Đang tải... (xem toàn văn)
Ở thế kỷ XIX, khi mà hoá học phát triển như vũ bão thì ở ranh giới giữa sinh học và hoá học đã xuất hiện một lĩnh vực khoa học mới nhằm nghiên cứu thành phần hoá học của cơ thể sống và những quá trình chuyển hoá hoá học của các chất và của năng lượng trong quá trình hoạt động sống xảy ra trong cơ thể của chúng. Lĩnh vực khoa học này được gọi là hoá học sinh vật hoặc vắn tắt hơn hoá sinh học (biochemistry).Có thể nói rằng, hoá sinh học là một phần lĩnh vực của khoa học cuộc sống, nhiệm vụ của chúng nhằm nghiên cứu các hiện tượng sống bằng các phương pháp hoá học, trong đó là những nghiên cứu sâu rộng trong lĩnh vực nghiên cứu cơ bản của khoa học nông lâm ngư nghiệp, làm cơ sở, phương pháp luận cho các nghiên cứu chuyên ngành và khoa học ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp. Tuy vậy chỉ mới gần đây, tất cả mọi quá trình sinh học này mới được nghiên cứu một cách khoa học và được giải thích một cách đầy đủ.Tính chất và phương hướng của hoá sinh học là nghiên cứu trên cơ thể sống, tìm ý nghĩa chức phận của tất cả mọi thành phần, mọi sản phẩm chuyển hoá, trên cơ sở đó, tìm hiểu sâu về: Mối liên quan giữa quá trình hoá học và sinh vật học. Mối liên quan giữa cấu trúc và chức năng sống của các cơ quan trong cơ thể. Cơ chế điều hoà toàn bộ quá trình sống: Trong đó nổi lên là những vấn đề liên quan đến sự trao đổi, chuyển hoá các chất và năng lượng trong cơ thể sống của thực vật.Như vậy, quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng diễn ra như thế nào? Mối liên quan giữa các chất trong quá trình trao đổi chất là gì? Để trả lời các câu hỏi đó, em xin được chọn đề tài “Chuyển hóa vật chất và năng lượng mối liên quan giữa các chất trong quá trình trao đổi chất” làm tiểu luận.
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ - - BÀI TIỂU LUẬN Chuyên đề: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG GVHD: PGS.TS NGUYỄN BÁ LỘC HỌC VIÊN: LÊ KHÁNH VŨ LỚP: LL & PP DẠY HỌC SINH HỌC K24 Huế, Tháng 04 năm 2016 A ĐẶT VẤN ĐỀ 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 hoá học thể sống trình chuyển hoá hoá 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) Có thể nói rằng, hoá sinh học phần lĩnh vực khoa học sống, nhiệm vụ chúng nhằm nghiên cứu tượng sống phương pháp hoá học, nghiên cứu sâu rộng lĩnh vực nghiên cứu khoa học nông lâm ngư nghiệp, làm sở, phương pháp luận cho nghiên cứu chuyên ngành khoa học ứng dụng sản xuất nông nghiệp Tuy gần đây, tất trình sinh học nghiên cứu cách khoa học giải thích cách đầy đủ Tính chất phương hướng hoá sinh học nghiên cứu thể sống, tìm ý nghĩa chức phận tất thành phần, sản phẩm chuyển hoá, sở đó, tìm hiểu sâu về: - Mối liên quan trình hoá học sinh vật học - Mối liên quan cấu trúc chức sống quan thể - Cơ chế điều hoà toàn trình sống: Trong lên vấn đề liên quan đến trao đổi, chuyển hoá chất lượng thể sống thực vật Như vậy, trình chuyển hóa vật chất lượng diễn nào? Mối liên quan chất trình trao đổi chất gì? Để trả lời câu hỏi đó, em xin chọn đề tài “Chuyển hóa vật chất lượng - mối liên quan chất trình trao đổi chất” làm tiểu luận B NỘI DUNG I Khái niệm trao đổi chất lượng Trao đổi chất trao đổi