Bài giảng Hóa sinh: Chuyển hóa năng lượng sinh học - DSCKII. Nguyễn Văn Ảnh

Chia sẻ: AndromedaShun _AndromedaShun | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:57

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hóa sinh: Chuyển hóa năng lượng sinh học - DSCKII. Nguyễn Văn Ảnh. Sau khi học xong bài này, học viên có thể: trình bày được những khái niệm về phản ứng oxy hóa khử, sự phosphoryl hóa và sự khử phosphoryl, đặc biệt là vai trò của các liên kết phosphat giàu năng lượng và hệ thống ADP - ATP; phân tích được bản chất và quá trình chuyển biến của sự hô hấp tế bào;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa sinh: Chuyển hóa năng lượng sinh học - DSCKII. Nguyễn Văn Ảnh

Bài giảng Hóa sinh CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG SINH HỌC DSCKII.Nguyễn văn Ảnh 1
MỤC TIÊU : Trình bày được những khái niệm về phản ứng oxy hoá khử, sự phosphoryl hoá và sự khử phosphoryl, đặc biệt là vai trò của các liên kết phosphat giàu năng lượng và hệ thống ADP ATP Phân tích được bản chất và quá trình chuyển biến của sự hô hấp tế bào Trình bày và phân tích được chu trình Krebs. 2
1. ĐẠI CƯƠNG 1.1. Khái quát về chuyển hóa ở động vật và người : 1.1.1. Chuyển hóa các chất Tập hợp các quá trình hóa học xảy ra trong cơ thể sống , từ khi thức ăn đưa vào cơ thể, đến khi chất cặn bả được đào thải ra ngoài Xảy ra qua nhiều khâu, qua nhiều chất trung gian, những chất trung gian gọi là sản phẫm chuyển hóa. Thực chất : gồm những dãy liên tiếp của các quá trình thoái hóa (dị hóa) và tổng 3
1.1.2. Đồng hóa và dị hóa : - Đồng hóa : + Là quá trình biến đại phân tử hữu cơ có tính đặc hiệu theo nguồn gốc thức ăn thành các đại phân tử đặc hiệu của cơ thể : glucid, lipid, protid, acid nucleic + Xảy ra qua 3 bước : . Tiêu hóa : thủy phân các đại phân tử đặc hiệu của thức ăn thành các đơn vị cấu tạo không đặc hiệu nhờ các enzym thủy phân trong dịch tiêu hóa . Hấp thụ : sản phẩm tiêu hóa cuối cùng sẽ được hấp thu qua niêm mạc ruột non vào máu và bạch huyết (bằng cơ chế vận chuyển, khuyếch tán,...) . Tổng hợp : từ máu ( mô và được tế bào sử dụng tổng hợp thành những đại phân tử có tính đặc hiệu của cơ thể ( có thể đặc hiệu cho loài và cho mô), quá trình tổng hợp này cần năng lượng. 4
Dị hóa : là phân giải các đại phân tử sử dụng của tế bào mô thành các sản phẩm đào thải ( Ví dụ : phân giải 1 chất thành chất nhỏ hơn và có thải ra năng lượng ( thoái hóa ) Hai quá trình này ngược chiều nhau, nhưng luôn thống nhất và đi đôi trong cơ thể. 5
1.2. Năng lượng tự do và công : Các dạng công : + Công thẩm thấu : Giúp cho sự vận chuyển tích cực qua màng chống lại Gradient nồng độ . Ví dụ: sự hấp tái thu ở ống thận ( Grad: sự sai biệt) + Công hóa học : giúp cho sự co duỗi các bào quan, tế bào ... + Các dạng công ít gặp : công điện học, quang học 6
2. PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ: 2.1. Định nghĩa: Phản ứng oxy hóa khử là phản ứng trong đó có sự cho và nhận điện tử hay có sự thay đổi số OXH ( tức là dịch chuyển e ) có thể kèm theo ( hay không ) sự cho và nhận Oxy, Hydro ( đặc trưng nhất cho phản ứng OXH khử là số OXH ). Phân biệt phản ứng hay hiện tượng OXH (hoặc khử ) và chất OXH ( hoặc khử ) + Phản ứng hay hiện tượng OXH là hiện tượng trong đó có sự nhả e hay nhả Hydro, còn khử ngược lại. + Chất OXH là chất có thể nhận e, và chất khử là chất có thể cho e ( khử cho, O nhận ) 7
