Chương II: Năng lượng và sự trao đổi chất

BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG    Giảng viên: TS Đồng Huy Giới Đơn vị công tác: Bộ môn Sinh Học – Khoa CNSH Email: dhgioi@hua.edu.vn BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Chương II: Năng lượng trao đổi chất Các nội dung     Sự trao đổi chất thông tin qua màng TB; Năng lượng sinh học; Hô hấp nội bào; Quang hợp BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG 2.1 Sự trao đổi chất thông tin qua màng 2.1.1 Vận chuyển phân tử nhỏ tan Lipid; 2.1.2 Vận chuyển chất qua kênh Protein; 2.1.3 Vận chuyển vật thể lớn qua màng; 2.1.4 Tiếp nhận truyền thông tin qua màng BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Vận chuyển phân tử nhỏ tan Lipid qua lỗ màng    Tính chất Điều kiện Tốc độ BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Vận chuyển chất xuôi dốc nồng độ qua kênh protein protein mang BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Vận chuyển chất ngược grdient nồng độ qua màng BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Vận chuyển vật thể lớn qua màng Hiện tượng nhập bào xuất bào BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Vận chuyển vật thể lớn qua màng Hiện tượng thực bào vào ẩm bào BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG So sánh vận chuyển điện tử vòng không vòng     Nơi thực hiện? Nơi điện tử ra? Chất nhận điện tử cuối cùng? Sản phẩm tạo ra? LE 10-17 HO BÀI GIẢNG MÔN: CO Light SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG NADP+ ADP CALVIN CYCLE LIGHT REACTIONS ATP NADPH STROMA (Low H+ concentration) O2 [CH2O] (sugar) Cytochrome complex Photosystem II Light Photosystem I Light NADP+ reductase H+ NADP+ + 2H+ Fd NADPH + H+ Pq H2O THYLAKOID SPACE (High H+ concentration) /2 O2 +2 H+ Pc H+ To Calvin cycle Thylakoid membrane STROMA (Low H+ concentration) ATP synthase ADP + Pi ATP H+ BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Pha tối trình quang hợp     Còn gọi pha cố định Cacbon, hay cố định CO2 Nơi diễn ra: Trong chất lục lạp (Stroma) Nguyên liệu: ATP, NADPH + H+ lấy từ pha sáng; CO2 lấy từ môi trường Diễn biến: Có thể diễn theo đường sau     Chu trình Calvin (C3) Chu trình Hatch – Slack (C4) Chu trình CAM Sản phẩm: BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Melvin Calvin (1911-1997) BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG H 2O CO2 Light NADP+ ADP Pha sáng Input Chu trình Calvin CO2 Giai đoạn Cacboxyl hoá ATP NADPH Rubisco O2 [CH2O] (sugar) P P Short-lived intermediate P ADP Chu trình Calvin (C3) P P Ribulose bisphosphate (RuBP) 3-Phosphoglycerate Chu trình Calvin ATP ADP P ATP P 1,3-Bisphosphoglycerate Phase đoạn 3: Giai Regeneration of the CO acceptor Phục (RuBP) hồi chất nhận NADPH NADP+ Pi P G3P P Glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) P G3P (a sugar) Output Glucose and other organic compounds Phase 2: Reduction Giai đoạn khử BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Chu trình Calvin (C3) BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Chu trình Hatch-Slack (C4) BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Chu trình Hatch-Slack (C4) BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Chu trình Hatch-Slack (C4) BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Chu trình Hatch-Slack (C4) BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Sugarcane Pineapple CAM C4 CO2 Mesophyll cell Organic acid Bundlesheath cell CO2 CO2 incorporated into four-carbon organic acids (carbon fixation) CO2 CALVIN CYCLE Sugar Spatial separation of steps Night Organic acid CO2 Organic acids release CO2 to Calvin cycle Day CALVIN CYCLE Sugar Temporal separation of steps LE 10-21 BÀI GIẢNG MÔN: Light reactions Calvin cycle H2O CO2 SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Light NADP+ ADP + Pi RuBP Photosystem II Electron transport chain Photosystem I ATP NADPH 3-Phosphoglycerate G3P Starch (storage) Amino acids Fatty acids Chloroplast O2 Sucrose (export) [...]... tuyến tuỵ tiết insulin vào máu BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Sự tiếp nhận thông tin qua màng tế bào BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG 2.2 Năng lượng sinh học     Năng lượng tự do và năng lượng entropi Năng lượng hoạt hoá Năng lượng ATP Enzyme BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Năng lượng tự do và năng lượng entropi    Năng lượng tự do của một hệ sống là năng lượng có khả năng sinh ra công trong... lượng tự do của một hệ sống là năng lượng có khả năng sinh ra công trong điều kiện nhiệt độ và áp suất không đổi Entropi là trạng thái hỗn độn của năng lượng, nó là năng lượng không có khả năng sinh công Trong một hệ thống, năng lượng tự do và entropi tỉ lệ nghịch với nhau BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Năng lượng hoạt hóa Free energy Course of reaction without enzyme EA without enzyme Course of reaction... 