lượng chất hoạt động sống thể sinh vật, biểu tồn sống Sự trao đổi chất thể gắn liền với trao đổi chuyển hóa lượng Chính vậy, trao đổi chất trao đổi lượng hai mặt trình liên quan chặt chẽ với Khái niệm chung trao đổi chất Cơ thể sống tồn tại, phát triển môi trường không ngừng liên hệ mật thiết với môi trường Nó hấp thụ chất khác từ môi trường ngoài, làm biến đổi chất mặt tạo nên yếu tố cẩu tạo thân thể sống, mặt khác lại thải vào môi trường sản phẩm phân giải thể sản phẩm hình thành trình sống thể Quá trình thực biến đổi hóa học liên tục xảy thể Người ta gọi toàn biến đổi hóa học trao đổi chất Sự trao đổi chất bao gồm nhiều khâu chuyển hóa trung gian Các trình xảy phức tạp mô, tế bào bao gồm trình đồng hóa (tổng hợp) dị hóa (phân giải) tạo nên chu kỳ trao đổi chất liên tục chất nguyên sinh chất nhận vào Quá trình đồng hóa hấp thụ chất từ môi trường bên ngoài, biến đổi chúng thành sinh chất mình; biến đổi chất đơn giản thành chất phức tạp hơn, tích lũy lượng cao Đây trình biến đổi chất không đặc hiệu (các chất hữu thức ăn glucid, lipid, protein) từ nguồn khác (thực vật, động vật, vi sinh vật) thành chất hữu khác (glucid, lipid, protein) đặc hiệu thể Đặc điểm trình thu lượng Năng lượng cần thiết cung cấp cho phản ứng tổng hợp chủ yếu dạng liên kết cao ATP Quá trình dị hóa trình ngược lại trình đồng hóa, biến đổi chất phức tạp thành chất đơn giản giải phóng lượng cần thiết cho hoạt động sống Như trình phân giải chất dự trữ, chất đặc trưng thể thành sản phẩm phân tử nhỏ không đặc trưng cuối thành chất thải (CO2, H2O, NH3 ) để thải môi trường Năng lượng tích trữ ATP sử dụng cho nhiều phản ứng thu lượng khác Hai trình đồng hóa dị hóa xảy liên tục liên quan với không tách rời Quá trình đồng hóa trình đòi hỏi lượng đồng thời phải xảy trình dị hóa để cung cấp lượng cho trình đồng hóa Do trao đổi chất trao đổi lượng hai mặt vấn đề Tùy theo kiểu trao đổi chất, người ta chia sinh vật thành hai nhóm: nhóm sinh vật tự dưỡng nhóm sinh vật dị dưỡng Nhóm sinh vật tự dưỡng bao gồm tất sinh vật tự tổng hợp chất dinh dưỡng cần thiết cho chúng Để tồn phát triển, nhóm cần H2O, CO2, muối vô nguồn lượng Có hai hình thức tự dưỡng Đó hình thức tự dưỡng quang hợp hình thức tự dưỡng hóa hợp Hình thức đầu thể xanh vi khuẩn tía, vi khuẩn lưu huỳnh vốn dùng quang để tổng hợp chất hữu Hình thức sau thể số vi khuẩn nhận lượng trình oxy hóa chất vô Nhóm sinh vật dị dưỡng bao gồm sinh vật khả tự tổng hợp chất dinh dưỡng từ chất vô mà phải sống nhờ vào chất dinh dưỡng nhóm sinh vật tự dưỡng tổng hợp nên Như vậy, trình trao đổi chất giới sinh vật liên quan chặt chẽ với nhau, tạo nên chu kỳ trao đổi chất chung Ngoài cách chia trên, theo kiểu trao đổi chất, người ta chia sinh vật thành hai nhóm lớn: nhóm hiếu khí (aerob) nhóm kỵ khí (anaerob) Nhóm hiếu khí kiểu trao đổi chất mà trình oxy hóa có tham gia oxy khí Nhóm kỵ khí kiểu trao đổi chất mà trình oxy hóa tham gia oxy khí Đa số sinh vật thuộc nhóm hiếu khí Nhóm kỵ khí phần nhỏ nhóm sinh vật dị dưỡng bậc thấp Tuy vậy, thể hiếu khí kỵ khí ranh giới rõ ràng Sinh vật hiếu khí biểu rõ ràng người chẳng hạn có thực phần trình trao đổi chất theo đường kỵ khí (ví dụ mô cơ) Quá trình