SỰ XÚC TÁC SINH HỌC 18 Danh pháp phân loại enzyme 19 Enzyme chất xúc tác sinh học 20 Cơ chế xúc tác enzyme 20 Các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính xúc tác enzyme 22 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 22 ii CHƯƠNG 4: HORMON 26 Khái niệm 27 Phân loại 27 2.1 Hormone động vật 27 2.2 Hormone thực vật 29 CHƯƠNG 5: TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG SINH HỌC 35 Khái niệm chung trao đổi chất 36 1.1 Đồng hóa 37 1.2 Dị hóa 37 Khái niệm chung trao đổi lượng lượng sinh học 39 Liên kết cao vai trò ATP 40 Quá trình oxy hóa khử sinh học 41 Chu trình Krebs (Hơ hấp háo khí) 42 5.1 Các phản ứng chu trình Krebs 43 5.2 Phương trình tổng qt hơ hấp hiếu khí 45 5.3 Ý nghĩa chu trình Krebs 46 CHƯƠNG 6: HÓA HỌC VÀ CHUYỂN HÓA GLUCID 47 Hóa học glucid 48 Chuyển hóa glucid 49 2.1 Sự phân giải glucid 49 2.2 Tổng hợp glucid 57 2.3 Hóa sinh hơ hấp 64 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 66 CHƯƠNG 7: HÓA HỌC VÀ CHUYỂN HÓA LIPID 71 Hóa học lipid 72 1.1 Khái niệm 72 1.2 Cấu tạo 72 1.3 Tính chất 73 Chuyển hóa lipid 74 2.1 Phản ứng thủy phân triglycerid 74 iii 2.2 Phân giải glycerine 74 2.3 Phân giải acid béo 75 Sinh tổng hợp triglycerid 79 3.1 Tổng hợp glycerolphosphate 79 3.2 Tổng hợp acid béo theo vòng xoắn Lynen-YVakil 79 3.3 Tổng hợp triglycerid 81 Sinh tổng hợp phân giải phospholipid 82 4.1 Sinh tổng hợp phospholipid 82 4.2 Phân giải phospholipid 83 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 84 CHƯƠNG 8: HÓA HỌC VÀ CHUYỂN HÓA PROTEIN 88 Hóa học protein 89 1.1 Khái niệm 89 1.2 Cấu tạo 89 1.3 Tính chất vật lý 89 1.4 Tính chất hóa học 89 1.5 Chức protein (tính chất sinh học protein) 90 Chuyển hóa protein 92 2.1 Phân giải protein 92 2.2 Sinh tổng hợp protein 93 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 99 CHƯƠNG 9: HÓA HỌC VÀ CHUYỂN HÓA HEMOGLOBIN 103 Hóa học hemoglobin 103 1.1 Cấu tạo 103 1.2 Chức Hemoglobin thể người 105 1.3 Chỉ số Hemoglobin 106 1.4 Triệu chứng thường gặp cuả thiếu máu 107 Chuyển hóa hemoglobin 108 ĐÁP ÁN BÀI TẬP 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 iv TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại giảng nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm v DANH MỤC VIẾT TẮT ABA Acid absisic CĐCĐ Cao đẳng Cộng đồng GV Giảng viên PTN Phịng thí nghiệm SV Sinh viên vi LỜI GIỚI THIỆU Hóa sinh khoa học nghiên cứu thành phần hóa học, cấu tạo, tính chất lý hóa học, chức sinh học chất thể sinh vật q trình chuyển hóa q trình sống chúng Giáo trình Hóa sinh biên soạn dựa tài liệu tích lũy sau nhiều năm giảng dạy học phần Hóa sinh trường Cao đẳng Cộng đồng (CĐCĐ) Kon Tum Giáo trình Hóa sinh giúp cho sinh viên (SV) ngành Dược, Điều dưỡng Hộ sinh tiếp cận thuật ngữ hiểu kiến thức Hóa sinh Từ đó, vận dụng kiến thức học để tìm hiểu sâu trình sống sinh vật cách có hệ thống từ cấp độ phân tử Giáo trình gồm chương, xây dựng kết hợp lý thuyết thực hành Cuối chương, tác giả trọng đưa câu hỏi trọng tâm nhằm gợi ý định hướng nghiên cứu cho SV Trong trình biên soạn, có nhiều cố gắng tham khảo sử dụng nhiều cơng trình lao động tác giả lĩnh vực Hóa sinh khác nhau, song giáo