9/27/2010
1
CHƯ Ơ NG VIII: TRAO ĐỔ I
CHẤ T VÀ NĂNG LƯ Ợ NG
NỘ I DUNG
•I. TRAO ĐỔ I CHẤ T
–1.1. Khái niệ m TĐC
–1.2. Chứ c năng sh cơ bả n củ a TĐC
–1.3. Đồ ng hoá và dị hoá
–1.4.Ba giai đoạ n củ a sự chuyể n hoá trung gian
•II. NĂNG LƯ Ợ NG SINH HỌ C
–2.1. Năng lư ợ ng tự do
–2.2. Adenosine triphosphate (ATP)
–2.3. Quá trình vậ n chuyể n điệ n tử
–2.3.1. Thành phầ n củ a chuỗ i vậ n chuyể n điệ n tử
–2.3.2. Sự vậ n chuyể n điệ n tử trong chuỗ i hô hấ p
–2.3.3. Q/trình phosphoryl hoá OXH - tổ ng hợ p ATP
9/27/2010
2
I. TRAO ĐỔ I CHẤ T
•1.1. Khái niệ m
– Tổ ng p.ứ . h.họ c do enzyme x.t, phầ n lớ n xả y ra trong TB; là
h.đ có m/đích, có tính đ/hư ớ ng và điề u tiế t ph.hợ p cao.
•1.2. Chứ c năng sh cơ bả n củ a TĐC
–Khai thác NL từ các h/chấ t h/cơ hay từ NL á/sáng m/trờ i (ở
các s/vậ t q/hợ p)
–Biế n đổ i các chấ t ddư ỡ ng nhậ n từ mts thành nhữ ng đ.vị
c.trúc hoặ c nhữ ng tiề n chấ t củ a các th.phầ n trong TB.
– Lắ p ráp các đ.vị c.trúc thành protein, AN, lipid, polysaccharid
và nhữ ng th.phầ n đ.trư ng khác củ a TB.
– Kiế n tạ o và ph.giả i các ph.tử s.họ c cầ n thiế t cho nhữ ng
ch.năng ch/hoá củ a TB.
1.3. Đồ ng hoá và dị hoá
–Hai q/t c/bả n củ a TĐC
– Đố i lậ p, th.nhấ t,
– Liên quan mậ t thiế t
– Hỗ trợ b/sung cho nhau
•Dị hoá:
– Phân giả i các h/chấ t h/cơ (saccharid, protein, lipid…từ TĂ
hay kho dự trữ nộ i bào) → các SP đ/giả n hơ n → chấ t thả i:
CO2, H2O, NH3, Pi, vv …
– Năng lư ợ ng trong các h/chấ t h/cơ bị ph/giả i đư ợ c gi/phóng,
phầ n lớ n đư ợ c t/luỹ trong ATP để s/dụ ng cho nhữ ng h/đ
số ng.
•Đồ ng hoá:
–Tổ ng hợ p củ a TĐC. Các ph/tử tiề n chấ t nhỏ đư ợ c dùng để
t/hợ p nên các đạ i ph/tử : protein, saccharid, lipid, … đ/trư ng
củ a TB. Đòi hỏ i NL (từ ph/giả i ATP).
9/27/2010
3
Hai pha củ a TĐC (đồ ng hoá và dị hoá) là
mộ t mố i mâu thuẫ n thố ng nhấ t
– Đồ ng hoá → mọ i th/phầ n củ a cơ thể , trong đó có enzim, nhờ
enzim các p.ứ . ph/giả i (dị hoá) mớ i xả y ra đư ợ c
– Các sả n phẩ m trung gian và năng lư ợ ng tạ o ra trong qt dị
hoá là ng/liệ u và NL để t/hợ p các chấ t x/d TB….
Năng lư ợ ng từ
các hợ p chấ t hữ u cơ
(carbohydrate, protein, lipid)
ATP, CO2,
H2O, NH3
Amino aicd,
đư ờ ng, axit béo….
Phân tử lớ n củ a tế bào:
protein,acid nucleic,
lipid, polysaccharide
ADP+Pi
NAD+
NADP+
ATP
NADH
NADPH
dị hoá Đ/hoá
Tế bào SV
Tự dư ỡ ng (autotrophes)Dị dư ỡ ng (heterotrophes)
-Dùng CO2tổ ng hợ p mọ i
hợ p chấ t h/cơ cầ n thiế t
- Không có kn dùng CO2, lấ y
C từ chấ t h/cơ có sẵ n do SV
tự dư ỡ ng tạ o ra.