chuyển hóa thể sống mang tính thống riêng biệt Các đường chuyển hóa lớn thể động vật, thực vật đơn bào, đa bào theo giai đoạn tương tự Tuy vậy, sâu vào mô, quan, cá thể loài lại có nét riêng biệt Các phản ứng hóa học thể xảy liên tục pH trung tính, 37 0C, tác dụng xúc tác enzyme Ở động vật, trình chuyển hóa điều khiển hệ thống thần kinh Khái niệm chung trao đổi lượng lượng sinh học Trao đổi chất gắn liền với trao đổi lượng Đối với thể người, động vật phần lớn vi sinh vật nguồn lượng lượng hóa học chất thức ăn Trong thể, chất dinh dưỡng chủ yếu quan trọng glucid, lipid protein bị oxy hóa Lipid glucid vào thể bị “đốt cháy” sinh CO2, H2O NH3, chất tác dụng với CO2 chuyển thành carbamid (ure) Các trình oxy hóa khử sinh học thuộc phản ứng dị hóa có ý nghĩa quan trọng Chúng nguồn lượng quan trọng dùng để thực phản ứng tổng hợp khác mà nguồn cung cấp hợp chất trung gian dùng làm nguyên liệu cho phản ứng tổng hợp đóng vai trò quan trọng việc liên hợp trình trao đổi chất Để tồn phát triển, thể cần phải cung cấp liên tục lượng Trong hoạt động sống mình, thể biến đổi lượng từ dạng sang dạng khác biến đổi lượng thể sống tuân theo quy luật vật lý biến đổi lượng giới vô So sánh lượng sinh học lượng kỹ thuật ta thấy có đặc điểm sau: thứ nhất, thể không sử dụng nhiệt thành công có ích được; thứ hai, giải phóng lượng thể dần dần, bậc; thứ ba, giải phóng lượng kèm theo phosphoryl hóa nghĩa lượng giải phóng cố định lại liên kết este với phosphoric acid phân tử ATP vốn gọi liên kết cao Từ dạng lượng trung gian (ATP) mà dự trữ sử dụng lượng vào hoạt động sống; thứ tư, không sử dụng lượng tự tất loại phản ứng phát nhiệt mà nguồn lượng thể sử dụng trình oxy hóa 2.1 Sự biến đổi lượng tự Sự thay đổi đại lượng lượng tự tiêu quan trọng hiệu ứng lượng tức hệ số tác dụng hữu hiệu phản ứng Có thể định nghĩa lượng tự lượng lượng mà nhiệt độ định biến thành công Tế bào tạo trì cấu trúc trật tự phức tạp nhờ chúng liên tục tiếp nhận lượng tự từ môi trường dạng quang hóa biến hóa thành dạng lượng sinh học để phục vụ cho trình hoạt động sống Sự biến hóa, tích lũy sử dụng lượng sinh học xảy song song với chuyển hóa vật chất tuân thủ nguyên tắc nhiệt động học Những biến đổi lượng tự hệ thống phản ứng ký hiệu ΔG có giá trị Kcal/mol Đại lượng ΔG hiệu số lượng lượng tự trạng thái cuối (sau phản ứng) G2 lượng tự trạng thái đầu (trước phản ứng) G1 Nếu ΔG0 (có giá trị dương), phản ứng thu nhiệt, muốn thực phản ứng cần phải cung cấp lượng Các phản ứng thu nhiệt thực với phản ứng tỏa nhiệt, nghĩa việc tăng lượng tự có phản ứng liên hợp khác tiến hành với việc giảm lượng tự Các trình gắn liền với hoạt động sống thể, nhiều kiểu làm việc tế bào, phản ứng tổng hợp phản ứng thu nhiệt luôn liên hợp với phản ứng tỏa nhiệt ΔG tính theo công thức: ΔG = ΔG + RT lnK Trong ΔG0 biến đổi lượng tự tiêu chuẩn phản ứng 250C nồng độ tất chất phản ứng mol áp suất 101,3 KPa (1atm), R số khí, T nhiệt độ tuyệt đối, K số cân phản ứng [C]c [D]d /[A]a[B]b tức nồng độ chất tham gia phản ứng A + B ↔ C + D; a, b, c, d số lượng phân tử A, B, C, D tham gia phản ứng Trong hệ thống sinh học, tính giá trị ΔG0 cần ý đến pH, nồng độ H+ mol, pH=0 Trạng thái ion hóa