Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học - Chuyển hóa năng lương - Trần Thị Phương Anh

3.Phân loại: Có nhiều dạng năng lượng khác nhau như: điện năng, quang năng, cơ năng, hoá năng, nhiệt năng… *Dựa vào nguồn cung cấp năng lượng phân biệt: năng lượng mặt trời, năng lượng g[r]

TÀI

I.KHÁI

 

Là

3.Phân !"#$

Có

1%

&'( vào  thái 2 sàng sinh ra công hay không, chia thành:

màng…)

liên quan < các hình D 3B 9 5 )7 + (các ion, phân E" các )7 B 1@ và  ra công

 

1.VD:

Quang

> $

Hô

' 

Là

Trong

+ nguyên sinh, 5 bào quan) hay công ! =  phát sinh và 3B các thông tin  1  dòng ! sinh =

Dòng

bào khác

liên < hoá =

III.ATP (Adenosine triphosphate) -

1.Vai trò:

Là

'23 trúc: V*/

Phân

làm .9 khung B X adenine và ba

nhóm phosphate.

Y có hai liên < phosphate ngoài

cùng là liên

là mang

TÀI

; 5< /03=> ? !@A

ATP

+ khác thông qua 3B nhóm

phosphate G cùng B 8 thành ADP

(adenosine diphosphate) và U 

ngay

nhóm phosphate B 8 thành ATP

-Sự chuyển hoá năng lượng: \( <

khác cho các  9 G  VD:

Quang  T hoá  T $  T

!  %

-Dòng năng lượng trong thế giới sống:

cây xanh T qua F D   vào

9 )7 T !  phát tán vào

môi  0 

B TRÚC PHÂN (F ATP

ENZYME I/ ENZYME

1.Khái $LM

a.VD : Amilase, pepsine, tripsine, catalase

H 2 O 2 + 18Kcal → H 2 O + O 2

H 2 O 2 + bạch kim + 11.7Kcal → H 2 O + O 2

H 2 O 2 + catalase + 5.5Kcal → H 2 O + O 2

b   :

Là

.< J sau , D 

2 N5 tính:

-

! phân E $ + peroxy hydro (H2O2)

- Tính chuyên hoá cao: Urease Y phân d ure trong 1 B" mà không tác N lên + D + nào khác

TÀI

-E liên

$ + + :

-Xúc tác cả 2 chiều phản ứng.

II B TRÚC:

)*+, trúc hoá %0.(Bản chất hoá học)

Thành

B/

-Là F lõm RG hay 1 khe 8 Q

trên

-Là $ liên < / 0 )1 $ +

[+ hình không gian  $ D )1

+ hình $ +

-Bao */ > nhóm hoá %0 và

> liên < peptide <, xúc ( <,

<, )1 c$ + nh ng có vai tro trong

quá trình xúc tác 5 enzyme Th 0

; 5< P khoá, chìa khoá ; 5< 5TM U E-S

+Nhóm sunfidril (-SH) 5 systein

+Nhóm amine (-NH2) 5 lysine

+Nhóm carboxyl (-COOH) 5 acid aspartic, glutamic

+Nhóm hydroxyl (-OH) 5 systein, treonine và tyrosine

< hydro và cách nhau >  xác : (thường bé hơn 3A o )T K thành + trúc không gian ,D ,

II.PHÂN

Y/ enzyme xúc tác: V*/

 Enzyme 6:" thành $%< :

Khi d phân hoàn toàn chúng  thành /9   ,4/ là các L--acid amine VD : hydrolase

 Enzyme hai thành $%< (haloenzyme): </ a G trong < bào, */

-coenzyme

-\ không :T$ protein (coenzyme): ^3< : B , D mà enzyme xúc tác, ( <,

tham gia trong , D và làm tng 9  5 apoenzyme G )1 các 3< G gây < tính

Coenzyme th 0 là o R+ 5 các vitamine hoà tan trong n 1

6L /^ $>3 enzyme xúc tác (multienzyme): V*/ các enzyme xúc tác cho /9 dây 3

, D 5 /9 quá trình trao J + xác :

enzyme Khi tách riêng Q ,D ! enzyme p /+  tính

IV G , TÁC _

)* = %+" tác >:4 Làm / năng lượng hoạt hoá 5 , D sinh hoá q cách  

, D trung gian

1*? >@

TÀI

e! G A+B  C+D có + xúc tác X tham gia , D thì các , D có B < hành theo các giai  sau:

