CHUYEN HOA VAT CHAT VA NANG LUONG TRONG TE BAO

Chuyển hóa năng lượng qua hô hấp tế bào Bản chất: Là một chuỗi các phản ứng oxy hoá khử sinh học chuỗi phản ứng enzyme phân giải dần dần các phân tử chất hữu cơ chủ yếu là glucose và năn[r]

SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG V- SỰ CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở TẾ BÀO 1- Năng lượng và chuyển hóa lượng 1.1- Khái niệm lượng ? Hãy nêu các dạng lượng có tự nhiên ? Hãy cho biết vai trò lượng ? Vậy lượng là gì ? Năng lượng là khả sinh công hay khả mang lại thay đổi mà sinh học là thay đổi các liên kết hóa học) Tùy khả sinh công hay không, lượng chia làm loại : Thế THẾ NĂNG Năng lượng trạng thái tiềm ẩn Động ĐỘNG NĂNG Năng lượng trạng thái bộc lộ và sinh công ? Quan sát quá trình lăn hòn bi, giao đoạn nào là động năng, giai đoạn nào là ? ? Hãy cho biết đâu là năng, đâu là động các quá trình sau - Cơ năng: Thế Động - Hóa năng: Động Thế Liên kết các nguyên tử - Điện năng: + - + - + - Cắt đứt liên kết hóa học + Điện tĩnh Thế + + Điện động Động - Năng lượng là đại lượng đặc trưng cho khả sinh công.Hai trạng thái lượng: Thế (tiềm ẩn) Động (bộc lộ và sinh công) - Trong tế bào, lượng tồn tiềm ẩn các liên kết hoá học các dạng hóa 1.2 Chuyển hoá lượng Ví dụ Quang hợp: là chuyển hoá lượng ánh sáng thành lượng hoá học chứa các chất hữu Hô hấp nội bào: là sự chuyển hoá lượng hoá học các liên kết các chất hữu đã tế bào tổng hợp thành lượng các liên kết cao (ATP) dễ sử dụng 1.2 Chuyển hoá lượng Định nghĩa: Chuyển hoá lượng: Là biến đổi lượng từ dạng này sang dạng khác cho các hoạt động sống Dòng lượng sinh học là dòng lượng tế bào, dòng lượng từ tế bào này sang tế bào khác từ thể này sang thể khác Trong các hệ sống lượng dự trữ các liên kết hoá học 1.3.ATP(adenosinetriphosphate) - đồng tiền lượng tế bào: Cấu trúc ? Quan sát hình, hãy mô tả cấu trúc ATP - ATP là hợp chất hóa học cấu tạo từ thành phần: adenin, đường ribôzơ và nhóm phốtphat - ATP là hợp chất cao ATP - Đồng tiền lượng tế bào TriPhotphat Adenozin Adenin Liên kết cao P Kcal Adenin Ribôzơ ATP Ribôzơ ADP + Pi + Kcal Tổng hợp ATP ty thể ATP truyền lượng cho các hợp chất khác thông qua chuyển nhóm phôtphat cuối để trở thành ADP, ADP lại gắn thêm nhóm phôphat để trở thành ATP P P Vai trò ATP ? Hãy cho biết các vai trò chủ yếu ATP tế bào Là tiền tệ lượng tế bào, lượng tồn tiềm ẩn các liên kết hoá học Nhờ khả dễ dàng nhường lượng mà ATP trở thành chất hữu cung cấp lượng phổ biến tế bào → ATP dùng cho tất các quá trình cần lượng - Các họat động tế bào cần sử dụng ATP có thể chia thành loại : - Tổng hợp nên các chất hóa học cần thiết cho tế bào - Vận chuyển các chất qua màng - Công