trình khó tránh khỏi sai sót khiếm khuyết Vì vậy, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp đồng nghiệp bạn đọc để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Kon Tum, ngày 22 tháng năm 2022 Biên soạn: ThS Nguyễn Trần Kim Tuyến GIÁO TRÌNH MƠN HỌC TÊN MƠN HỌC: HĨA SINH THƠNG TIN CHUNG VỀ MƠN HỌC Mã mơn học: 61022513 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Là môn học thuộc khối kiến thức sở thực sau SV học xong mơn hóa Hữu cơ, giảng dạy học kỳ II - Tính chất: Là mơn học bắt buộc chương trình đào tạo chuyên ngành Cao đẳng Dược, Điều dưỡng Hộ sinh hệ quy Sinh viên phải lên lớp đảm bảo đủ số lý thuyết, thực hành kiểm tra theo quy định - Ý nghĩa vai trò mơn học Mơn học có ý nghĩa vai trò quan trọng ngành Dược, Điều dưỡng Hộ sinh, cung cấp cho SV kiến thức chất hữu quan trọng thể sinh vật như: Gluxit, protit, lipit, enzyme, vitamin vai trị sinh lý, q trình hình thành chuyển hóa lẫn thể sinh vật Mơn học tích hợp lý thuyết thực hành, giúp SV củng cố nâng cao kiến thức Hóa sinh Tạo sở để SV học tốt môn học khác chuyên ngành Mục tiêu môn học: Về kiến thức: - Phân biệt loại vitamin tan nước chất béo Trình bày cấu tạo, vai trò sinh học, nguồn cung cấp tác dụng loại vitamin - Trình bày cấu tạo, tính chất enzyme, glucid, lipid, protein, vai trị sinh lý, q trình hình thành chuyển hóa lẫn thể sinh vật - Trình bày q trình phân giải, chuyển hóa tổng hợp glucid, lipid, protein - Giải thích viết phương trình phản ứng trình đường phân chu trình Kreb - Vận dụng kiến thức học, giải thích tượng thí nghiệm hóa học - Mơ tả thực tất thí nghiệm - Quan sát, giải thích tượng thí nghiệm viết phương trình phản ứng xảy Về kỹ năng: - Đọc tài liệu chọn kiến thức - Hoàn thành tập lí thuyết thực hành, quan sát giải thích tượng thí nghiệm hóa sinh - Sử dụng thành thạo dụng cụ thiết bị thí nghiệm hóa sinh - Làm tường trình thí nghiệm theo qui định Về lực tự chủ trách nhiệm: - Rèn luyện tính cẩn thận, tỷ mỉ, xác, trung thực, an tồn lao động, vệ sinh mơi trường - Chấp hành nội qui phịng thí nghiệm qui định giảng viên - Có khả tự tìm việc làm, tự tạo việc làm tiếp tục học tập lên trình độ cao sau tốt nghiệp NỘI DUNG CỦA MÔN HỌC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Thời gian: (TL:1; TH: 0) Mã chương 01 GIỚI THIỆU Lịch sử, đối tượng, nhiệm vụ hoá sinh Ở kỷ XIX, mà hố học phát triển vũ bão, ranh giới sinh học hoá học xuất lĩnh vực khoa học nhằm nghiên cứu thành phần hoá học thể sống q trình chuyển hố hố học chất lượng trình hoạt động sống xảy thể chúng Để hiểu rõ lịch sử, đối tượng, nhiệm vụ hoá sinh chương nghiên cứu MỤC TIÊU - Trình bày lịch sử, đối tượng, nhiệm vụ hố sinh - Phân tích thành phần hố học thể sống - Phân tích mối quan hệ hoá sinh với ngành khoa học sinh học, nông nghiệp y học - Rèn luyện khả tự học, tự nghiên cứu phân tích vấn đề liên quan đến hóa sinh - Hình thành ý thức bảo vệ hệ sinh thái tự nhiên, tham gia tích cực bảo vệ mơi trường, đồng thời vận động người khác bảo vệ môi trường sống NỘI DUNG Lịch sử, đối tượng, nhiệm vụ hoá sinh Ở kỷ XIX, mà hố học phát triển vũ bão, ranh giới sinh học hoá học xuất lĩnh vực khoa học nhằm nghiên cứu thành