Hô hấp tế bào

HƠ HẤP TẾ BÀO • Mục tiêu học tập 1. Nêu được 9 bước phản ứng của sự đường phân và các sản phẩm tạo thành khi không có oxy. 2. Trình bày các giai đoạn của chu trình Krebs và các sản phẩm của mỗi giai đoạn. 3. Giải thích cơ chế sự hình thành ATP trong chuỗi chuyền điện tử. 4. Nêu được vị trí của các chất cản sự hô hấp tế bào. Khái niệm: quá trình oxy hóa thức ăn kèm theo tổng hợp ATP xảy ra trong TB Kết quả các phân tử lipid, polysaccharid, acid béo & protein bị phân hủy→ CO2, nước,ATP ATP: Adenosin triphosphate
cần cho họat động sống của TB • • Mất nguyên tử hydrogen C6H12O6 + 6 O2 →6CO2 + 6H2O + năng lượng (ATP) • • Thêm nguyên tử hydrogen HƠ HẤP TẾ BÀO
Glyco giải: xảy ra ở tế bào chất
Chu trình Krebs: xảy ra trong matrix của ty thể
Sự phosphoryl hóa oxid hóa: xảy ra ở màng trong của ty thể HƠ HẤP TẾ BÀO CÁC GIAI ĐỌAN CHÍNH CỦA SỰ HÔ HẤP TẾ BÀO Sự đường phân (glyco giải-glycolysis) ♦ là sự biến đổi 1 phân tử glucose → 2 acid pyruvic ♦ xảy ra ở chất TB của các TB Sự đường phân Sự đường phân (glyco giải-glycolysis) ♦ Tổng kết đường phân •1glucose (6C) → 2 acid pyruvic (3C). • 4 ATP - 2 ATP = 2 ATP # 5% năng lượng • 2 NADH tạo #16% năng lượng khác, nhưng không được sử dụng trong điều kiện thiếu O2. ♣ nấm men: không có không khí, có thể sử dụng năng lượng cần thiết chỉ do sự glyco-giải. Chu trình Krebs • = chu trình acid citric = chu trình acid tricarboxylic ♦ Có oxy, pyruvat bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2 &ø H2O bởi chu trình Krebs. ♦ xảy ra trong chất nền của ty thể • • Acid pyruvic khuếch tán từ tbc vào chất nền ty thể NAD+ NADH+ H+ Acid pyruvic + CoA Acetyl CoA CO2 • ♦ Acid pyruvic bị oxy hóa • ♦ NAD+ bị khử → NADH. • ♦ 1 C → CO2. α-Ketoglutaric acid A c i d s u c c i n i c Acid malic Succinyl-CoA ♦ CoA + 2 carbon từ acid pyruvic→ acetyl CoA. • 2C của phần acetyl vào chu trình Krebs, • CoA được thải ra khỏi chu trình. • * Giai đoạn 1: enzym citrate synthase. • * Giai đoạn 2 và 3: NADH, ATP và CO2 • * Giai đoạn 4 và 5: FADH2 và NADH. • Mỗi vòng quay → 2 CO2 và lấy ra 4 cặp điện tử. • CO2 khuếch tán ra ngoài khỏi ty thể. • Bốn cặp điện tử đến chất nhận→ 3 NADH &ø 1 FADH2 • Tạo ATP = phosphoryl hóa đài chất. Chu trình Krebs Kết quả của glyco giải & CT Krebs 2106Tổng cộng 2642 Acetyl CoA→ 4CO2 0222 A. pyrucic→2 Acetyl CoA 0201 Glucose→2 A. pyrucic FADH2NADHCO2 Chuỗi chuyền điện tử ♦ Peter Mitchell đề nghị đầu 1960 cơ chế hoá thẩm. ♦ phương trình: • 2NADH + O2 → 2 H2O + 2NAD + ♦ quá trình e- di chuyển theo chuỗi, năng lượng giải phóng được dùng để bơm proton từ bên trong ty thể xuyên qua màng trong vào khoảng giữa hai màng ty thể . • →tạo ra gradient điện hóa của các proton • và luồng proton kích thích enzym ATP synthase xúc tác phản ứng chuyển hóa ADP + Pi → ATP. ♦ Các ion H+ từ matrix →khoảng giữa hai màng, tạo gradient H+ dự trữ năng lượng được sử dụng để tổng hợp ATP ♦ ion H+ chỉ có thể trở lại matrix qua protein ATP synthase, ATP synthase cũng chứa enzym xúc tác sự phosphoryl hóa của ADP + Pi → ATP. • 1 NADH tạo 3 ATP, 1FADH2 tạo 2 ATP. • Quá trình tích trữ năng lượng ATP diễn ra với sự có mặt của oxy được gọi là phosphoryl oxy hóa. Chuỗi chuyền điện tử Tổng năng lượng của hơ hấp oxy hĩa ♦ 1 glucose chỉ tạo 4 ATP = phosphoryl hóa ở mức đài chất. ♦ # 34 ATP tạo ra trong chuỗi chuyền điện tử và hóa thẩm từ NADH và FADH2 • 1 glucose tạo # 36 ATP phụ thuộc vào sự cung cấp oxy tới TB, loại TB ♦ Không oxy →không có chất nhận điện tử cuối cùng→ hóa thẩm ngừng→ thiếu năng lượng. glucose Glyco gỉai CT Krebs Acid pyruvic Acetyl CoA 2 FADH2 6 NADH 2 NADH 2 NADH 2 ATP 6 ATP 6 ATP 2 ATP 18 ATP 4 ATP Một vài chất độc cản sự hơ hấp tế bào ♦ Rotenone ♦ Cyanide & carbon monoxide ♦ Chất kháng sinh, oligomycin: ♦ Loại chất độc thứ ba: dinitrophenol làm rò rỉ ion H+→ làm mất gradient H+. • tiêu thụ oxygen ở tốc độ >bình thường, • không tạo ATP nào. Sự lên men • Sự lên men rượu ethanol • nấm men Saccharomyces cerevisiae & 1 số VSV → rượu ethanol • 2ADP+2P 2 ATP CO2 Glucose 2 acid pyruvic 2 ethanol 2NAD+ 2NADH 2NADH+ 2H+ 2NAD+ • - thực hiện bởi nhiều loại tế bào. • - ATP thu được =lên men rượu, • - không thải CO2 • - lên men phó-mát & yaourt. • 2ADP+2P 2 ATP • • Glucose 2 acid pyruvic 2 acidlactic 2NAD+ 2NADH 2NADH + 2H+ NAD+ Sự lên men acid lactic Sự điều hịa hơ hấp • enzym phosphofructokinase xúc tác bước thứ 3 của đường phân ♦ Nếu ATP và acid citric có nồng độ cao sẽ ức chế toàn bộ quá trình dị hóa, ♦ còn ADP nhiều sẽ kích thích thoái dưỡng tăng nhanh. • Sinh tổng hợp • cung cấp sườn carbon →phân tử cấu trúc, sửa chữa và tăng trưởng. Sử dụng: ♦ acid amin từ sự tiêu hóa của protein. ♦ chất trung gian từ đường phân và chu trình Krebs • → protein, chất béo, polysaccharid. • Các con đường sinh tổng hợp này tiêu thụ nhiều năng lượng. • Ví dụ tế bào vi khuẩn tăng trưởng nhanh có thể dùng đến 90% năng lượng cho sinh tổng hợp protein.