Bài giảng năng lượng sinh học cho BSĐK

Năng lượng sinh học Mục tiêu: 1. Phân tích khái quát các bước thoái hóa glucid, lipid và protein để tạo ATP. 2. Trình bày được sơ đồ chuỗi vận chuyển điện tử và cơ chế tạo ATP ở ty thể. 3. Trình bày được chu trình acid citric: các phản ứng, năng lượng sinh ra, đặc điểm và ý nghĩa. 1. Khái quát sự thoái hóa glucid, lipid và protein trong cơ thể • Mọi tế bào, cơ thể sống đều cần năng lượng cho sự tồn tại, hoạt động và phát triển. • Các thành phần trong thức ăn có khả năng cung cấp năng lượng cho cơ thể là Glucid, Lipid và Protein. • Năng lượng sinh học hay sự phosphoryl oxy hóa hay sự hô hấp tế bào là sự đốt cháy các chất hữu cơ tạo năng lượng cho các hoạt động sống của cơ thể. 1. Khái quát sự thoái hóa glucid, lipid và protein gtrong cơ thể • Sự đốt cháy các chất hữu cơ Ngoài cơ thể Trong cơ thể - nhanh, mạnh, cần ngọn lửa - Oxy không khí tiếp xúc trực tiếp với cơ chất - Năng lượng giải phóng cùng 1 lúc dưới dạng nhiệt - Nhiệt độ không cao, môi trường 2/3 là nước, xảy ra từ từ từng bước - Oxy không tiếp xúc trực tiếp với cơ chất - Năng lượng giải phóng dần, dưới dạng hóa năng là chính, cần cho các hoạt động sống. Tóm tắt các con đường dị hóa Bước 1 Bước 2 Bước 3 2. Bản chất của sự hô hấp tế bào • Quá trình tế bào sử dụng oxy đốt cháy các chất hữu cơ sinh năng lượng, giải phóng CO 2 và H 2 O gọi là hô hấp tế bào 2.1.Quá trình tạo CO 2 và H 2 O: - CO 2 tạo thành do phản ứng khử carboxyl, enzym xúc tác là decarboxylase. Năng lượng giải phóng không nhiều: RCOOH → RH + CO 2 - H 2 O được tạo thành nhờ một dây chuyền các phản ứng tách và vận chuyển H và e từ cơ chất đến O 2 qua một loạt chất trung gian. Giải phóng nhiều năng lượng. 2.2.Chuỗi hô hấp tế bào (Chuỗi vận chuyển điện tử) • Điện tử được chuyển qua một loạt các chất vận chuyển cuối cùng đến O 2 . Các protein của chuỗi vận chuyển điện tử ty thể Phức hợp I, NADH Dehydrogenase (NADH-CoQ Reductase) • Xúc tác sự vận chuyển điện tử và H + từ NADH và proton từ trong ty thể đến ubiquinone (CoQ). • Kèm theo với quá trình này là sự vận chuyển 4 H + từ trong lòng ty thể đến khoảng giữa hai màng. NADH + 5H + M + Q → NAD + + QH 2 + 4H + (khoảng giữa 2 màng) Cơ chế vận chuyển điện tử và H của NAD + Các trung tâm sắt lưu huỳnh [...]