phần hoá học thể sống trình chuyển hố hố học chất lượng trình hoạt động sống xảy thể chúng Lĩnh vực khoa học gọi hoá học sinh vật vắn tắt hơn- hoá sinh học (biochemistry) 100 SV đọc kỹ thí nghiệm giáo trình, chuẩn bị tường trình thực hành, dụng cụ, vật liệu theo yêu cầu GV - Trong thí nghiệm: SV chăm nghe GV dẫn, thực theo thứ tự thao tác dẫn, ghi chép lại thơng tin quan trọng, tích cực tham gia thực hành, đảm bảo an toàn, kỹ thuật - Sau thí nghiệm: SV nộp bảng tường trình thí nghiệm, sử dụng thành thạo dụng cụ vật liệu thực hành, áp dụng vào thực tiễn Dọn dẹp nơi thí nghiệm, tắt điện, nước, trước khỏi phịng thí nghiệm Phương tiện thực hành - Thiết bị: Cân phân tích, ổ cắm điện, bếp điện, đèn cồn, máy xay sinh tố - Dụng cụ: Ống nghiệm, cặp gỗ, pipet, bóp cao su, giấy lọc, đèn cồn - Hóa chất: HCl 0,02%, dung dịch protein, NaOH 0,01%, NaOH 30%, CuSO4 2%, HNO3 đặc, (NH4)2SO4 42%, CuSO4 bão hịa, H2SO4 lỗng, khoai tây xay Nội dung thực hành - Đông tụ protein nhiệt, axit - Phản ứng phân hủy protein kiềm - Kết tủa thuận nghịch bất thuận nghịch protein - Các phản ứng màu protein - Phản ứng glyxin với axit nitrơ, CuO với chất thị màu - Phát protein khoai tây Cách tiến hành Thí nghiệm 1: Các phản ứng màu protein a) Phản ứng Biure 101 Cho vào ống nghiệm 1ml dung dịch protein, 1ml NaOH 30% giọt CuSO4 2% Quan sát màu đặc trưng dung dịch b) Phản ứng Xangtoprotein Cho vào ống nghiệm 1ml protein, 0,2-0,3ml dung dịch HNO3 đặc Lắc nhẹ thấy dung dịch kết tủa trắng Đun nóng hỗn hợp lửa đèn cồn sôi khoảng 1-2 phút Nhận xét màu đặc trưng hỗn hợp Làm lạnh hỗn hợp, cẩn thận nhỏ giọt dung dịch NaOH 30% (khoảng 1-2ml) Theo dõi biến đổi màu dung dịch Thí nghiệm 2: Kết tủa thuận nghịch bất thuận nghịch protein a) Kết tủa thuận nghịch Cho vào ống nghiệm 3-4ml dung dịch protein thể tích tương đương dung dịch (NH4)2SO4 42% Lắc nhẹ ống nghiệm, thấy dung dịch trở nên vẩn đục xuất kết tủa bơng globulin Rót khoảng 1ml dung dịch đục sang ống nghiệm khác chứa sẵn 2-3ml nước cất Lắc nhẹ ống nghiệm Nhận xét thay đổi độ đục dung dịch Phần lại dung dịch lọc qua giấy lọc Vừa lắc nhẹ phần nước lọc vừa cho từ từ (NH4)2SO4 tinh thể vào, đến (NH4)2SO4 không tan hết (khoảng 1-2g) Theo dõi xuất kết tủa protein (hoặc độ đục dung dịch) Rót vào dung dịch chứa kết tủa lương nước cất tích gấp đơi thể tích dung dịch Lắc nhẹ nhận xét thay đổi độ đục dung dịch b) Kết tủa bất thuận nghịch Rót vào ống nghiệm, ống 1ml dung dịch protein bõa hòa - Cho từ từ giọt CuSO4 bão hòa vào ống nghiệm thứ nhất; chì axetat vào ống nghiệm thứ hai; vài tinh thể phenol vào ống nghiệm thứ ba; 1ml fomalin vào ống nghiệm thứ Lắc nhẹ ống nghiệm Quan sát xuất kết tủa màu sắc kết tủa ống nghiệm - Tiếp tục nhỏ thêm lượng dư muối CuSO4 bão hòa chì axetat vào ống nghiệm Nhận xét biến đổi lượng kết tủa protein ống nghiệm Thí nghiệm 3: Phản ứng phân hủy protein kiềm 102 Cho vào ống nghiệm 1-2ml protein, 2-4ml NaOH Đun nóng ống nghiệm lửa đèn cồn Để miệng ống nghiệm mẫu giấy q tím tẩm ướt Nhận xét biến đổi màu giấy q Thí nghiệm 4: Sự đơng tụ protein nhiệt Cho 2ml dung dịch lòng trắng trứng gà vào ống nghiệm, đun nóng lửa đến sơi phút Quan sát xuất