học Myosin sau hoat hóa Sợi actin Dòng lượng giới sống ? Dòng lượng biến đổi giới sống nào ? Quang Mặt trời Vi sinh vật Cây xanh …… Động vật Động vật Dòng lượng giới sống Nhiệt phát tán vào môi trường Cây xanh Động vật ăn thịt Động vật ăn thực vật Quang Nhiệt - Chuyển hoá lượng thể sống Quang hợp Hoá chất hữu Hoá liên kết cao (ATP) Hô hấp Nội bào Nhiệt Quang Điện Chuyển hóa lượng qua hô hấp tế bào 2.1 Khái niệm Hô hấp tế bào là quá trình chuyển hoá lượng diễn tế bào sống Quá trình chuyển hoá lượng đã tạo ATP cung cấp cho các hoạt động sống Chuyển hóa lượng qua hô hấp tế bào Bản chất: Là chuỗi các phản ứng oxy hoá khử sinh học (chuỗi phản ứng enzyme) phân giải các phân tử chất hữu (chủ yếu là glucose) và lượng không giải phóng ạt mà lấy phần các giai đoạn khác Phương trình tổng quát: Cn(H2O)m + nO2 → nCO2 + mH2O + lượng (ATP + nhiệt năng) Chuyển hóa lượng qua hô hấp tế bào 2.2 Các giai đoạn chính - Hô hấp tế bào chia thành giai Quá trình hô hấp tế bào chia làm giai đoạn chính? Là giai đoạn nào? đoạn: đường phân, chu trình Krebs và chuỗi - Mỗi giai đoạn quá trình hô hấp chuyền electron hô hấp diễn đâu? 2.2 Các giai đoạn chính a Giai đoạn đường phân: Có thể biểu diễn đường phân phương trình tổng quát sau: Glucoz + 2ADP + 2Pi + 2NAD+   piruvat + 2ATP +2NADH +2H+ + 2H2O Chu trình Crep  Axit piruvic chuyển vào chất ti thể và biến đổi thành axêtyl-CoA để tham gia chu trình Crep, đồng thời tạo NADH + CO2 b Chu trình Krebs Giai đoạn oxi hoá –decacboxil hoá axit piruvic để tạo thành axetyl – CoA: axit piruvic + 2NAD+ + 2CoA  2Axetyl- CoA + 2NADP + 2CO2 + 2H+ NADP vừa hình thành vào chuỗi truyền điện màng ty thể b Chu trình Krebs b Chu trình Krebs Từ phân tử axetyl – CoA vào vòng chu trình và có phương trình tổng quát: 2axetil-CoA + 4H2O + 6NAD+ + 2FAD + 2ADP +2Pi  4CO2 + 6NADH + 2FADH2 + 2ATP +6H+ + 2CoA-SH NADH và EADH2 màng ty thể dùng để tổng hợp ATP c Chuỗi vận chuyển điện tử hô hấp Dưới điều kiện hiếu khí, NADH chuyển điện tử đến O2 và sinh NAD+ Nói cách khác, O2 là chất nhận điện tử và hydro cuối cùng để tạo thành nước: Tuy nhiên, không phải NADH chuyển điện tử đến O2 cách trực tiếp Ðiện tử từ NADH chuyển qua chuỗi dẫn truyền điện tử, cuối chuỗi là phân tử O2 So sánh điểm khác biệt giai đoạn phân giải hiếu khí Điểm phân biệt Đường phân Vị trí Tế bào chất Nguyên liệu Sản phẩm Năng lượng Glucôzơ Chu trình Crep Chuổi chuyền điện tử Chất ti thể Màng ti thể Axit piruvic NADH, FADH2 Axit piruvic CO2, NADH, FADH2 CO2, H2O ATP 2ATP 34ATP phân tử NADH ~ ATP phân tử FADH2 ~ ATP Tính oxy hoá hoàn toàn phân tử glucôzơ, tế bào thu bao nhiêu phân tử ATP? Glucôzơ phân tử NADH ~ ATP phân tử FADH2 ~ ATP Đường phân Axit Piruvic