... -(2)(96.5)(1.14 V) = -219 kJ/mol chất phản ứng = -52,3 kcalo/mol • Năng lượng được giải phóng dần ở từng chặng 2.3.Cơ chế tạo ATP của ty thể • NADH + H+ + ½ O2 → NAD+ + H2O • Phản ứng giải phóng năng lượng nhiều, được dùng tổng hợp ATP từ ADP và Pi • Năng lượng sinh ra dùng bơm H+ qua phức hợp I, III, và IV 2.3.1 Nhắc lại cấu tạo ty thể (mitochondrion), Vị trí xảy ra sự phosphoryl oxy hóa ở các tế bào... vào màng trong gồm 3 tiểu đơn vị tạo kênh cho H+ đi qua • F1 : 3 tiểu đơn vị α và 3 tiểu đơn vị β được gắn với Fo qua các tiểu đơn vị γ, δ, ε Năng lượng của sự vận chuyển e và Gradient H+ • Gradient tạo thành do các bơm là nguồn năng lượng dùng để phosphoryl hóa ADP thành ATP Khoang giữa 2 màng Lòng ty thể Thuyết thẩm thấu hóa học của Peter Michell • Năng lượng điện hóa do sự khác nhau về nồng độ... tạo 2 ATP • Năng lượng giải phóng trong quá trình vận chuyển e còn được dùng sinh nhiệt, vận chuyển canxi… 2.4 Điều hòa tổng hợp ATP • Ty thể tổng hợp ATP theo nhu cầu năng lượng của tế bào 2.5.Các chất ức chế chuỗi hô hấp tế bào 2.5.Các chất ức chế chuỗi hô hấp tế bào • DNP (2,4 dinitrophenol) là chất phá ghép cho phép oxy hóa liên tục NADH với tốc độ cao nhưng không tạo ATP mà năng lượng tỏa ra... Lòng ty thể Trật tự sắp xếp chuỗi vận chuyển điện tử • Được định hướng chặt chẽ theo trình tự thế năng oxy hóa khử của các chất trong chuỗi Điện tử đi từ chất có thế năng oxy hóa khử thấp tới chất có thế năng oxy hóa khử cao dần • Năng lượng được giải phóng được tính: ∆E°’ = E°’chất nhận e - E°’ chất cho e NAD+ + H+ + 2e- ↔ NADH ½ O2 + 2H+ + 2e- ↔ H2O E°’ = -0.320 V E°’ = 0.82V ½ O2 + NADH + H+ ↔ H2O... tử tới ubiquinon, QH2 Cơ chế vận chuyển e của FAD hay FMN Ubiquinon(coenzym Q) -Là benzoquinon có chuỗi bên isoprenoid dài, tan trong lipid -Kích thước nhỏ cho phép nó chuyển động trong màng -Khả năng gắn e- và H+ cho phép nó đảm nhận 2 chức năng nhận và chuyển e- và H+ Khoảng giữa 2 màng Lòng ty thể Sự vận chuyển điện tử đến coenzym Q Phức hợp III, Ubiquinon-cytochrom c oxidoreductase • Gồm 3 thành... khoảng giữa 2 màng • Nhận e từ cytochrom c1 của phức hợp III, chuyển qua nhân hem, sau đó e được chuyển cho phức hợp IV Phức hợp IV, Cytochrom oxidase • Nhận e từ cytochrom c và khử O2 thành H2O • Điện tử được chuyển cho một trong hai ion Cu+ trong phức hợp (cyt a), sau đó chuyển cho 2 nhân hem, rồi chuyển cho ion Cu+ khác (cyt a3) và cuối cùng đến O2 • Kết quả là: 2 cyt c(khử) + 4H+M + 1/2O2 → 2cyt c(oxy . khả năng cung cấp năng lượng cho cơ thể là Glucid, Lipid và Protein. • Năng lượng sinh học hay sự phosphoryl oxy hóa hay sự hô hấp tế bào là sự đốt cháy các chất hữu cơ tạo năng lượng cho. citric: các phản ứng, năng lượng sinh ra, đặc điểm và ý nghĩa. 1. Khái quát sự thoái hóa glucid, lipid và protein trong cơ thể • Mọi tế bào, cơ thể sống đều cần năng lượng cho sự tồn tại, hoạt. hữu cơ sinh năng lượng, giải phóng CO 2 và H 2 O gọi là hô hấp tế bào 2.1.Quá trình tạo CO 2 và H 2 O: - CO 2 tạo thành do phản ứng khử carboxyl, enzym xúc tác là decarboxylase. Năng lượng