protein đông tụ Làm lạnh hỗn hợp, chia hỗn hợp phần: Phần 1: cho 1-2 giọt axit axetic Phần 2: cho 1-4 giọt (NH4)2SO4 Lắc đun sôi hai phần Nhận xét thay đổi lượng protein kết tủa hai ống nghiệm Làm lạnh hai ống nghiệm, cho thêm thể tích nước tương đương, lắc nhẹ hỗn hợp quan sát lượng kết tủa Sau lại thêm ống nghiệm 1ml dung dịch NaOH 10% Lắc quan sát lượng kết tủa protein Thí nghiệm 5: Sự đông tụ protein axit Cho vào ống nghiệm thứ 1ml HNO3, ống thứ hai 1ml HNO3, ống thứ ba 1ml H2SO4 Rót vào ống nghiệm 1-1,5ml dung dịch lịng trắng trứng gà (khơng cho protein trộn lẫn với axit) Đặt ba ống nghiệm giá theo dõi xuất kết tủa protein bề mặt phân chia hai chất lỏng Sau lắc nhẹ ba ống nghiệm nhận xét thay đổi lượng kết tủa protein dung dịch Thí nghiệm 6: Phát protein khoai tây Cho 30g khoai tây nguyên chất nghiền kĩ vào cốc chứa 60ml nước, trộn ngâm phút Đem lọc thu lấy nước lọc, lấy 5ml nước lọc để thử phản ứng biure, 5ml nước lọc để thử phản ứng xantoprotein để xem có protein khoai tây hay khơng? Quan sát giải thích tượng xảy ra.(4, 5) Báo cáo kết đánh giá - Nộp sản phẩm thí nghiệm - Nộp bảng tường trình thí nghiệm - GV theo dõi thao tác thực hiện, kết thí nghiệm tường trình SV 103 CHƯƠNG 9: HÓA HỌC VÀ CHUYỂN HÓA HEMOGLOBIN Thời gian: (TL:2; BT1; KT:1) Mã chương: 09 GIỚI THIỆU Hemoglobin chromoprotein, màu đỏ, có nhóm ngoại nhân porphyrin kết hợp với Fe2+ (Heme) Hb có hồng cầu động vật cao cấp, hồng cầu 32% Hb máu chứa 15% Hb hemoglobin vận chuyển O2 từ phổi đến tế bào phần CO2 từ tế bào đến phổi Sau 120 ngày, hồng cầu già cỗi bị phá hủy hệ liên võng nội mơ (lách, hạch, tủy xương), giải phóng hemoglobin HGB sau thối hóa thành heme globin Globin sau thối hóa thành acid amin, phần lớn acid amin tái thu để tổng hợp protein, số cịn lại thối hóa Trong chương này, nghiên cứu hemoglobin chuyển hóa nào? MỤC TIÊU - Trình bày cấu tạo, chức số hemoglobin - Mô tả triệu chứng thường gặp thiếu máu - Giải thích tượng vàng da - Mơ tả q trình chuyển hóa hemoglobin - Rèn luyện khả tự học, tự nghiên cứu phân tích vấn đề liên quan đến hemoglobin - Rèn luyện tính cẩn thận, tỷ mỉ, xác, trung thực, an tồn lao động, vệ sinh mơi trường NỘI DUNG Hóa học hemoglobin 1.1 Cấu tạo Hemoglobin cịn gọi huyết sắc tố (viết tắt Hb) protein phức tạp có chứa phân tử sắt Gồm thành phần là: Phần Protein thuần: Globin Phần nhóm ngoại: Heme 104 Nồng độ (hemoglobin) huyết sắc tố máu người bình thường là: Nam 13,5 – 18 g/100ml (g%) Nữ 12 – 16 g/100ml (g%) Trẻ em 16 – 20 g/100ml (g%) Hemoglobin protein hình cầu đa tiểu đơn vị, có cấu trúc bậc bốn bốn tiểu đơn vị globin xếp theo cấu trúc tứ diện Mỗi tiểu đơn vị protein hình cầu có chứa chuỗi protein có liên quan đến nhóm heme protein, giả Cấu trúc alpha-helix protein globin tạo túi liên kết với nhóm heme Protein Globin tổng hợp ribozyme cytosol Phần Heme tổng hợp ty thể Một nguyên tử sắt tích điện giữ vịng porphyrin liên kết cộng hóa trị sắt với bốn nguyên tử nitơ mặt phẳng Các nguyên tử N thuộc vòng imidazole dư lượng histid F8 bốn tiểu đơn vị globin Trong huyết sắc tố, sắt tồn dạng Fe2+ Cơ thể người chứa ba loại huyết sắc tố: Hemoglobin A, Hemoglobin A2 Hemoglobin F