đề tài: NĂNG LƯỢNG SINH HỌC

Bài: NĂNG LƯỢNG SINH HỌC • Mục tiêu: • 1. Trình bày được khái niệm năng lượng sinh học, định nghĩa sự phosphoryl hóa, các loại liên kết phosphat, rút ra ý nghĩa của sự phosphoryl hóa. • 2. Trình bày được bản chất và ý nghĩa của chuỗi hô hấp tế bào. • 3. Trình bày được các giai đoạn, ý nghĩa của chu trình acid citric. Nội dung • 1. Trao đổi chất • 2. Oxy hóa sinh học (hô hấp tế bào) • 3. Sự phosphoryl hóa • 4. Chu trình Krebs (chu trình acid citric) 1. TRAO ĐỔI CHẤT • 1.1 Khái niệm chung - là quá trình lấy các chất từ bên ngoài vào và thải các chất cặn bã ra môi trường. - gồm: quá trình đồng hóa (tổng hợp) và dị hóa (thoái hóa). 1.2 Quá trình đồng hóa và dị hóa 1.2 Quá trình đồng hóa và dị hóa Quá trình dị hóa: Quá trình dị hóa: Quá trình đồng hóa Quá trình đồng hóa : : n acid amin protein (protid) Tinh bột glucose Sự mâu thuẫn và thống nhất giữa đồng Sự mâu thuẫn và thống nhất giữa đồng hóa và dị hóa hóa và dị hóa đồng hóa (thu năng lượng) Phân tử đơn giản phân tử phức tạp dị hóa (giải phóng năng lượng) 1.3 Năng lượng sinh học • là năng lượng được thu nhận, phát sinh và tích trữ trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ. • dạng nhiệt năng hay dạng ATP dự trữ trong cơ thể • ATP sử dụng trong các hoạt động sống của cơ thể: tổng hợp, thoái hóa, co cơ, hấp thu, bài tiết, xung động thần kinh,… 2. OXY HÓA SINH HỌC (HÔ HẤP TẾ BÀO) • Định nghĩa: là quá trình của hệ thống các phản ứng oxy hóa khử của các chất được đưa vào cơ thể và được chuyển hóa thành năng lượng dưới dạng nhiệt năng hay dưới dạng ATP dự trữ trong cơ thể. • Bản chất: sự “đốt cháy” các chất hữu cơ trong tế bào tạo khí CO 2 , H 2 O và tạo nhiều năng lượng Phân biệt sự cháy trong hóa học và trong sinh học Sự cháy trong sinh học Sự cháy trong hóa học - từ từ (chậm) - không có ngọn lửa - không tăng nhiệt độ - oxy không trực tiếp phản ứng với cacbon, hydro của chất hữu cơ - năng lượng được giải phóng dần dần, được tích trữ lại. - nhanh - có ngọn lửa - tăng nhiệt độ - oxy trực tiếp phản ứng với cacbon, hydro của chất hữu cơ - năng lượng giải phóng nhanh dưới dạng nhiệt 2.1 Khái niệm về sự oxy hóa khử • Định nghĩa: quá trình oxy hóa khử là quá trình trao đổi điện tử. Quá trình oxy hóa là sự tách (cho) một hay nhiều điện tử, ngược lại, quá trình khử là sự thu (nhận) điện tử. 2Fe 2+ + Cl 2 2Fe 3+ + 2Cl - -2e Thế năng oxy hóa khử chuẩn của một số hệ thống trong tế bào Hệ thống E 0 (volt) Dạng khử Dạng oxy hóa pH=7, t 0 =25 0 C H 2 NADH + H + (NADH 2 ) Ribofavin dạng khử Ubiquinin dạng khử Cytocrom b (Fe 2+ ) Cytocrom c 1 (Fe 2+ ) Cytocrom c (Fe 2+ ) Cytocrom a (Fe 2+ ) H 2 O 2H + NAD + Ribofavin dạng oxy hóa Ubiquinin dạng khử Cytocrom b (Fe 3+ ) Cytocrom c 1 (Fe 3+ ) Cytocrom c (Fe 3+ ) Cytocrom a (Fe 3+ ) ½ O 2 -0,42 -0,32 -0,05 +0,10 +0,12 +0,21 +0,25 +0,29 +0,82 [...]