Chương 9: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SỰ TRAO ĐỔI CHẤT VÀ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

Quá trình đồng hóa Š Là sự hấp thu các chất từ môi trường bên ngoài, biến đổi chúng thành sinh chất của mình, biến đổi các chất đơn giản thành phức tạp hơn, tích lũy năng lượng cao hơn..

Chương 9:

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SỰ TRAO ĐỔI CHẤT VÀ TRAO ĐỔI NĂNG

LƯỢNG

Chương 9: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SỰ TRAO

ĐỔI CHẤT VÀ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

Sự trao đổi chất

Sự trao đổi năng lượng

SỰ TRAO ĐỔI CHẤT

1 Khái niệm

Hiện tượng cơ thể lấy một số chất từ môi trường kiến tạo nên sinh chất của mình và thải ra ngoài những chất cặn bã được gọi là sự trao đổi chất

Quá trình trao đổi chất bao gồm nhiều khâu chuyển hóa trung gian

Kết quả của quá trình trao đổi chất khiến cơ thể sinh vật tồn tại và phát triển

SỰ TRAO ĐỔI CHẤT

2 Quá trình đồng hóa

Š Là sự hấp thu các chất từ môi trường bên ngoài, biến

đổi chúng thành sinh chất của mình, biến đổi các chất đơn giản thành phức tạp hơn, tích lũy năng lượng cao hơn

Š Năng lượng cần thiết cung cấp cho các phản ứng

tổng hợp trên chủ yếu ở dạng liên kết cao năng của

ATP

SỰ TRAO ĐỔI CHẤT

3 Quá trình dị hóa

Š Là sự biến đổi các chất phức tạp thành các chất đơn giản và giải phóng năng lượng cần thiết cho hoạt động sống

Š Năng lượng được tích trữ trong ATP và được sử dụng cho nhiều phản ứng thu năng lượng khác

SỰ TRAO ĐỔI CHẤT

Š Phương pháp nghiên cứu

„ Phân tích những sản phẩm cuối cùng của chuyển hóa các chất

„ Dùng cơ quan tách rời, lát cắt mô

„ Phương pháp dùng các chất đồng vị

„ Phương pháp nghiên cứu dựa vào các khiếm khuyết di truyền

Š Ý nghĩa của việc nghiên cứu chuyển hóa các chất

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

1 Một số khái niệm cơ bản:

1.1/ Hệ thống:

z Hệ thống cô lập

z Hệ thống đóng

z Hệ thống mở

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

1.2/ Các định luật nhiệt động học:

1.3/Năng lượng tự do:

ÌG = ÌH - TÌS

1.4/ Enthalpy : là nhiệt lượng của chất phản ứng, nó

phản ánh đặc tính của các liên kết hóa học có trong chất

phản ứng

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

1.5/Entropy: là thước đo mức năng lượng của hệ thống kín,

phản ánh mức độ hỗn độn của các phân tữ trong một hệ

thống

1.6/Thay đổi năng lượng tự do tiêu chuẩn: sự thay đổi

năng lượng tự do của một phản ứng cho biết trạng thái của phản ứng đó, hay trạng thái của mỗi phản ứngphụ thuộc vào giá trị ÌG của phản ứng đó

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

1.7/ Đặc tính năng lượng của sự trao đổi chất

„ Đặc tính 1:

Sự chuyển hóa năng lượng thành công và thành

những dạng khác mà không kèm theo sự chuyển hóa

sơ bộ năng lượng này thành nhiệt năng.

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

„ Đặc tính 2:

Việc giải phóng năng lượng trong các quá trình oxy hóa sinh học sinh ra từ từ, từng phần một, trong một chuỗi dài các quá trình kế tiếp nhau cho đến khi nào tất cả các nguyên tử H và C đều biến thành sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

„ Đặc tính 3

Năng lượng hóa học được giải phóng ra khi phân giải glucide, lipide và những chất cao phân tử khác đều cóthể được tích lũy trong những hợp chất tích trữ năng lượng đặc thù – hợp chất cao năng

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

1.8/ Tiến trình của việc giải phóng năng lượng hóa học

„ Giai đoạn 1

Các hợp chất cao phân tử (tinh bột, glycogen, protein…) bịthủy phân thành các chất có phân tử bé( monosacchride,

Năng lượng giải phóng trong giai đoạn này chỉ bằng gần 1% dự trữ năng lượng tự do của các chất này giải phóng ra dưới dạng nhiệt

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

„ Giai đoạn 2

Quá trình đường phân, oxy hóa các acid béo và các

acid béo Năng lượng giải phóng ra gần bằng 1/3 năng lượng tự do dự trữ trong các chất đó

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

„ Giai đoạn 3

Oxy hóa tiếp tục các chất trên trong chu trình Krebs Khoảng 2/3 năng lượng được giải phóng ra ở giai đọan này

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

2 Các hợp chất cao năng

Š Những phân tử phosphoric anhydric: ATP, ADP

Š Enol phosphate: PEP

Š Acyl phosphaye: acetyl phosphate

Š Guanidinophosphate: creatine phosphate

Š Các hợp chất thioeste, acetyl CoA

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

Š Những chất phosphate cao năng không phải là chất dựtrữ năng lượng lâu dài, chúng là những chất chuyển

điểm này sang điểm khác, từ một hệ thống này đến một hệ thống khác

Š Tổng số năng lượng chính xác giải phóng ra khi thủy phân phụ thuộc vào nồng độ, pH, nhiệt độ…

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

3 Liên kết cao năng và vai trò của ATP

Š ATP là mắt xích nối liền 2 quá trình đồng hóa và dị hóa

Š Việc hình thành các hợp chất cao năng khác cũng xảy

ra do sự tiêu phí năng lượng vốn tích lũy trong ATP

Š ATP có vai trò dự trữ năng lượng cũng như tiêu hao

năng lượng

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

Xét về mặt năng lượng trong các hợp chất hữu cơ có 2 loại liên kết hóa học:

thành nó có sự biến đổi năng lượng vào khoảng

3Kcal/mol

đổi lớn hơn từ 7 – 12Kcal/mol

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

4 Oxy hóa sinh học

„ Phản ứng oxy hóa khử

„ Bản chất của oxy hóa sinh học

„ Chuỗi hô hấp tế bào

„ Sự phosphoryl hóa và khử phosphoryl