Hemoglobin A loại phổ biến Huyết sắc tố A mã hóa HBA1, HBA2 HBB gen Bốn tiểu đơn vị Hemoglobin A bao gồm hai tiểu đơn vị α hai (α2β2) Hemoglobin A2 Hemoglobin F hiếm, chúng bao gồm hai tiểu đơn vị α hai δ hai tiểu đơn vị α hai tương ứng Ở trẻ sơ sinh, loại huyết sắc tố Hb F (α2γ2) Hình 9.1 Cấu tạo hemoglobin 105 1.2 Chức Hemoglobin thể người Hemoglobin tìm thấy hồng cầu Hb chiếm 34% lượng protein hồng cầu Đời sống hồng cầu khoảng 120 ngày Hồng cầu già bị phá hủy hệ thống võng nội mơ giải phóng Hb Hb thủy phân thành Heme Globin Các chức hemoglobin là: - Hemoglobin chất mang oxy Chức hemoglobin vận chuyển oxy từ phổi đến tất mô thể Khả liên kết oxy hemoglobin 1,34 mL O2 gram Mỗi tiểu đơn vị globin phân tử hemoglobin liên kết với ion Fe2+ Ái lực hemoglobin oxy thu ion Fe2+ Mỗi Fe2+ liên kết với phân tử oxy Liên kết oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ Một nguyên tử phân tử oxy, liên kết với Fe2+ trở thành superoxide, nơi nguyên tử oxy khác nhơ góc Các huyết sắc tố liên kết với oxy gọi oxyhemoglobin Khi máu đến mô thiếu oxy, oxy phân tách từ huyết sắc tố khuếch tán vào mô O2 chất nhận điện tử cuối trình gọi phosphoryl hóa oxy hóa sản xuất ATP Việc loại bỏ O2 biến sắt thành dạng khử Các hemoglobin khơng liên kết oxy gọi deoxyhemoglobin Oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ tạo methemoglobin liên kết với O2 - Hemoglobin chất mang carbon dioxide Hemoglobin vận chuyển carbon dioxide từ mô đến phổi 80% carbon dioxide vận chuyển qua plasma Carbon dioxide khơng cạnh tranh với vị trí gắn oxy hemoglobin Nó liên kết với cấu trúc protein khác với vị trí gắn sắt Các huyết sắc tố liên kết với carbon dioxide gọi carbaminohemoglobin - Hemoglobin ảnh hưởng đến tế bào máu đỏ Huyết sắc tố tạo màu đỏ cho tế bào hồng cầu Fe2+ ion Với tế bào hồng cầu, máu đạt đến màu đỏ độc đáo Huyết tương, khơng có hồng cầu, có màu vàng nhạt Hình dạng tế bào hồng cầu trì huyết sắc tố Các tế bào hồng cầu đĩa biconcave làm phẳng suy nhược trung tâm Họ có mặt cắt hình tạ Gen huyết sắc tố bao 106 gồm alen khác Hầu hết đột biến khơng gây bệnh Nhưng số đột biến gây bệnh di truyền huyết sắc tố - Hemoglobin hoạt động đệm Huyết sắc tố trì pH máu mức 7.4 Tích lũy carbon dioxide máu làm giảm độ pH từ 7.4 Sự thay đổi độ pH đảo ngược thơng gió Do hoạt động đệm hemoglobin, tất phản ứng enzyme thể, thích độ pH này, diễn mà khơng có xáo trộn - Hemoglobin tương tác với phối tử khác Huyết sắc tố liên kết với phối tử khác carbon monoxide, nitơ oxit, xyanua, lưu huỳnh monoxide, sunfua hydro sunfua Liên kết với carbon monoxide đơi gây chết người liên kết khơng thể đảo ngược Hemoglobin vận chuyển thuốc đến vị trí tác dụng chúng - Hemoglobin sản xuất dị hóa hoạt động sinh lý Lão hóa khiếm khuyết tế bào giết chết tế bào hồng cầu, tích lũy dị hóa hoạt động sinh lý khác Huyết sắc tố tế bào hồng cầu chết loại bỏ khỏi tuần hoàn chất vận chuyển hemoglibin, CD163 Suy thoái heme, xảy tế bào đơn nhân đại thực bào, nguồn tự nhiên hệ carbon monoxide Bilirubin sản phẩm cuối xuống cấp heme Nó tiết mật vào ruột Bilirubin chuyển đổi thành urobilinogen tìm thấy phân, cho màu vàng độc đáo Mặt khác, sắt, loại bỏ khỏi heme chuyển đổi thành ferritin lưu trữ mô để sử dụng sau Huyết sắc tố tìm thấy tế bào khác thể tế bào hồng cầu Các tế bào mang huyết sắc tố khác đại thực bào, tế bào phế nang phổi tế bào trung mô thận Hemoglobin có chức chất điều hịa chuyển hóa sắt chất chống oxy hóa tế bào - Hemoglobin trì hình dạng tế bào hồng cầu 1.3 Chỉ số Hemoglobin - Chỉ số hemoglobin cao nồng độ hemoglobin đo cao khoảng giá trị bình thường tuổi giới tính bệnh nhân Một số nguyên nhân khiến nồng độ hemoglobin cao như: 107 + Sống vùng cao (đồi, núi) + Bệnh lý phổi (khí phế thũng) + Ung thư + Hút thuốc + Rối loạn tủy xương (bệnh đa hồng cầu) + Dùng liều sử dụng không định thuốc epoetin alfa (Epogen, Procrit) + Tăng số lượng hồng cầu cách sử dụng số loại thuốc - Chỉ số hemoglobin thấp nồng độ hemoglobin đo thấp khoảng giá trị bình thường tuổi giới tính bệnh nhân Một thuật ngữ thường sử dụng thay cho hemoglobin thấp thiếu máu Một số nguyên nhân phổ biến khiến nồng độ hemoglobin thấp như: + Thiếu hụt dinh dưỡng: thiếu sắt, axit folic vitamin B12 (thiếu máu ác tính) + Xuất huyết đường tiêu hóa (loét, ung thư đại tràng) + Bệnh thận mạn + Mất máu (do chấn thương phẫu thuật) + Rối loạn sản sinh hồng cầu (rối loạn tủy xương, rối loạn di truyền thiếu máu hồng cầu hình liềm) + Ức chế tủy xương hóa trị phơi nhiễm phóng xạ 1.4 Triệu chứng thường gặp cuả thiếu máu Thiếu máu thuật ngữ y khoa, tình trạng số lượng hồng cầu mức bình thường hàm lượng hemoglobin máu thấp bình thường Các triệu chứng thiếu máu thường bao gồm số triệu chứng sau đây: - Da xanh xao, nhợt nhạt - Yếu mệt - Khó thở - Ngất xỉu 108 - Đánh trống ngực - Tức ngực * Những người có nguy có hàm lượng hemoglobin thấp: Người cao tuổi người thiếu chất sắt phần ăn hàng ngày có nguy cao bị thiếu máu Những người tập thể dục với cường độ cao có nguy cao gắng sức khiến hồng cầu máu bị phá vỡ Phụ nữ có kinh nguyệt mang thai có nguy bị thiếu máu Những người mắc bệnh mãn tính, bệnh tự miễn, bệnh gan, bệnh tuyến giáp bệnh viêm ruột, có nồng độ hemoglobin thấp hơn, làm tăng nguy thiếu máu Hàm lượng hemoglobin tăng lên trường hợp nhu cầu oxy thể tăng lên Do đó, người mắc bệnh phổi thận, hút thuốc, nước, có nguy tăng nồng độ hemoglobin * Phòng tránh hàm lượng hemoglobin thay đổi bất thường: Một chế độ ăn đủ chất cần thiết để ngừa tình trạng thiếu máu Ăn thực phẩm giàu sắt thịt bò, rau màu sẫm, trái sấy khơ loại hạt ngăn ngừa chứng thiếu máu thiếu sắt Thịt sữa nguồn cung cấp vitamin B12 Acid folic tìm thấy nước ép cam quýt, đậu số loại ngũ cốc Không hút thuốc uống nhiều nước giúp tránh hàm lượng hemoglobin cao Chuyển hóa hemoglobin Hồng cầu già bị phá huỷ lách giải phóng hemoglobin thối hóa Bình thường có khoảng 90% lượng hemoglobin thối hóa tổ chức liên võng, hệ thống tuần hoàn Hemoglobin thuỷ phân giải phóng globin hem Globin protein nên thuỷ phân thành acid amin Những acid amin chủ yếu tái sử dụng để tổng hợp protein Những acid amin không tái sử dụng bị thối hóa Cịn hem mở vịng vị trí carbon alpha với tham gia enzym hemoxỵgenase Enzym microsom gắn với cytocrom P-450 có coenzym NADPH cần phân tử oxy giải phóng 109 CO ion sắt III Ion sắt vận chuyển đến