A+B+X T ABX T'rTm'mr

3 *:! dung:

- Giai

- Giai đoạn thứ hai: B< J $ + q cách hình thành các liên < > các nhóm hoá học 5

KKek )1 các các nhóm hoá học 5 $ +" o 1 ( kéo  và phá )v các liên < hóa : 5

$ +

- Giai

)w

4.Ví D

Sucrose + \ZT \Z[\ZT Glucose + Fructose + Sucrase

E + S T E-S T E C T P + E

V.VAI TRÒ +
ENZYME TRONG QUÁ TRÌNH TRAO c B(:

k Y quá trình 3B hoá )7 + $ B (  Y thông qua  B  tính 5 enzyme q các cách:

'$TM /^5 dY :T U sinh hoá trong /< bào: _q  + D <

\ ,4/ quay  tác 9  /9 + D < làm +  E xúc tác cho , D U con  0

3B hoá

Khi

VD:

3B hoá acid amine phenylalanine thành tyrosine nên phenyalanine D =  trong máu, 3B lên não gây U 9 < bào U kinh T B  trí !" o < /+ trí

VI.CÁC , (f g h

1 $L/ dY

[S! 9 G  : E  tính G " làm cho G 9 , D R3 ra nhanh +

[S< ! 9 cao quá: i+  tính

[S< ! 9 quá +, V/  tính, / 0 O  9 

Ví N k G các enzyme 8 < bào $ B 0  9 G  8 ! 9 35-40oC,  enzyme

5 vi 4 G 1 nóng   9 G + 8 70oC

G  5 enzyme thì ( gia  ! 9 p làm  G 9 , D enzyme Tuy nhiên, khi I

TÀI

qua ! 9 G  5 enzyme thì ( gia  ! 9 p làm / G 9 , D và có B

enzyme : /+ hoàn toàn  tính

2.

Ví N Pepsin 6 dày) pH = 2

Pespsin 63< ‚@ pH = 8,5

3 i dY enzyme và i dY S

+CS: S U trong dung : lúc U  tính Enzyme  " sau

4 2/ U5 5<R "#/ hoá

Là + làm  hay D <  tính 5 enzyme

i9 G + hoá = có B D <  9 5 enzyme nên < bào khi U D < enzyme nào 

G O sâu DDT là > + D < /9 G enzyme quan = 5 ! U kinh 0 và 9 )7

I.KHÁI 

> $ : phân  thành   ,4/ trung gian * G cùng < CO2 và H2O, * 0  phóng

'-T 52/ Là /9 F các , D oxy hoá E sinh = 6F , D enzyme) phân 

+3 ra O ,U 8 các giai  khác nhau

@; trình /P quát:

Cn(H2O)m + nO2T nCO2 + mH2O +

II CÁC GIAI  X CHÍNH +
HÔ B (, BÀO

(XÉT QUÁ TRÌNH PHÂN L 1 PHÂN M GLUCOSE)

Quá trình hô

electron hô +,

@o phân

TÀI

&*O trí: a < bào +

b.Nguyên R!S,: 1 glucose

.*? %T:

*Hoạt hoá phân tử glucose:

Glucose + 2ATP T Fructose 1,6 diphosphate

*Cắt mạch carbon:

Fuctose 1,6 diphosphate T 2 glyceraldehyt

1glucose T 2 phân E acid pyruvic(C3H4O3) + 2 ATP + 2NADH

*UT" V,=

2 pyruvic, 2ATP, 2NADH

Chú ý: K( <  ra 4 ATP  I dùng 2 ATP B  hoá phân E glucose

2.Chu trình Krebs

-Vị trí +  5 ti B

-Nguyên liệu: 2 pyruvic

-Diễn biến:

+Hoạt hoá acid pyruvic: Thành acetyl-CoA

2 pyruvic T 2 acetyl-coenzyme A (C–C–CoA)

+ 2CO2 + 2 NADH

+Chu trình Krebs:

iF vòng chu trình Krebs, 1 phân E acetyl–

coA p : oxy hoá hoàn toàn  ra 2CO2, 1

phân E ATP, 1 phân E FADH2 + 3NADH

-Kết quả:

6CO2, 2ATP, 2FADH2, 8NADH

A< # hai giai  k 0 phân và chu trình

Krebs thu

2FADH2

2

TÀI

3q$ 53=> electron hô 2: (hệ vận chuyển điện tử)

*NADH và FADH2 0 e -

cho F 3 ! E 8

màng trong ty B

NADH W NAD + + H + + 2e

FADH 2 W FAD + 2H + + 2e

-*e

-3 ! E  nên /9

F các , D oxy hoá E

< <, nhau k-3 là giai 

 phóng ra  ATP +

Trong 

-1NADH  0 e - cho F

3 e

1FADH2  0 e- cho F

3 e

-*Sau khi e

-2 ra 1

O 2 + 4e - + 4H + W 2H 2 O

NADH + H + + 3 ADP + 3 Pi + 1/2 O 2 s NAD + + H 2 O + 3 ATP

FADH 2 + 2 ADP + 2 Pi + 1/2 O 2 s FAD + H 2 O + 2 ATP

4 W; di /P quát

TÀI

III.QUANG HÔ B – Hô 2: sáng

v#M vi: r3 ra 8 ( )7 C3

*Thành :\ tham gia: N ,"

peroxisome, ty B

v$>3 Q$L

Khi * 9 CO2 trong lá / k này

R3 ra vào > ngày khô nóng

*Nguyên nhân:

Do Rubisco có   G :  CO2

và O2

v; 5<

( )7 X 9 ,  F khí S<

( )7 <, N G : CO2 khi F khí

5 nó :  thì CO2p E N < và

Y ! O2 trong lá p  liên quan )1 *

9 CO2

Khi * 9 CO2 trong lá N / 1

O2)1 RuBP thay vì CO2

A< # là thay vì  thành 2 phân E 3C

APG thì

thành )1 /9 phân E 2C

phosphoglycolate 9 cho cây

Ngay

)7 3B 1 peroxisome và < J thành glycine

Glycine sau  )7 3B vào trong ti B" $ nó p : < J thành serine

Serine sau

và CAM

TÀI

*Ý  Không : U 9 do phosphoglycolate vào > ngày X nóng.

%L 7^ hô 2: (RQ)

1.VD:

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O

RQ=6/6=1

2C3H8O3 + 7O2 = 6CO2 + 8H2O

RQ=6/7=0,86

'  Là Y G > G phân E CO2 ra và G phân E O2 hút vào khi hô +,

3.Ý  RQ cho < nguyên !  hô +, là nhóm + gì và trên $ 8  có B  giá

/ sóc cây * 

RQ 5 nhóm hydrate carbon q 1

RQ 5 nhóm lipid, protein < 1

RQ 5  acid > $ > 1

V.QUÁ TRÌNH PHÂN g CÁC B( KHÁC

Hô +, < bào có ba giai  chính:  0 phân, chu trình Krebs và F 3 electron hô +, iF giai    phóng ATP  8 giai  F 3 electron hô +, là  phóng ra  ATP + (34ATP)

Protein phân  thành acid amin * < J thành acetyl–CoA  vào chu trình Krebs Lipid phân " acid béo và glycerol * < J thành acetyl–CoA  vào chu trình Krebs

I.HOÁ (c 

1.Khái $LM

Là quá trình

$

Khi R+ ! U tiên, các  vi sinh )7 hoá (  v I * hoá CO2

'@; trình /P quát:

z2/ vô 5;{ + O 2 s AO 2 + ? !@A (Q)

CO 2 + RH 2 + Q s 2/ |3 5;

TÀI

3.Các nhóm vi Q3~ hoá /P A:

a)Nhóm vi 2%,[ R+9 \4 R]^4 "_ các %^$ %+" %`& R], %,a%

Có   oxy hoá H2S

2H2S + O2T 2H2O + 2S + Q

2S + 2H2O + 3O2T 2H2SO4 + Q

CO2 + 2H2S + Q T 1/6C6H12O6 + H2O + 2S

*Vai trò: e 9 5 nhóm vi 4 này I góp ,U làm  môi  0 1

b)Nhóm vi 2%,[ R+9 \4 R]^4 "_ các %^$ %+" %`& nitrogen k +" */ 2 nhóm Q

- Các vi Q3~ nitrit hoá 6 Nitrosomonas): Oxy hoá NH3 thành acid nitro

2NH3 + 3O2T 2HNO2 + 2H2O + Q

CO2 + 4H + Q T 1/6C6H12O6 + H2O

- Các vi Q3~ nitrat hoá 6 Nitrobacter): oxy hoá HNO2 thành HNO3

2HNO2 + O2T 2HNO3 + Q

CO2 + 4H + Q T 1/6C6H12O6 + H2O

*Vai trò: Trong ( nhiên, /  chu trình U hoàn )7 +

c) Nhóm vi 2%,[ R+9 \4 R]^4 "_ các %^$ %+" %`& b"