Axêtyl-CoA Chu trình Crep CO2 NADH ATP ATP CO2 NADH ATP NADH FADH2 ATP 18 ATP ATP 38 ATP • Đường phân: Xảy tế bào chất, là quá trình phân giải glucôzơ đến axit piruvic và giải phóng lượng • Lên men: Axit piruvic lên men tạo rượu êtilic và CO2 tạo axit lactic Phân giải kị khí (trong tế bào chất) 2ATP H2O A Lên men Đường phân Glucose Axit piruvic (C6H12O6) 2CH3COCOOH Tế bào chất Ti thể B.Hô hấp hiếu khí +O2 (trong ti thể) Rượu etilic (2C2H5OH) + 2CO2 axit lactic (C3H6O3) 6CO2 6H2O 36ATP Phân giải hiếu khí (trong tế bào chất, ti thể) NỘI DUNG PHÂN GIẢI KỊ KHÍ PHÂN GIẢI HIẾU KHÍ Điều kiện Không có oxi Có oxi phân tử Vị trí Tế bào chất Tế bào chất và ti thể Các giai Gồm giai đoạn: Gồm giai đoạn: đoạn và - Đường phân: Tạo - Đường phân: Tạo axit sản phẩm axit Piruvic và Piruvic và ATP ATP - Lên men: Tạo rượu êtilic và CO2 axit lactic Hiệu lượng (ATP) ATP - Chu trình Crep: ATP - Chuỗi chuyền e: Tạo CO2, H2O, 34 ATP 38 ATP • Hiệu hô hấp hiếu khí đạt 38% so với 2% hô hấp kị khí  Từ đó cho thấy hiệu sử dụng nhiên liệu tế bào hô hấp hiếu khí còn vượt xa ô tô đại ngày mà đạt 25% lượng nhiên liệu 2.3.Quá trình phân giải các chất khác • Protein phân giải thành acid amin biến đổi thành acetyl–CoA vào chu trình Krebs • Lipid phân giải, acid béo và glycerol biến đổi thành acetyl–CoA vào chu trình Krebs 2.3.Quá trình phân giải các chất khác Protein Polisacarit Lipit Axit amin Đường đơn Glyxerol, axit béo ATP Axit Pyruvic Axêtyl-CoA Chu trình Krebs CO2 Vận chuyển êlectron ATP O2 NH2- H2 O Hóa tổng hợp và quang tổng họp 3.1 Hóa tổng hợp • Là quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cách sử dụng lượng oxi hoá các phân tử vô Khi xuất đầu tiên, các loại vi sinh vật hoá tự dưỡng đã đồng hoá CO2 nhờ lượng các phản ứng oxy hoá để tổng hợp thành các chất hữu khác thể 3.1 Hóa tổng hợp • Phương trình tổng quát: A(Chất vô cơ) + O2 → AO2 + Năng lượng (Q) • CO2 + RH2 + Q → Chất hữu (Trong đó: Q là lượng các phản ứng oxy hoá khử tạo ra; RH2 là chất cho hydro) 3.1 Hóa tổng hợp • Các nhóm vi khuẩn hoá tổng hợp • Nhóm vi khuẩn lấy lượng từ các hợp chất chứa lưu huỳnh • Nhóm vi khuẩn lấy lượng từ các hợp chất chứa nitrogen • Nhóm vi khuẩn lấy lượng từ các hợp chất chứa sắt 3.2 Quang tổng hợp (quang hợp) Quang hợp là gì? Ánh sáng mặt trời H2O + CO2  C6H12O6 + O2 Saccarôzơ Tinh bột CO2 H2O Là quá trình tổng hợp chất hữu từ các chất vô đơn giản (CO2 và H2O) nhờ lượng ánh sáng với tham gia hệ sắc tố Sắc tố quang hợp: Có nhóm chính M T Hoá ASMT ATP và NADPH Xant DL DLophyl Carotb DL a enôitCaro a ten Hệ sắc tố quang hợp Trung tâm phản ứng Các phân tử sắc tố Cơ chế quang hợp: H·y quan s¸t h×nh vÏ cho biÕt quang hîp gåm cã mÊy pha? Điểm phân