transferrin Enzym hemoxygenase đặc hiệu với hem sắt tham gia vào chế mở vịng, sản phẩm tạo thành phản ứng biliverdin có màu xanh Ở số loài động vật chim bị sát thối hóa hemoglobin tạo biliverdin xuống ruột đào thải phân Ở người số động vật khác biliverdin tiếp tục bị khử thành bilirubin nhờ enzym biliverdin reductase có coenzym NADPH giải phóng coenzym dạng oxy hóa NADP+ Bilirubin tạo thành khơng tan nước có lực cao với lipid albumin huyết Do có lực cao với lipid màng nên kết hợp bilirubin với lipid màng gây hư hại chức màng tế bào đặc biệt hệ thống thần kinh Bilirubin vận chuyển vào máu kết hợp với albumin huyết Albumin vận chuyển bilirubin hai vị trí Bilirubin tách nhanh chóng khởi albumin huyết xẩy gan Bilirubin vào tế bào gan Trong tế bào gan bilirubin kết hợp với acid glucuronic tạo thành bilirubin liên hợp Chất cho glucuronat UDP glucuronat, enzym xúc tác cho phản ứng glucuronyl transferase Bilirubin liên hợp tiết vào đường dẫn mật túi mật thành phần sắc tố mật Bilirubin liên hợp phản ứng trực tiếp với muối diazo tạo thành chất màu azo gọi phản ứng Van der Bergh Trong số bệnh tế bào bilirubin kết hợp chặt chẽ với albumin huyết mà tách gặp hội chứng Gilberts Bilirubin glucuronid từ túi mật xuống ruột, nhờ enzym vi khuẩn đường ruột thuỷ phân tách glucuronat bilirubin bị oxy hóa thành urobilinogen Urobilinogen tiếp tục oxy hóa thành stecobilinogen Hai sắc tố đào thải phân bị khử thành urobilin stercobilin tương ứng Ở phân người bình thường urobilin stercobilin tạo cho phân có màu vàng Khoảng 20% urobilinogen stercobilinogen tái hấp thu vào tĩnh mạch cửa gan tái tạo lại sắc tố mật Quá trình gọi chu trình ruột-gan Một phần sắc tố mật bị lọc qua thận đào thải nước tiểu bị khử thành urobilin stecobilin Hai chất tạo màu nước tiểu người bình thường Trẻ sơ sinh ngày đầu sau sinh thiếu enzym vi khuẩn đường ruột bilirubin không bị khử ruột mà tự oxy hóa thành biliverdin Những người dùng kháng sinh ảnh hưởng tới vi khuẩn đường ruột, phân có màu xanh gặp hội chứng Crigler Najar 110 Xác định nồng độ bilirubin tự bilirubin liên hợp máu sử dụng để chẩn đốn bệnh gan mật TĨM TẮT CHƯƠNG - Hemoglobin gọi huyết sắc tố (viết tắt Hb) protein phức tạp có chứa phân tử sắt Gồm thành phần Globin Heme - Chức hemoglobin vận chuyển oxy từ phổi đến tất mô thể Hemoglobin vận chuyển carbon dioxide từ mô đến phổi - Huyết sắc tố tạo màu đỏ cho tế bào hồng cầu Fe 2+ ion Với tế bào hồng cầu, máu đạt đến màu đỏ độc đáo Huyết tương, khơng có hồng cầu, có màu vàng nhạt Hình dạng tế bào hồng cầu trì huyết sắc tố Các tế bào hồng cầu đĩa biconcave làm phẳng suy - Hồng cầu già bị phá huỷ lách giải phóng hemoglobin thối hóa Bình thường có khoảng 90% lượng hemoglobin thối hóa tổ chức liên võng, hệ thống tuần hoàn Hemoglobin thuỷ phân giải phóng globin hem Globin protein nên thuỷ phân thành acid amin Những acid amin chủ yếu tái sử dụng để tổng hợp protein Những acid amin không tái sử dụng bị thối hóa BÀI TẬP Trình bày cấu tạo, chức Hemoglobin thể người Mô tả số Hemoglobin Triệu chứng thường gặp cuả thiếu máu gì? Trình bày thối hóa hemoglobin 111 ĐÁP ÁN BÀI TẬP CHƯƠNG 5: TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG SINH HỌC Một axit pyruvic phân hủy qua chu trình Krebs tạo 15 ATP Giải thích: Krebs  NADH  FADH  ATP axit Pyruvic  NADHx3  12 ATP FADH x  ATP ATP Như vậy, axit pyruvic phân hủy qua chu trình Krebs tạo 15 ATP Hơ hấp hiếu khí cung cấp cho tế bào 38 ATP thủy phân phân tử glucozơ Giải thích t Glucozo  10NADH  2FADH2  ATP 10 NADHx3  30 ATP FADH x  ATP ATP Hơ hấp hiếu khí cung cấp cho tế bào 38 ATP thủy phân phân tử glucozơ Cách khác: t Glucozo   2axitPyruvic  2NADH  ATP Cứ acid Pyruvic phân hủy qua chu trình tạo 15 ATP, nên từ acid pyruvic tạo 30 ATP Trong chặng đường phân tạo 2ATP 2NADH ta có ATP Vậy hơ hấp hiếu khí cung cấp cho tế bào 38 ATP phân hủy phân tử glucose CHƯƠNG 6: HÓA HỌC VÀ CHUYỂN HĨA GLUCID 10 Đáp số: 0,25M 11 Phương trình phản ứng: 112 t CH2OH (CHOH )4 CHO  2[ Ag ( NH3 )2 ]OH  CH2OH (CHOH )4 COONH4  Ag  3NH3   H2O 0,1 02 0,3 Ta có nC H 12O6  18  0,1(mol ) 180 nAg  xnC6 H12O6  x0,1  0, 2(mol ) Khối lượng bạc thu là: mAg  0, x108  21, 6( g ) nNH3  3xnC6 H12O6  3x0,1  0,3( mol ) Thể tích khí ĐKTC là: VNH  0,3x 22, x  6, 72(l )  H 12 Phản ứng thủy phân: C12 H22O11  H2O  C6 H12O6  C6 H12O6 Phản ứng tráng gương: t CH2OH (CHOH )4 CHO  2[ Ag ( NH3 )2 ]OH  CH2OH (CHOH )4 COONH4  Ag  3NH3   H2O Ta có số mol saccarozơ nC 12 H 22O11  34,  0,1(mol ) 342 nAg  xnC6 H12O6  x0,1  0, 2(mol ) Khối lượng bạc thu là: mAg  0, x108  21, 6( g ) CHƯƠNG 7: HÓA HỌC VÀ CHUYỂN HÓA LIPID Áp dụng công thức: Chỉ số axit = Vx5, 15 x5,   6( g ) m 14 Áp dụng công thức: Chỉ số axit = (Vx56)/m Trong đó: V thể tích dung dịch KOH 0,1N (ml) m số gam axit béo (g) Ta có: 5,  Vx5,  V  m  10ml  0, 01(l ) m CM  CN  n  n  CN xV  0,1x0, 01  0, 001(mol ) V Vậy khối lượng KOH cần dùng mKOH  0, 001x56  0, 056( g ) 113 β-oxy hóa hồn tồn palmitic acid (C15H31COOH) tế bào thu nguồn lượng sau: - Số lần β-oxy = n 16 1  1  2 - Số phân tử acetyl-CoA = n 16  8 2 - Số phân tử NADH2 = FADH2 = n 16 1  1  2 n n 16 16 - ATP tạo thành: 5(  1)  1   x12  5(  1)  1   x12  130   2    2  114 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Quý Hai, Nguyễn Bá Lộc, Trần Thanh Phong, Cao Đăng Nguyên Giáo trình hóa sinh Hà Nội: NXB Đại học Huế; 2010 Nguyễn Thị Hiền, Vũ Thị Thư Hóa sinh học Hà Nội: NXB ĐHPS; 2005 Phạm Thị Trân Châu Hóa sinh học Hà Nội: Nhà xuất Giáo Dục; 1999 Lê thị Anh Đào, Đặng Văn Liếu Thực hành hóa học hữu Hà Nội: Nhà xuất Đại Học Sư Phạm; 2005 Thái Doãn Tĩnh, Vũ Quốc Trung Thực nghiệm Hóa học hữu Hà Nội: NXBGD Việt Nam; 2012 Trần Thị Lệ, Võ Văn Quang Hóa sinh thực vật Hà Nội: NXB Nơng nghiệp; 2008 ... nhiệm vụ hoá sinh Ở kỷ XIX, mà hoá học phát triển vũ bão, ranh giới sinh học hoá học xuất lĩnh vực khoa học nhằm nghiên cứu thành phần hố học thể sống q trình chuyển hoá hoá học chất lượng trình. .. trí hàng đầu sinh học đối tượng nghiên cứu chương giáo trình (1-3) Mối quan hệ hoá sinh với ngành khoa học sinh học, nơng nghiệp y học Trong sinh học có nhiều ngành, nghiên cứu sinh học ngày nghiên... vật, hoá sinh thực vật, hoá sinh vi sinh vật y hoá sinh Trên đối tượng, hoá sinh nghiên cứu song song hai mặt "tĩnh" "động" Việc nghiên cứu chất có thành phần thể sinh vật nhiệm vụ tĩnh hoá sinh