Các chất dinh dưỡng được phân hủy qua nhiều giai đoạn để cung cấp năng lựong cho hoạt động sống.. Đường phân là cơ chế giải phóng năng lượng yếm khí xảy ra ở tế bào chất.. Hô hấp là sự
Trang 1HÔ HẤP TẾ BÀO
CHƯƠNG V
Trang 2Các sinh vật dị dưỡng thu nhận các chất hữu
cơ làm nguồn năng lượng Các chất dinh dưỡng được phân hủy qua nhiều giai đoạn để cung
cấp năng lựong cho hoạt động sống Đường
phân là cơ chế giải phóng năng lượng yếm khí
xảy ra ở tế bào chất Quá trình giải phóng năng lượng được tiếp tục ở ti thể thông qua chu trình
Krebs và chuỗi truyền điện tử với sự tham gia
của oxygen Hô hấp là sự phân hủy các chất
hữu cơ trong điều kiện có oxygen tạo ra năng
luợng với hiệu quả cao gấp nhiều lần so với
đường phân.
Trang 3CÁC TRỌNG TÂM CỦA CHƯƠNG
• 1 Ba giai đoạn của hô hấp: tiêu hóa ngoài tế bào, phân hủy ở tế bào chất, biến đổi năng
lượng ở ti thể.
• 2 Đường phân.
• 3 Lên men.
• 4 Oxy hóa pyruvate thành axetyl CoA.
• 5 Oxy hóa axetyl CoA.
Trang 4I ĐẠI CƯƠNG HÔ HẤP
Hô hấp tế bào là quá trình trải qua nhiều bước
do enzyme xúc tác, nhờ đó tế bào chiết rút
năng lượng từ glucose, polysaccharide, lipid,
protein và các chất hữu cơ khác Hô hấp nói
chung là háo khí, đòi hỏi phải có Oxygen
Trang 6Quá trình dị hóa gồm 3 giai đoạn:
- Tiêu hóa ngoài tế bào
- Đường phân ở tế bào chất
- Biến đổi năng lượng ở ti thể
1/ Tiêu hóa ngoài tế bào
Các phân tử polyme lớn được phân
hủy thành các đơn phân, như protein
thành aa, polysaccharide thành glucose, lipid thành acid béo và glicerol Các phản ứng phân hủy xảy ra chủ yếu ở ngoài tế bào do các enzyme được tiết ra ngoài
Trang 72/ Đường phân ở tế bào chất
Quá trình đường phân biến glucose thành
pyruvate để xâm nhập vào ti thể
- Các glicerol chuyển thành PGAL
(phosphoglixeraldehyde) rồi thành pyruvate
- Các acid béo được cắt từng đoạn 2C để gắn vào thành axetyl CoA
- Các aa của protein chuyển thành pyruvate, một số thành axetyl CoA, số khác thành chất tham gia vào chu trình Krebs
Trang 83 Biến đổi năng lượng ở ti thể
Trong ti thể pyruvate chuyển hóa
thành axetyl của axetyl CoA Axetyl
qua chu trình Krebs và chuỗi truyền
điện tử để oxy hóa thành CO2 và
H2O, nhiều ATP tạo thành.