10 BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Ảnh hưởng của chất ức chế cạnh tranh   Chất ức chế và cơ chất có sự tương đồng về mặt hoá học ví dụ: malic acid và succinic acid Malic acid là chất ức chế của enzyme succinatedehydrogenase, là enzyme xúc tác cho sự biến đổi succinic acid thành acid fumaric acid BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Ảnh hưởng của chất ức chế không cạnh tranh BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC... Course of reaction with enzyme Progress of the reaction EA with enzyme is lower ∆G is unaffected by enzyme BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Năng lượng ATP (Adenozin triphosphate) Liên kết cao năng BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Năng lượng để tổng hợp ATP Năng lượng mặt trời Thức ăn ATP Sinh trưởng, phát triển, hoạt động, thải nhiệt BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Enzyme       Khái niệm Thành... product (isoleucine) BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG 2.3 Hô hấp nội bào Đại cương về hô hấp   Hô hấp là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ giàu năng lượng (chủ yếu là gluxit), để giải phóng ra năng lượng dưới dạng ATP cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào và cơ thể Phương trình tổng quát: (CH2O)n+ O2 CO2+ H2O + NL BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG 2.3 Hô hấp nội bào Glucose Đường phân Pyruvate... Nhóm ngoại: Có thể là hợp chất hữu cơ (coenzyme) như vitamin, NAD… hoặc ion kim loại như Fe, Cu, Mg Cấu trúc không gian:   Trung tâm hoạt động: Là nơi gắn với cơ chất Một số enzyme có thêm vị trí dị lập thể: Là nơi gắn với chất ức chế không cạnh tranh hoặc chất hoạt hoá của E BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Cấu trúc không gian   Trung tâm hoạt động: Là nơi gắn với cơ chất Một số enzyme có thêm... kiểu liên kết hoá học nhất định trong phân tử cơ chất mà không phụ thuộc vào các phần tham gia cấu tạo nên liên kết đó  Ví dụ: - lipase thuỷ phân được tất cả các liên kết este - Aminopeptidase có thể xúc tác thuỷ phân nhiều peptid BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme     Nồng độ Enzyme, cơ chất Nhiệt độ pH Chất ức chế BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Rate... enzyme có thêm vị trí dị lập thể: Là nơi gắn với chất ức chế không cạnh tranh hoặc chất hoạt hoá của E BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Cơ chế xúc tác BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Hoạt động của enzyme   Giả thuyết chìa và ổ khoá: Do Fisher đề xuất năm 1894, theo đó enzyme là ổ khoá, cơ chất là chìa khoá, chỉ khi chìa khớp với ổ... xúc tác cho phản ứng vận chuyển hydro từ chất cho (rượu bậc nhất hay rượu bậc hai) đến chất nhận (NAD+ hay NADP+);  Enzyme aminotransferase xúc tác cho phản ứng chuyển nhóm amin từ một amino acid đến một ceto acid BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Tính đặc hiệu của enzyme   Đặc hiệu cơ chất Đặc hiệu tuyệt đối:  Là enzyme hầu như chỉ tác dụng lên một cơ chất nhất định  Ví dụ: Enzyme urease xúc... ure tạo ra NH3 và CO2 ngoài ra nó có thể phân giải hydroxyure nhưng với tốc độ thấp hơn 120 lần Đặc hiệu nhóm tuyệt đối: Ví dụ: Enzyme Maltase chỉ xúc tác cho phản ứng phân huỷ Glucoside được tạo thành từ nhóm OH-Glucoside của Glucose với nhóm OH của một monose khác BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Tính đặc hiệu của enzyme  Đặc hiệu cơ chất Đặc hiệu tương đối:  Là các enzyme có khả năng tác động ... quát: (CH2O)n+ O2 CO2+ H2O + NL BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG 2. 3 Hô hấp nội bào Glucose Đường phân Pyruvate Thiếu oxy → Lên men CO2, C2 H5 OH, C3H4O3 Đủ oxy → Hô hấp hiếu khí CO2 + H2O + NL... SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG 2. 1 Sự trao đổi chất thông tin qua màng 2. 1.1 Vận chuyển phân tử nhỏ tan Lipid; 2. 1 .2 Vận chuyển chất qua kênh Protein; 2. 1.3 Vận chuyển vật thể lớn qua màng; 2. 1.4 Tiếp nhận... phẩm đường phân Nguyên liệu Glucose NAD+ ADP + Pi Số lượng 2 Sản phẩm Pyruvat NADH+H+ ATP Số lượng 2 BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG 2. 3 Hô hấp nội bào BÀI GIẢNG MÔN: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG Lên men