nhiều hợp chất sinh học bị biến đổi pH thay đổi Vì vậy, để thuận tiện cho việc tính toán, xem trạng thái chuẩn pH ký hiệu thay đổi lượng tự chuẩn pH 7,0 ΔG0' 2.2 Liên kết cao vai trò ATP Các liên kết hóa học nguyên tử tác nhân mang chủ yếu lượng tự chất hữu Vì vậy, việc biến tạo liên kết hóa học phân tử, mức lượng tự hợp chất thay đổi Xét mặt lượng hợp chất hữu có hai loại liên kết: Liên kết thường liên kết cao (liên kết giàu lượng) Liên kết thường liên kết mà phân giải tạo thành có biến đổi lượng vào khoảng Kcal phân tử gam (Ví dụ liên kết este); liên kết cao biến đổi lớn nhiều từ – 12 kcal/mol Trong hoạt động sống thể sinh vật, trình tổng hợp chất phân tử lớn từ chất đơn giản, vận chuyển tích cực chất qua màng tế bào, trình vận động v.v đòi hỏi lượng tự Trong hệ thống sống cần có chất, hệ thống nhận lượng tự từ trình chuyển đến cho trình khác ATP chất phổ biến giữ vai trò này, chất có vai trò trung tâm trao đổi lượng tế bào thể sống, chất liên kết nói mắt xích hệ thống sử dụng lượng hệ thống sản sinh lượng Quá trình oxy hóa khử sinh học Có thể định nghĩa trình oxy hóa khử trình trao đổi điện tử Sự oxy hóa tách hay nhiều điện tử, ngược lại khử oxy thu điện tử Tất chất tham gia vào trình oxy hóa khử thể sống có khả nhường thu điện tử Đó khả oxy hóa khử Song song với oxy hóa có khử oxy điện tử chuyển từ chất bị oxy hóa sang chất bị khử: Ví dụ: Đại lượng đặc trưng cho khả oxy hóa khử chất gọi oxy hóa khử Có thể tính oxy hóa khử theo công thức sau: Trong đó: E’n oxy hóa khử chất định điều kiện định E’0 oxy hóa khử điều kiện tiêu chuẩn ( nồng độ hai dạng nhau) R số khí, T nhiệt độ tuyệt đối, F trị số Faraday Thế oxy hóa khử dùng để tính lượng tự (ΔGo) giải phóng qúa trình oxy hóa khử theo phương trình: ΔGo= -nF.ΔE'o (2) Trong chu trình citrat, hydrogen tách oxy hóa qua chuỗi hô hấp để tạo nên lượng H2O Năng lượng giải phóng tích trữ phân tử ATP Toàn trình minh họa sơ đồ: Sơ đồ 1: tiến trình oxy hóa sinh học Chuỗi hô hấp tế bào phosphoryl hóa oxy hóa 4.1 Chuỗi hô hấp tế bào Chuỗi hô hấp tế bào hệ thống enzyme xúc tác vận chuyển H+ eletron từ chất đến phân tử oxygen để tạo H2O Trong tế bào, oxygen chất oxy hóa vạn năng, phân tử hữu khác đóng vai trò chất cho điện tử Ở đây, điện tử ion hydrogen phân tử chất không chuyển trực tiếp cho oxygen không khí mà chuyển dần qua chuỗi phức tạp nhiều mắt xích, bao gồm hệ enzyme oxy hóa khử, oxy hóa khử nằm khoảng oxy hóa khử chất oxygen Các hệ enzyme đặt theo trật tự tăng dần oxy hóa khử tạo thành chuỗi, gọi chuỗi hô hấp hay chuỗi vận chuyển điện tử tế bào Vai trò chuỗi hô hấp oxy hóa bậc hydrogen chất đến H2O Cơ chế hoạt động chuỗi hô hấp tế bào tóm lược sau: Chất cho nguyên tử hydrogen NADH + H+ số trường hợp FADH2 Nguyên tử hydrogen chuyển tới hệ coenzyme Q (CoQ) thông qua hệ trung gian flavoprotein chứa sắt lưu huỳnh Tiếp theo hai điện tử nguyên tử hydrogen tách vào hệ thống vận chuyển điện tử theo trình tự cytochrome b-c1-acytochromeoxydase (a3), cuối điện tử chuyển cho oxygen Nguyên tử oxygen bị khử (ở trạng thái ion hóa) kết hợp với 2H+ (proton) để tạo phân tử nước Quá trình chuyển hydrogen điện tử chuỗi hô hấp phân thành giai đoạn: - Giai đoạn 1: Thông thường hydrogen tách từ chất dehydrogenase có coenzyme NAD+(hoặc NADP +) Hydrogen chất gắn vào NAD+, chất từ dạng khử chuyển thành dạng oxy hóa NAD+ từ dạng oxy hóa biến sang dạng khử Mỗi chất có dehydrogenase đặc hiệu tương ứng: AH2 + NAD+ → A + NADH +H+ (Trong AH2 A chất dạng khử dạng oxy hóa) NADH tự oxy hóa oxygen được, tức trực tiếp chuyển hydrogen cho oxygen mà phải chuyển sang cho dehydrogenase khác có coenzyme FMN FAD - Giai đoạn 2: NADH (hoặc NADPH) bị oxy hóa dehydrogenase Enzyme flavoprotein có coenzyme FMN FAD Hai eletron chuyển từ NADH + H+ tới FMN (hoặc FAD) cho FMNH2 (hoặc FADH2): NADH + H++ FMN→ NAD+ + FMNH2 NADH dehydrogenase chứa sắt, chất có lẽ giữ vai trò vận chuyển eletron sắt không tham gia vào nhóm hem NADH dehydrogenase protein chứa sắt không thuộc hem - Giai đoạn 3: H+ eletron chuyển từ FMNH2 tới coenzyme Q dẫn xuất quinone, gọi ubiquinon (UQ) Coenzyme Q chất tác dụng chuyển vận 10 Sơ đồ A xit báo từ phân giải Lipit xúc tác emzim Lipase tạo thành AxetylcoA, AxetylcoA sau vào chu trình Glyoxylate chuyển hoá thành a citric a iso citric, sau từ a sucsinic tạo thành a fumaric a malic, điểm cuối a oxalo axetic vào trình ngược đường phân để trở dạng cacbonhydrate Sự chuyển hoá AxetylcoA thành amino acid trình bày qua sơ đồ b Sự chuyển hoá Protein thành Lipid 21 Chuyển hoá Protein thành Lipid biểu diễn qua sơ đồ trên, có mối liên quan a piruvic A.xetyl co A Chu trình Kreb Một số aminoacid (leucine, isoleucine, tryptophan) phân giải tạo thành acetyl-CoA, từ tổng hợp nên acid béo Một số aminoacid khác (alanine cysteine, serine) bị phân giải thành pyruvic acid Theo đường tổng hợp glucose, pyruvic acid tạo thành 3phosphoaldehydglyceric (ngược trình đường phân) Tổng hợp mối liên quan a béo Protein thể qua sơ đồ sau 22 Sơ đồ Mối liên quan Cacbonhydrate Protein - Thể trình đường phân: + Quá trình biến đổi từ 2-phosphoglycerate thành PhosphoenolPyruvate: 23 ` Cystein Cystein synthase O-Acetylserine Acetyl CoA CoA O-Acetylserine Glycine Serin 2- phosphoglycerate thành PhosphoenolPyruvate: 24 - Phosphoenolpyruvate (PEP) phản ứng với Enzim Erythrose 4-phosphate (EP) để tạo thành DAHP (3-Deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate) - Từ DAHP chuyển hoá thành Shikimate: 25 Shikimate - Từ Shikimate chuyển hoá thành Chlorimate: 26 - Từ Chorimate tiếp tục chuyển hoá thành Tyrosine Phenylalanine: 27 - Từ phân tử acid pyruvic trình đường phân tiếp tục có hướng chuyển hoá thứ amino acid Valine Leucine: 28 + Quá trình chuyển hoá có mối tương quan chặt chẽ với việc hình thành a Glutamic Alanine acid với tham gia Glutamate alanine aminotransferase 29 - Con đường từ chu trình Kreb, acid oxaloacetic chuyển hoá thành a aspactic, a aspactic vào chu trình Ornithine sử dụng ATP đồng thời giải phóng AMP PPi để tạo thành asparagine NH3 H2O Chu trình Ornithine Acid aspartic NADH2 NAD Asparagine Sơ đồ 30 + Đồng thời Acid Aspartic qua nhiều bước chuyển hoá để tạo thành threonine từ threonine chuyển hoá thành Isoleucine, Leucine Valine (Sơ đồ 9); Acid aspartic tiếp tục chuyển hoá theo đường hướng khác để tạo thành Lysine (Sơ đồ 10) Sơ đồ 31 (Sơ đồ 10) 32 (Sơ đồ 11) - Từ chu trình