động học của quá trình sinh học

CHƯƠNG II ĐỘNG HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC  2.1.Tốc độ và bậc của phản ứng  2.2. Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ  2.3.Quá trình khuếch tán và tốc độ phản ứng  2.4. Động học của các phản ứng phức tạp  2.5. Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ  2.6. Phương pháp phức hoạt hóa  2.7. Sự điều hòa tốc độ phản ứng trong cơ thể  2.8. Phản ứng tự xúc tác  2.9. Phản ứng dây chuyền CHƯƠNG II ĐỘNG HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC  2.1.Tốc độ và bậc của phản ứng  2.1.1.Tốc độ phản ứng  Đặc tính về số quan trọng của quá trình chuyển biến hóa học đó là tốc độ của quá trình.  Tốc độ của quá trình là số lượng sản phẩm được tích lũy trong một đơn vị thời gian hay là số lượng chất ban đầu giảm trong một đơn vị thời gian hay là số lượng chất ban đầu giảm trong một đơn vị thời gian.  Xét phản ứng A k P A : chất ban đầu, P : sản phẩm, k : hằng số tốc độ  Tốc độ của phản ứng là : v= dP/dt = - dA/dt ĐỘNG HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC  2.1.Tốc độ và bậc của phản ứng  2.1.2.Bậc của phản ứng  Các phản ứng hóa học có sự tham gia của 1, 2 hoặc 3 phân tử. Tương tự ta có phản ứng bậc 1, bậc 2 và bậc 3. Ví dụ :  Phản ứng bậc 1 : CH 3 -CH 2 -OH CH 2 =CH 2 + H 2 O  Phản ứng bậc 2 : CH 3 I + OH- CH 3 OH + I-  Phản ứng bậc 3 : 2NO + O 2 = 2NO 2  Sự va chạm của ba loại phân tử rất khó xảy ra, vì vậy phản ứng bậc 3 thường xảy ra trong một số giai đoạn của 1 hoặc 2 loại phân tử. ĐỘNG HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC  2.2.Sự phụ thuộc của phản ứng vào nồng độ  2.1.1. Phản ứng bậc 1  Xét phản ứng A k 1 P  Ta có dP 1 / dt = k 1 [A 0 ].e –k 1 t  2.1.2. Phản ứng bậc 2 Xét phản ứng A +B k 2 P 2 Ta có : dP 2 / dt = k 2 [A]. [B]  2.1.3. Phản ứng bậc 3 Xét phản ứng A +B+C k 3 P 3 Ta có : dP 3 /dt = k 3 [A]. [B]. [C]  2.1.4. Phản ứng bậc không  Là phản ứng có tốc độ không thay đổi v= const ĐỘNG HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC 2.3.Quá trình khuếch tán và tốc độ phản ứng * Trong hệ thống hở, bên cạnh tốc độ của các phản ứng hóa học thì tốc độ thâm nhập các chất vào hệ thống và tốc độ thải hồi các chất ra khỏi hệ thống cũng đóng vai trò quan trọng. Để dễ hiểu hơn chúng ta nghiên cứu mô hình thủy động của Burton *Chất a đi từ bình S vào bình A và đi ra bình Z. Trong hệ thống không xảy ra phản ứng hóa học. - a s : nồng độ chất đi vào bình A - a : nồng độ chất trong hệ thống hở. - a z : nồng độ chất đi ra trong hệ thống ( bình A ) - k 1 và k 2 là hằng số vận chuyển  * Cho a s và a z là hằng số a s >> a z ĐỘNG HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC  k 1 k 2  S A z  a s a a z Ta có da/dt= k 1 ( a s - a) – k 2 ( a-a z ) Giải phương trình trên ta được a=  a 0 : nồng độ chất ban đầu ở bình A  t : thời gian  Trong biểu thức trên nếu t ∞ thì phần thứ 2 của biểu thức vô cùng bé và a = const không phụ thuộc vào a 0 mà chỉ phụ thuộc nồng độ a s và a z và hằng số khuếch tán. ĐỘNG HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC 0 21 z2s 1 a k k ak ak ( + + + ) k k ak ak 21 z2s 1 + + t)k-(k 2 e + 1  2.4. Động học của các phản ứng phức tạp  2.4.1.Phản ứng nối tiếp Phản ứng A B C được gọi là phản ứng nối tiếp Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nồng độ 3 chất a,b,c theo thời gian k1 k2 a b c t c  Ta có :  da/dt = k 1 a hay a=a 0 .e –k1t  db/dt=k 1 a–k 2 b hay b= k 1 a 0 /k 2 - k 1 (e -k1t - e -k2t ) dc/dt = k 2 b hay c= a 0 /k 2 -k 1 [ k 2 (1-e -k1t )- k 1 (1-e -k2t )] [...]... cơ thể có khả năng điều chỉnh nồng độ của các chất tham gia vào chu trình rất chính xác Chu trình Creb  2.5 Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ Theo lý thuyết động học của các quá trình hoá sinh, tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ Từ vật lý thống kê người ta biết rằng sự phân bố các phân tử khí theo năng lượng được mô tả bằng đường cong Măcxoen - Bontzman Tỷ số phân tử có năng... –Ehh/RT (3) Thay (2) (3) vào (1) và biến đổi ta có Ehh= 0,46 T1.T2.lgQ10    Q10 phụ thuộc vào bản chất của quá trình, với quá trình hóa học Q10 ≈ 2 - 4 Nói chung năng lượng hoạt hoá của các quá trình sinh học được tập trung thành 3 nhóm cơ bản 8, 12 và 18 Kcalo/mol Tuy vậy có trường hợp Ehh = 150 Kcalo/mol đó là quá trình phá huỷ tế bào bằng các độc tố khác nhau Các phản ứng biến tính protein cũng . CHƯƠNG II ĐỘNG HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC  2.1.Tốc độ và bậc của phản ứng  2.2. Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ  2.3.Quá. thể  2.8. Phản ứng tự xúc tác  2.9. Phản ứng dây chuyền CHƯƠNG II ĐỘNG HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC  2.1.Tốc độ và bậc của phản ứng  2.1.1.Tốc độ phản ứng  Đặc tính về số quan trọng. phẩm, k : hằng số tốc độ  Tốc độ của phản ứng là : v= dP/dt = - dA/dt ĐỘNG HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC  2.1.Tốc độ và bậc của phản ứng  2.1.2.Bậc của phản ứng  Các phản ứng hóa học có