e H O Phản ứng OXH + Hiện Khử + + tượng Chất OXH + + Khử + Ví dụ: e Fe2+ Fe3+ ( chất khử) + e (chất oxh) Phản ứng OXH khử thực chất gồm 2 phản ứng ngược nhau nhưng luôn đi đôi với nhau bao giờ cũng có chất OXH và chất khử, tập họp nhau thành cặp hay hệ thống OXH khử. Ví dụ: cặp OXH khử Fe2+ ( hay còn gọi là hệ thống ). 8
2.2. Thế năng OXH khử ( E ) Tùy theo nhiệt độ các thành phần OXH và Khử mà 1 cặp OXH khử có xu hướng nhận e nhiều hay ít, xu hướng này tạo cho dung dịch 1 thế năng gọi là thế năng OXH khử , và tính theo công thức Nernst : E : Thế năng OX khử E0 : là thế năng OXH Khử chuẩn n : số e trao đổi hay di chuyển R : hằng số khí lý tưởng F: hằng số Faraday = 96.500 Coulomb T: nhiệt độ tuyệt đối Khi [OH] = [Kh] ==> E = E 0 9
Thế năng OX Kh biểu hiện cho nhận e của hệ thống : hệ thống có E thấp ( nồng độ chất khử lớn thì xu hướng phóng e cao), nghĩa là hệ thống có E thấp dễ cho e và ngược lại hệ thống có E cao dễ nhận e. Hydro hay e sẽ chuyển từ hệ thống có E thấp đến hệ thống có E cao. E’o : thế năng OXH khử chuẩn ở điều kiện pH = 7, và luôn được cho trước và từ đó cho chúng ta tính trước chiều hướng phản ứng. 10
Ví dụ 1: Ta có cặp OX Kh ( OX ) (Kh) A / AH2 > E’0 A B / BH2 > E’0B E’0A AH2 + B A + BH2 VD2 : NAD + / NADH,H+ E’o = 0,32 ( thấp ) FAD / FADH2 E’o = 0,06 ( cao) NADH,H+ + FAD NAD + + FADH2 VD3: Cytb Fe3+ / Cytb Fe2+ E’o = + 0,03 ( thấp ) Cytc Fe3+ / Cytc Fe2+ E’o = + 0,25 ( cao ) Cytb Fe2+ + Cytc Fe3+ = cytb Fe3+ + cytc Fe2+ 11
12
3. Phosphoryl hóa và khử phosphoryl : 3.1. Định nghĩa : * Phosphoryl hóa : chất hữu cơ tác dụng với Pvc hoặc hữu cơ để tạo hợp chất phosphat. Phản ứng thuộc loại thu năng lượng ( để tích trữ năng lượng ) Do enzym xúc tác với cơ chất là Pvc hay Phosphat hữu cơ 13
* Khử Phosphoryl : Cắt đứt liên kết phosphat, giaỉ phóng phosphat ( nếu dưới dạng Pvc sẽ chuyển ngay đến 1 chất hữu cơ khác ). Khi phản ứng xảy ra thì nó phát ra năng lượng và năng lượng này bằng năng lượng tạo phosphat Do enzym xúc tác Phản ứng trên gọi là phản ứng song biến hay liên hợp 14
3.2. Các loại liên kết phosphat : Phân loại dựa vào năng lượng tự do được giải phóng khi cắt đứt liên kết đó 3.2.1. Liên kết phosphat nghèo năng lượng : Khi năng lượng giải phóng vào khoảng 2 4 kcal/mol hoặc
16
3.2.2. Liên kết giàu năng lượng : Năng lượng giải phóng trên 7 kcal/mol : ký hiệu ~ P Tương đối không bền : dể tạo thành và dể cắt đứt 17
3.2.3. Vai trò phosphoryl hóa khử phosphoryl : * Trong việc vận chuyển, tích trữ và sử dụng năng lượng. Đặc biệt là các liên kết phosphat giàu năng lượng nhất là hệ thống ATP, ADP Khi ATP nhận thì sẽ chuyển sang cho Creatin Creatin + ATP == Creatin P + ADP 18
Khi ATP nhận thì sẽ chuyển sang cho Creatin Creatin + ATP == Creatin P + ADP ATP là kho dự trử năng lượng số 1 Creatin P là kho số 2 Khi lượng ATP giảm> Creatin P sẽ chuyển phosphat sang ADP để tái tạo ATP rồi mới được sử dụng. Ta thấy : Năng lượng do quá trình thoái hóa các chất không đưọc sử dụng ngay mà bắt buộc qua ATP mới được sử dụng, ngay cả Creatin P và vai trò trung tâm trong chuyển hóa năng lượng là ATP và ADP 19
* Hoạt hóa các chất : Nhờ sự phosphoryl hóa nhiều chất được gắn phosphat thành dạng hoạt hóa và nếu chuyển hóa tiếp tục sẽ được : * Hoạt hóa enzym, biến enzym thành các dạng hoạt động : Đôi khi ngược lại làm ứ c chế , biến enzym > dạng 20