biệt Điều kiện Nơi diễn Nguyên liệu Sản phẩm Pha sáng Pha tối Quá trình quang hợp gồm pha: Pha sáng và pha tối • Pha sáng: Xảy tilacôit lục lạp • Pha tối: Xảy chất (strôma) lục lạp LUÏC LAÏP * Quang hợp các nhóm TV C3, C4, CAM khác chủ yếu pha tối Tilac ôit Stroâma H 2O O2 Pha sáng NADPH, ATP ADP, NADP+ Pha tối CO2 CH2O Dựa vào sơ đồ, mô tả diễn biến quá trình quang hợp? Pha sáng: Diễn Grana các Tilacoit, chuyển hóa lượng ánh sáng thành lượng hóa học ATP và NADPH Gồm phản ứng: - Phản ứng quang lý: Diệp lục hấp thu lượng ánh sáng, chuyển electron cho các chất khác tổng hợp ATP - Phản ứng quang phân li nước: 2H2O  4H+ + 4e + O2 - Phản ứng quang hoá: tổng hợp ATP và NADPH từ ADP và NADP+ Cơ chế quang hợp: Có tính chất hai pha Điểm phân biệt Điều kiện Pha sáng Cần ánh sáng Nơi diễn Hạt grana (màng tilacoit) Nguyên liệu H2O, NADP+, ADP Sản phẩm ATP, NADPH, O2 Cơ chế quang hợp: Có tính chất hai pha - Nước tham gia vào pha sáng với vai trò là nguồn cung cấp êlectron và hiđrô Nước bị phân li tạo ôxi, prôton và êlectron (quá trình quang phân li nước) 4H2O 4H+ + 4OH- + 4e- 4OH- 2H2O + O2 Cơ chế quang hợp: Có tính chất hai pha Điểm phân biệt Điều kiện Pha tối Không cần ánh sáng Nơi diễn Chất (Stroma) Nguyên liệu ATP, NADPH, CO2 Sản phẩm Đường Glucozơ Cơ chế quang hợp: Có tính chất hai pha Mối quan hệ hai pha quá trình quang hợp? Cơ chế quang hợp: Có tính chất hai pha -Pha sáng: Là quá trình oxi hoá H2O nhờ lượng ánh sáng, tạo ATP, NADPH và giải phóng O2 - Pha tối: Là quá trình khử CO2 tạo các hợp chất hữu nhờ ATP và NADPH pha sáng cung cấp Con đường cố định CO2 thực vật C3 – Chu trình Calvin - Benson Hợp chất cacbon (Rất không bền) CO2 từ khí APG (Hợp chất cacbon) CHU TRÌNH C3 (CANVIN) Hợp chất cacbon (RiDP) ATP, NADPH (từ pha sáng) ADP, NADP+ AlPG cacbon Một số phản ứng trung gian Tinh bột, saccarôzơ Gồm đa số các loài thực vật vùng ôn đới, Thực vật C3: nhiệt đới… (reâu, taûo, luùa, luùa mì, cam, chanh,…) Loài thực vật nào thuộc nhóm thực vật C3? Reâu Chanh Tảo Lúa mì Luùa Cam Con đường cố định nito Thực vật C3 - Chu trình Canvin APG CO2 (6C1) Gđ cố định CO2 (12C3) RiDP (6C5) +ATP + NADPH Gđ khử AlPG (12C3) Chu trình Canvin 2C3 C6H12O6 10C3 + ATP Gđ tái sinh chất nhận RiDP: Ribulôzơ-1,5- diphotphat APG: Axit photphoglyxeric AlPG: Andêhit photphoglyxeric Cơ chế: gồm giai đoạn • Giai đoạn 1: Giai đoạn carboxyl hoá  CO2 bị khử để hình thành sản phẩm đầu tiên quang hợp là phân tử APG • Giai đoạn 2: Giai đoạn khử  APG bị khử tạo thành 6AlPG với tham gia 6ATP và 6NADPH • Giai đoạn 3: Giai đoạn phục hồi chất nhận  RuBP AlPG → RuBP • -Giai đoạn 4: Tổng hợp chất hữu THÂN ÁI CHÀO TẠM BIỆT CHÚC CÁC EM HỌC TỐT diepnga@gmail.com