Trang 10NĂNG LƯỢNG CHO SỰ SỐNG
Trang 11(A) Đường phân và hô hấp tế bào
(B) Đường phân và lên men
Trang 12II ĐƯỜNG PHÂN YẾM KHÍ
© Là giai đoạn đầu yếm khí của hô hấp và
cổ nhất trong chuỗi phản ứng dị hóa
Trang 13Đường phân được Pasteur, Buchner nghiên cứu
từ thế kỉ 19 trên sự lên men rượu và Embden, Meyerhof trên đường phân ở cơ nên còn gọi là
con đường Embden-Meyerhof
Trang 14Dạng oxi hóa NAD+ và dạng khử
NADH
Trang 15Dạng oxi hóa FAD và dạng khử
FADH2
Trang 16Đường phân
Trang 17ĐƯỜNG PHÂN YẾM KHÍ
a , phosphoryl hóa: glucose glucose -6-P
do hexokinase xúc tác, ATP ADP
Trang 20ĐƯỜNG PHÂN YẾM KHÍ
2 ADP2 ATP
do phosphoglycerate kinase xúc tác
Trang 23ĐƯỜNG PHÂN YẾM KHÍ
Trang 28III LÊN MEN (fermentation)
© Glucose pyruvate acid lactic, etanol
do alcohol dehydrogenease xúc tác
Trang 30Lên men rượu
Trang 32Lên men lactic
Trang 34IV HÔ HẤP OXI HÓA
© Hô hấp hiếu khí chỉ xảy ra ở ti thể
Trang 35© 1/ Pyruvate thành Acetyl-CoA
∆ pyruvate (3C) acid acetic (2C) + CO2
∆ acid acetic + Co-A acetyl-CoA
∆ 2 pyruvate + CoA + 2NAD+ 2 acetyl-CoA + 2CO2 + 2 NADH
∆ 2C của glucose (6C) 2CO2
© 2/ Oxy hoá acetyl-CoA
∆ acetyl-CoA (2C) + oxaloacetate (4C) citrate
(6C) + CO2 + Co-A
Trang 39Nhà bác học Anh Han Krebs đã nhận giải Nobel do phát hiện chu trình này, và nó được gọi là chu trình acid citric hay chu
trình Krebs
Trang 40© 3/ Chu trình citric acid ( chu trình Kreb )
a, acetyl-CoA + oxaloacetate citrate +
Trang 41e, Succinyl-CoA CoA
do succinyl-CoA-hydrolase xúc tác
f, acid succinic fumaric acid
do succino-dehydrogenase xúc tác, FADH2
g, fumaric acid + H2O malic acid
Trang 44© 4/ Sản phẩm của chu trình citric acid
2 acetyl-CoA 4 CO2 + 6 NAD+ +2 FAD+ + 2 ATP
© 5/ Các sản phẩm từ đường phân đến chu trình Kreb :
6 CO2
10 NADH
2 FADH2
4 ATP
Trang 47© 6/ Chuỗi truyền điện tử
Sự oxy hóa NADH
2 NADH + O2 2 H2O + 2 NAD+
Quá trình tích trữ năng lượng ATP ở đây diễn ra
với sự có mặt của oxy nên được gọi là phosphoryl oxy hóa
NADH không truyền điện tử trực tiếp cho oxy mà thông qua chuỗi truyền điện tử đến chất nhận điện
Trang 48 Tạo ra thang điện hóa, giữa các proton
và luồng proton kích thích enzyme synthetase xúc tác phản ứng chuyển hóa ADP + Pi thành ATP
1 NADH = 3 ATP
© 7/ Tổng năng lượng của hô hấp tế bào
Đường phân : 2 ATP
Chu trình Kreb: 2 ATP
Chuỗi truyền điện tử : 34 ATP
Tổng: 38 ATP
Kích hoạt bơm proton tiêu tốn 2 ATP nên còn 36 ATP
Trang 52Chuỗi truyền điện tử đầy đủ
Trang 53Cơ chế hóa thẩm tổng hợp ATP
Trang 57© 8/ Sự điều hòa hô hấp
∞ ATP ít Hô hấp tăng cường
∞ ATP nhiều Hô hấp chậm lại
Một điểm chốt trọng yếu là phosphofructokinase
xúc tác bước thứ 3 của đường phân
∞ Nếu ATP và citric acid có nồng độ cao ức chế quá trình dị hóa
∞ Còn ATP nhiều sẽ thoái dưỡng tăng nhanh
Trang 61© 1/ Đặc điểm của sinh tổng hợp
a Các tế bào tự tổng hợp các chất cho mình.
b Mỗi bước sử dụng một loại enzyme riêng
c Cần năng lượng hóa học ở những điểm khác
nhau của chu trình.
d Sử dụng nguyên liệu từ một số ít chất ban đầu : aceyl-CoA, glycine, succinyl CoA, ribose,
pyruvate, glycerol.
e Các bước tổng hợp hay phân hủy được kiểm
soát bởi enzyme riêng.
f Tổng hợp các đại phân tử, đồng thời sắp xếp
chúng thành các cấu trúc cụ thể.
Trang 62© 2/ Sự tích hợp trao đổi chất
Phân hủy chất hữu cơ tạo năng lượng
Tổng hợp chất hữu cơ cần năng lượng
Khi cần năng lượng, không những
carbohydrate, mà cả các amino acid, acid béo, glycerol cũng được phân hủy qua
chu trình Kreb
Ngược lại, khi cần tổng hợp nhiều, các chất
từ chu trình Kreb được huy động ra ngoài
Tế bào có cơ chế điều hòa hợp lí để đáp lại các biến động của môi trường