Kreb acid αketoglutaric amin hoá NADPH2 để chuyển hoá thành acid Glutamic 33 Acid Glutamic C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận - Nghiên cứu mối quan hệ, chuyển hoá chất nhằm làm sáng tỏ mối liên quan Cacbonhydrate Protein, Lipid, thông qua giúp nắm vững chế chuyển hoá chất nhằm trang bị kiến thức tối ưu cho nghiên cứu giải thích vấn đề phát sinh thực nghiệm thực tế đồng ruộng - Qua sơ đồ chuyển hoá, cho thấy chất có mối liên quan mặt nguyên liệu khả chuyển hoá chất thành chất khác thông qua số sản phẩm trung gian Ví dụ, carbohydrate chuyển hoá thành aminoacid cách amine hoá số cetoacid Ngược lại số aminoacid chuyển thành carbohydrate cách loại nhóm aminoacid thành cetoacid, từ tổng hợp carbohydrate Mối liên quan mặt lượng thể chỗ: phân giải hợp chất lượng tích luỹ ATP Nguồn ATP sử dụng cho phản ứng tổng hợp Ví dụ, ATP tạo thành trình đường phân, quang phosphoryl hoá (quang hợp) chủ yếu tạo thành trình phosphoryl hoá oxy hoá (hô hấp) 34 Sự phosphoryl hoá oxy hoá qua chu trình Krebs chuỗi vận chuyển điện tử cho thấy rằng: acetyl-CoA có nguồn gốc từ carbohydrate, acid béo hay aminoacid bị oxy hoá tổng hợp ATP - Nhờ khả chuyển hoá tương hỗ chất mà thể sinh vật thích ứng với môi trường Ví dụ vào mùa đông, trồng xảy chuyển hoá tinh bột thành đường chất béo, nhờ khả chịu rét trồng nâng cao Hoặc số động vật ngủ đông, dự trữ lipid lớn, nên đảm bảo cung cấp đủ lượng chất cần thiết cho thể sử dụng suốt thời gian dài mùa đông; Làm rõ chế chuyển hoá Glucid hạt nảy mầm để tổng hợp nên Protein mầm; Sức nẩy mầm hạt giống chứa nhiều Lipid cao tích luỹ phân giải nhiều lượng, nhiều vật chất cung cấp cho hoạt động sống II Kiến nghị - Cần tiếp tục tìm hiểu chế liên quan đến chuyển hoá chất nhằm hoàn thiện chủ đề đề tài - Qua tìm hiểu chế chuyển hoá, xuất nhiện nhiều đường hướng chuyển hoá liên quan đến hợp chất dị vòng, hợp chất thứ cấp cần nghiên cứu để thấy rõ mối liên quan TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Thị Ân (chủ biên) 1979 Hóa sinh đại cương (tập I, II) NxB KH&KT Hà Nội Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng 2000 Hóa sinh học Nxb Giáo dục Hà Nội Nguyễn Bá Lộc 1997 Hóa sinh Nxb Giáo dục Hà Nội 35 [...]... qua hệ thống vận chuyển điện tử của chuỗi enzyme hô hấp là con đường chủ yếu đối với các sinh vật hiếu khí nhằm khai thác năng lượng của các hợp chất hữu cơ một cách hữu hiệu nhất để phục vụ cho các hoạt động sống của mình II Mối liên quan giữa các chất trong quá trình trao đổi chất Trong cơ thể sinh vật sự trao đổi chất luôn luôn diễn ra không ngừng Các hợp chất hữu cơ có mối quan hệ mật thiết với... quá trình phosphoryl hóa rất khác nhau Sự phosphoryl hóa quang hóa là quá trình tổng hợp ATP ở lục lạp thể nhờ năng lượng ánh sáng xảy ra trong quang hợp Sự phosphoryl hóa oxy hóa là quá trình tổng hợp ATP ở ty thể nhờ năng lượng thải ra trong các phản ứng oxy hóa khử Theo quan niệm hiện nay, sự phosphoryl hóa oxy hóa là quá trình hình thành ATP bằng cách chuyển electron và proton trong chuỗi hô hấp... chúng có thể chuyển hoá qua lại lẫn nhau Mối liên quan tương hỗ của các hợp chất được thể hiện trên hai mặt Nguyên liệu Năng lượng Nhờ khả năng chuyển