-Các SV q/hợ p, h/hợ p -TB đ/vậ t bậ c cao, phầ n lớ n VSV
hiế u khí
SV dị dư ỡ ng
kỵ khí
• Dùng O2,• Không dùng O2,
• Mt số ng có O2
• Mt số ng vắ ng O2
• Oxy hóa
• Lên men
1.4.Ba giai đoạ n củ a sự chuyể n hoá trung gian
9/27/2010
4
Acid amin Đư ờ ng đơ n Glycerol,
lipid
Protein CARBOHYDRATE
acid béo
Pyruvate
Acetyl-CoA
NH3
NADH
ATP
NADH
FADH2
Oxaloacetate Citrate
Isocitrate
α-ketoglutarate
Succinyl-CoA
Malate
Fumarate
Succinate
VÒNG
KREBS
CO2
CO2
NADH
FADH2
ATP
Các
cytochrom
CoQ
O2
ATP
Chuỗ i hô hấ p
Giai đoạ n I
Giai đoạ n II
Giai đoạ n III
CO2
Đư ờ ng phân
Ở đv, giai đoạ n I củ a dị hoá bắ t đầ u bằ ng việ c th/phân các
chấ t dd như protein, carbohydrate, lipid … nhờ các enzim ở
đư ờ ng tiêu hoá.
các đ/vị c/tạ o t/ứ ng: aa, đư ờ ng đơ n; các acid béo, glycerol
Ởgiai đoạ n 2, đư ờ ng đơ n và glycerol bị ph/giả i thành pyruvate
(3C), sau đó thành acetyl-CoA (2C). Các aa, acid béo
acetyl-CoA
Acetyl.CoA là điể m hộ i tụ , là sp chung trong ch/hoá củ a cả
protein, carbohydrate và lipid ở cuố i giai đoạ n 2
Trong giai đoạ n 3, acetyl-CoA vào vòng Krebs, đư ợ c OXH
triệ t để thành CO2và nư ớ c. Các cặ p hydro cao năng đư ợ c
tách ra (NAD.H và FAD.H2)chuỗ i hô hấ p.
Các p.ứ . STH cũng diễ n ra qua mộ t số g/đ, đi ngư ợ c lạ i vớ i
các chuỗ i p.ứ . dị hoá.
9/27/2010
5
II. NĂNG LƯ Ợ NG SINH HỌ C
–2.1.Năng lư ợ ng tự do
•Là kh/năng sinh công
•TB số ng cầ n NL để tạ o ra glucose từ thán khí và
hơ i nư ớ c, để nhân đôi DNA hoặ c để vđ (co duỗ i
cơ )…
•Tr/thái c/trúc có trậ t tự , có m/độ t/chứ c cao củ a
mộ t h/thố ng số ng đòi hỏ i NL vào việ c d/trì tr/thái ấ y
và cho nó hđ, (Vì mọ i vậ t số ng đề u là h/thố ng v/lý,
h/họ c chịu sự ch/phố i củ a các ng/lý nh/đ/họ c.
•SV chịu sự ch/phố i củ a 2 ng/lý nhiệ t độ ng họ c:
•Ng/lý 1: Trong các qt (v/lý và h/họ c), NL không sinh ra
và cũng không mấ t đi, mà chỉ ch/hoá từ dạ ng này sang
dạ ng khác (∑NL củ a mộ t h/thố ng và vũ trụ bao quanh
luôn giữ nguyên, không đổ i).
•Ng/lý 2:Bấ t kỳ mộ t qt nào cũng biế n độ ng theo hư ớ ng
sao cho entropy củ a h/thố ng và vũ trụ bao quanh luôn
tăng dầ n để cuố i cùng đạ t cự c đạ i, ở đó qt đạ t tr/thái cân
bằ ng và ngừ ng diễ n biế n vì đã đạ t sự đồ ng đề u về t°, C,
p, vv.
•Mộ t pứ h/họ c hay mộ t qt v/lý trong lúc d/biế n để đi tớ i
tr/thái c/bằ ng có kh/n sinh công hữ u ích (gọ i là NL tự do,
k/hiệ u G).
• Qua kh/sát b/đổ i entropy, có thể biế t số NL hữ u ích theo
ph/trình:
–G = E - T. S