... phosphoryl hóa? Tích trữ và vận chuyển năng lượng Hoạt hóa các chất hữu cơ Cung cấp năng lượng quá trình hấp thu tích cực Tóm tắt • bản chất và ý nghĩa của chuỗi hô hấp tế bào? • Bản chất: sự “đốt cháy” các chất hữu cơ trong tế bào tạo khí CO2, H2O và tạo nhiều năng lượng • Ý nghĩa: Tạo ATP cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sống của tế bào Lượng giá: • Câu 1: Năng lượng sinh học dự trữ trong tế bào chủ yếu... phosphat: nghèo năng lượng và giàu năng lượng • Liên kết phosphat nghèo năng lượng (ký hiệu RP): 1000 – 5000 calo liên kết este phosphat (nhóm OH và H3PO4) • Liên kết phosphat giàu năng lượng (ký hiệu R ~ P): > 7000 calo • + liên kết acyl phosphat • + liên kết enol phosphat • + liên kết amid phosphat • + liên kết anhydrid phosphat 3.3 Vai trò của phosphoryl hóa • Tích trữ và vận chuyển năng lượng ADP +... lipid) • Là nơi cung cấp năng lượng dưới dạng ATP cho hoạt động sống của tế bào • Là nơi cung cấp sản phẩm trung gian như acid oxaloacetic, acid α cetoglutaric, succinyl CoA, để nối liền chu trình krebs với các chuyển hóa khác của cơ thể và trở thành vị trí trung tâm điều hòa các chuyển hóa các chất Tóm tắt: • Năng lượng sinh học là gì? • là năng lượng được thu nhận, phát sinh và tích trữ trong quá... tìm ra năm 1937 (chu trình acid citric) • Phân tử acetyl CoA bị đốt cháy liên tiếp trong chu trình Krebs, chất mồi oxaloacetaic, giải phóng năng lượng, CO 2 và H2O Quá trình tạo nước do sự vận chuyển hydro từ chu trình Krebs vào chuỗi hô hấp tế bào tạo ra nhiều năng lượng 4.1 Các giai đoạn của chu trình acid citric • xảy ra tại matrix của ty thể tế bào, hiếu khí, gồm 8 giai đoạn: giai đoạn 1: • ngưng... ~ SCoA CH2 - COOH CH2 CH2 - COOH CH2 - COOH NAD+ Aα -cetoglutaric NADH + H+ Succinyl CoA + CO2 • Giai đoạn 5: tạo acid succinic từ succinyl CoA do enzym succinat thiokinase với sự tham gia của H3PO4 Năng lượng cung cấp tạo 1 ATP trực tiếp CO ~ SCoA CH2 COOH + H3PO4 CH2 CH2 - COOH CH2 - COOH GDP + Pi GTP Succinyl CoA A succinic GTP GDP ADP ATP + HSCoA • Giai đoạn 6: oxy hóa succinic thành fumaric do... 2Fe3+ 2Fe2+ 1/2O2 FMNH2 2cytb S NADH + H+ FAD FMN CoQH2 2Fe3+ 2cytc1 2Fe2+ 2cytc 2cyta 2cyta3 2Fe3+ 2Fe2+ 2Fe3+ O2H 2O 2H+ ADP + Pi ATP ADP + Pi ATP ADP + Pi ATP 2.3 Ý nghĩa hô hấp tế bào • Cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sống của tế bào và cơ thể Tập hợp các phản ứng thuộc chuỗi hô hấp có thể chia thành 4 giai đoạn: 1 SH2 2 NAD+ 4 3 FADH2 CoQ 2Fe2+ 2Fe3+ 2Fe2+ 2Fe3+ 2Fe2+ 1/2O2 FMNH2 2cytb S... isocitric thành α-cetoglutaric, gồm 2 phản ứng: • Phản ứng khử hydro bởi enzym isocitric dehydrogenase có coenzym NAD+ tạo chất trung gian và NADH + H NADH + H theo chuỗi hô hấp đến oxy tạo nước và năng lượng giải phóng được tích trữ trong ATP • Phản ứng khử carboxyl ở vị trí β của nhóm ceton tạo acid α-cetoglutaric (5C) • Giai đoạn 4: khử carboxyl oxy hóa αcetoglutaric → succinyl CoA, một phức hợp . Bài: NĂNG LƯỢNG SINH HỌC • Mục tiêu: • 1. Trình bày được khái niệm năng lượng sinh học, định nghĩa sự phosphoryl hóa, các loại liên kết phosphat,. đơn giản phân tử phức tạp dị hóa (giải phóng năng lượng) 1.3 Năng lượng sinh học • là năng lượng được thu nhận, phát sinh và tích trữ trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ. • dạng nhiệt. khí CO 2 , H 2 O và tạo nhiều năng lượng Phân biệt sự cháy trong hóa học và trong sinh học Sự cháy trong sinh học Sự cháy trong hóa học - từ từ (chậm) - không có ngọn lửa - không tăng nhiệt