hoá tương hỗ giưa các chất mà cơ thể sinh vật phát triển ổn định cũng như có khả năng thích ứng với điều kiện môi trường Để nghiên cứu mối liên quan này ta xét sự trao đổi của từng cặp hợp chất sau: 14 1 Mối liên quan giữa carbohydrate và lipid Sơ... oxy hoá và tổng hợp ATP - Nhờ khả năng chuyển hoá tương hỗ giữa các chất mà cơ thể sinh vật thích ứng với môi trường Ví dụ vào mùa đông, ở cây trồng xảy ra sự chuyển hoá tinh bột thành đường và chất béo, nhờ đó khả năng chịu rét của cây trồng được nâng cao Hoặc đối với một số động vật ngủ đông, do dự trữ lipid lớn, nên đã đảm bảo cung cấp đủ năng lượng và các chất cần thiết cho cơ thể sử dụng trong suốt... NADPH2 để chuyển hoá thành acid Glutamic 33 Acid Glutamic C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận - Nghiên cứu mối quan hệ, sự chuyển hoá của các chất nhằm làm sáng tỏ mối liên quan giữa Cacbonhydrate và Protein, Lipid, thông qua đó giúp chúng ta nắm vững cơ chế chuyển hoá các chất nhằm trang bị những kiến thức tối ưu cho nghiên cứu cũng như giải thích những vấn đề phát sinh trong thực nghiệm và thực tế... cùng hợp tác với các hệ thống bảo vệ khác sẽ phân hủy tiếp Có thể biểu thị các quá trình trên như sau: 12 SOD và C-ase là các enzyme chống oxy hóa (antioxydant enzymes), bảo vệ tế bào chống lại các gốc tự do độc hại Như vậy, quá trình vận chuyển hydrogen đến oxygen tạo ra H2O, thực chất là một quá trình trao đổi electron (cho và nhận) một cách liên tục Bản chất của nó là một quá trình oxy hóa khử Vì vậy,... tế đồng ruộng - Qua các sơ đồ chuyển hoá, cho thấy giữa các chất có mối liên quan về mặt nguyên liệu là khả năng chuyển hoá một chất này thành một chất khác thông qua một số sản phẩm trung gian Ví dụ, carbohydrate có thể chuyển hoá thành aminoacid bằng cách amine hoá một số cetoacid Ngược lại một số aminoacid có thể chuyển thành carbohydrate bằng cách loại nhóm aminoacid thành các cetoacid, rồi từ... hóa, còn proton và electron được chuyển trong chuỗi hô hấp tế bào từ FADH2 chỉ có 2 điểm phosphoryl hóa Mối tương quan P/O (tỉ số P/O) là số phân tử phosphate vô cơ đượoc chuyển thành dạng hữu cơ đối với sự tiêu thụ một nguyên tử oxygen Tỉ số này biểu thị sự tương quan giữa quá trình phosphoryl hóa và sự oxy hóa khử tế bào, được gọi là chỉ số Như vậy có thể nói rằng sự phosphoryl hóa oxy hóa qua hệ. .. carbohydrate Mối liên quan về mặt năng lượng thể hiện ở chỗ: khi phân giải một hợp chất nào đó năng lượng được tích luỹ trong ATP Nguồn ATP này được sử dụng cho các phản ứng tổng hợp Ví dụ, ATP được tạo thành trong quá trình đường phân, quang phosphoryl hoá (quang hợp) và chủ yếu được tạo thành trong quá trình phosphoryl hoá oxy hoá (hô hấp) 34 Sự phosphoryl hoá oxy hoá qua chu trình Krebs và chuỗi vận chuyển. .. flavoprotein và hệ thống cytochrome Ubiquinon có thể nhận 1 hoặc 2evà tạo ra semiquinone (UQH-) hoặc ubiquinol (UQH2) Đặc tính này cho phép nó làm cầu nối vận chuyển e- từ chất cho 2e- sang chất nhận 1e- Ngoài ra, vì phức UQ nhỏ và kỵ nước, nên nó dễ dàng di chuyển trong lớp lipid đôi của màng ty thể làm con thoi vận chuyển e- giữa các phức vận chuyển e- cồng kềnh khác trong màng ty thể - Giai đoạn 4: Các enzyme