_q cách oxy hoá X hoá : 2 thành X hoá : 3:

4FeCO3 + O2 + 6H2O T 4Fe(OH)3 + 4CO2 + Q

*Vai trò: S0  9 5 nhóm vi 4 này mà 4Fe(OH)3 < 5 U U  ra các /Q X Ngoài ra, còn có nhóm vi 4 hydro có   oxy hoá hydro phân E (H2) và E N /9 ,U

II QUANG (c  (QUANG {

1 Khái $LM

các

trong các

nCO2 + mH2O + Ánh sáng T Cn(H2O)m + nO2

TÀI

2 W5 /^ quang A:: Có 2

nhóm chính

a.Thành $%<

*Sắc tố chính: Chlorophyll

6+ !, N@ có vai trò +,

thu quang  

m'!, N a: C55H72O5N4Mg

m'!, N b: C55H70O6N4Mg

*Sắc tố phụ: V*/ 2 

-Carotenoid: V*/

+Caroten: C40H56

+Xanthophyll: C40H56On

(n:16)

-Phycobilin: a 

b.Vai trò:

-Sắc tố chính: e+, thu quang  " có   +, thu ánh sáng có = =" có   /

quang và tham gia

ra

3B cho chlorophyll Khi  0 9 ánh sáng quá cao, các X G ,N có tác N . )! + !,

N Q : phân d

; 5< quang A:: Có tính %+" hai pha.

Thí 4%!S6 %`4 minh:

Richter

pha G

a)Pha sáng c& quang %^$ (pha cần ánh sáng)

TÀI

v% trí: r3 ra 8 + trúc  grana 5 N ," trong các túi w, (màng thylakoid)

v&$€ 6$<

-và 3 6 0 @ e- cho F 3 ! E trên màng thilakoid

Chl + h  Chl*  Chl** (Chl: Chlorophyll-diệp lục)

-Biến đổi quang hoá:

+ e

-NADPH có tính E /

+ '!, N /+ e - giành 7 e -5 n 1 gây nên quá trình Quang phân li nước B +3 e- bù X, e - I /+

2H2O T 4H+ + O2 + 4e

-v(

Ánh sáng

12H2O + 18ADP + 18Pi + 12NADP+ T 18ATP + 12NADPH + 6O2

Chlorophyll

b)Pha "d! c& quang %^$ (pha enzyme)

v; 5<

Pha G là pha E CO2

$ (C6H12O6)

Pha

*Con >]f4 d >O% CO2 g "%h Zi" C3 – Chu trình Calvin - Benson

v#M vi: a ,U 1 ( )7" 5 3< 8 vùng ôn 1 và á ! 1"  lúa, khoai, X" các 

rau, 7% Chúng G trong  ! khí 7 ôn hoà:  0 9 ánh sáng, ! 9" * 9 CO2,

O2 bình  0 

v; 5< V*/ 4 giai 

-Giai đoạn 1: Giai  carboxyl hoá

a giai  này 3 CO2

-Giai đoạn 2: Giai  E

TÀI

6 APG : E  thành 6AlPG )1 ( tham gia 5 6ATP và 6NADPH

-Giai đoạn 3: Giai  ,N * + 7 RuBP

5 AlPG T 3 RuBP

-Giai

TÀI

*Con >]f4 d >O% CO2 g "%h Zi" C4 – Chu trình Hatch – Slack

v#M vi: i9 G ( )7 8 vùng ! 1  ngô, mía, có * )(" có +%

TÀI

*Nguyên nhân: \G trong  ! nóng 4/ kéo dài, ánh sáng cao, ! 9 cao, * 9 CO2

/" * 9 O2

oxaloacetic – AOA)

*Thành :\ tham gia: 2  N , )1 + trúc và D  khác nhau:

[N , 8 < bào mô 7

[N , 5 < bào bao bó /

v; 5< V*/ chu trình Q

-Chu trình 1: Carboxyl hoá acid phosphoenolpyruvic

r3 ra 8 N , < bào mô 7

-Chu trình 2:

r3 ra 8 N , < bào bao bó /

K( )7 C4 cách ly RuBisCO ra Q oxy trong không khí q cách: G : carbon trong các <

chuyên 8 CO2

bào bó màng bao

Trong

thay vào  là enzyme phosphoenolpyruvate-carboxylase  9 / T  ,4/ U tiên 4C

là các acid oxaloacetic, acid malic, acid aspartic

Chú ý: Chu trình C4 còn = là chu trình acid dicarboxylic vì  ,4/ U tiên có có 2 nhóm carboxyl

*Con >]f4 d >O% CO2 g "%h Zi" CAM (Crassulaceae Acid Metabolism – trao J acid 8 =

KG Q @

TÀI

v#M vi: K( )7 8 vùng sa / trong  ! khô  kéo dài  D" R $ * " G

G  q cách  khí J ban ngày Vì )73 quá trình 7 CO2 , < hành vào ban ;/ khi khí J /8

v; 5<

CO2

bào 5 chúng

iG malate M dàng : phá )v thành pyruvate và CO2, sau

sinh photphoenolpyruvat (PEP) Trong 0 gian ban ngày, acid malic : 3B ra Q các không bào và : phân tách ra B  thành CO2 sao cho nó có

trình Calvin-Benson trong +  !/ 5 , N

So sánh )1 K( )7 C4:

2.q cách làm giàu

CO2 1 khi 3B < rubisco k G : CO2 thành oxaloacetate 8 < bào : lá  1 khi 

CO2 B cung +, cho chu trình Calvin Benson

-Khác: C4 G : CO28 : lá * 3B vào < bào bó / B  CO2 8  Nói cách khác: phân hóa quá trình làm giàu CO2 và chu trình Calvin theo ( X, R<, không gian

CAM G : CO2 vào ban ;/ và  CO2 vào ban ngày cùng 8 < bào : lá B tham gia vào chu trình Calvin Nói cách khác: phân hóa quá trình làm giàu CO2 và chu trình Calvin theo 0 gian

Chú ý:

Y khác nhau 8 pha G - D là pha G : CO2 Tên = ( )7 C3, C4 là = theo  ,4/ G

a ( )7 C4, con  0 G : CO2

III _( Wf   PHÂN -( CÁC NHÓM (ƒ %„( C3, C4, CAM

TÀI

1 Hình thái, 4!=! $%p, - Có /9  N , 8

< bào mô 7

- Lá bình  0

-Có hai  N , 8 <

bào mô 7 và < bào bao bó /

-Lá bình  0

Có /9  N , 8

< bào mô 7

-Lá /= 1

1*]f4 >: quang %^$ 10–30 mg

CO2/dm2†0 30–60 mg CO2/dm

2†0 10–15 mg

CO2/dm2†0

B*q!r6 bù ánh sáng*

0 toàn ,U Cao, khó xác : Cao, khó xác :

t*%!S" >: thích %^$ 20 – 30oC 25 – 35oC Cao: 30 – 40oC

x*\4 ,+" sinh %0. Trung bình Cao +,  ( )7 C3 K+,

f QUAN  †
HAI PHA

_( Wf CÂU ‡ ÔN („

? !@A

2.Enzyme

1.Trình bày + trúc và $ < xúc tác và vai trò  hoà G 9 , D 5 enzyme ?

fV thích  sao 0 ta có B E N cách cách: k nóng, ngâm chua, 1,  B  #

D  ?

3.Hô 2:

1.Giai

fK sao quá trình hô +, 8 sinh )7 nhân $  phóng  phóng 38ATP  8 sinh )7 nhân

4 Y  phóng 36-38ATP ?

+Nhóm sunfidril (-SH) 5 systein

+Nhóm amine (-NH2) 5 lysine

+Nhóm carboxyl (-COOH) 5 acid aspartic, glutamic

+Nhóm hydroxyl (-OH) 5... class="text_page_counter">Trang 3

TÀI

-E liên

$ + + :

-Xúc tác chiều phản ứng.

II B... ATP

-< i>Sự chuyển hoá lượng: \( <

khác cho  9 G  VD:

Quang  T hoá  T $  T

!  %

-Dòng lượng giới sống:

cây xanh T qua