SINH HỌC 10

GV: PHAN LÊ NHẬT BỬU

Bài 16
PHÂN GIẢI CÁC CHẤT
VÀ GIẢI PHÓNG NĂNG LƯỢNG
Khi hoạt động nặng, nhu cầu oxygen của tế bào rất cao để cung
cấp đủ năng lượng cho cơ thể. Tuy nhiên, trong trường hợp thiếu
oxygen thì tế bào sẽ tạo ra năng lượng bằng cách nào?
Khi cần năng lượng cho các hoạt động, trong trường hợp thiếu
oxygen thì tế bào sẽ tạo năng lượng thông qua quá trình phân giải kị
khí.

I. KHÁI NIỆM PHÂN GIẢI CÁC CHẤT TRONG TÊ' BÀO

Phân giải các chất trong tế bào là quá trình biến đổi các chất phức tạp
thành những chất đơn giản, đồng thời giải phóng năng lượng được
tích lũy trong các chất đó.

I. KHÁI NIỆM PHÂN GIẢI CÁC CHẤT TRONG TÊ' BÀO
Cho một số ví dụ về quá trình phân giải các chất trong tế bào (nêu
rõ nguyên liệu tham gia và sản phẩm được hình thành).
Quá trình

Nguyên liệu

Sàn phẩm

Phân giải nucleic acid

DNA, RNA

Nucleotide

Phân giải protein

Protein

Amino acid

Phân giải lipid

Lipid

Glycerol, acid béo

Tại sao nói quá trình phân giải các chất song song với giải phóng
năng lượng?
Quá trình phân giải các chất song song với giải phóng năng lượng vì
trong quá trình phân giải các chất phức tạp thành các chất đơn giản
sẽ đồng thời giải phóng năng lượng tích lũy từ các chất phức tạp
đó.
II. QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI HIẾU KHÍ
Hãy cho ví dụ chứng minh tốc độ của phân giải hiếu khí phụ thuộc
vào nhu cầu năng lượng của cơ thể.
- Khi tập thể dục hoặc lao động nặng thì chúng ta lại thở mạnh
để phổi hấp thụ được nhiều khí O2 tạo ra năng lượng cho các
hoạt động đó.
- Tốc độ của phân giải hiếu khí của một vận động viên đang thi
đấu nhanh hơn một nhân viên văn phòng do vận động viên có
nhu cầu năng lượng nhiều hơn.

II. QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI HIẾU KHÍ

1. Khái niệm phân giải hiếu khí

- Là quá trình phân giải các chất hữu cơ khi có oxygen thành
sản phẩm cuối cùng là CO2 và H20, đồng thời giải phóng
năng lượng được tích lũy chuyển thành dạng năng lượng dễ
sử dụng trong các phân tử ATP.
- Năng lượng trong các hợp chất hữu cơ được giải phóng từng
phần thông qua một chuỗi các phản ứng oxi hóa khử.
- Phương trình tổng quát:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H20 + Q (nhiệt + ATP)

Quan sát Hình 16.2, hãy cho biết quá trình phân giải hiếu khí gồm
những giai đoạn nào? Mối quan hệ giữa các giai đoạn đó là gì?

Quá trình phân giải hiếu khí được chia thành ba giai đoạn:
đường phân, oxi hóa pyruvic acid và chu trình Krebs, chuỗi chuyền
electron hô hấp.
Mối quan hệ giữa các giai đoạn:
Sản phẩm của quá trình trước làm nguyên liệu cho quá trình sau.
Nếu một trong ba giai đoạn bị ức chế sẽ dẫn đến toàn bộ quá trình bị ngừng lại.

Tại sao quá trình đường phân tạo được 4
phân tử ATP nhưng hiệu quả thực sự chỉ
có 2 phân tử ATP?
Nguyên liệu của quá trình đường phân:
1 phân tử glucose, 2 phân tử ATP và 2
phân tử NAD+.
Sản phẩm quá trình đường phân thu
được gồm 2 phân tử pyruvic acid, 2
phân tử ATP và 2 phân tử NADH.
Quá trình đường phân tạo được 4 phân
tử ATP nhưng do 2 phân tử ATP đã
được sử dụng để hoạt hoá glucose nên
chỉ thu được 2 ATP.



II . CÁC GIAI ĐOẠN CHÍNH CỦA QUÁ TRÌNH HÔ HẤP TẾ BÀO

a/Đường phân

- Vị trí: Ở tế bào chất.
- Nguyên liệu: Glucozo.
- Diễn biến: Glucôzơ bị biến đổi, các liên kết bị phá vỡ.
* Chú ý: Thực tế tạo ra 4 ATP nhưng đã dùng 2 ATP để hoạt hoá phân tử glucozo.
- Sản phẩm: 2 phân tử axit piruvic, 2 ATP, 2 NADH.

Sau khi kết thúc giai đoạn oxi hoá
pyruvic acid và chu trình Krebs, đã
có những sản phẩm nào được tạo
thành?

- Sản phẩm của giai đoạn oxi hóa pyruvic acid: 2 phân tử CO2, 2 NADH.
- Sản phẩm của chu trình Krebs: 4 phân tử CO2, 2 ATP, 2 FADH2, 6
NADH
Sau khi kết thúc giai đoạn oxi hoá pyruvic acid và chu trình Krebs, sản

b/ Oxi hóa pyruvic acid và Chu kỳ Krebs



- Vị trí: Ở chất nền ti thể
- Nguyên liệu: 2 pyruvic acid.
- Diễn biến:
+ 2 pyruvic acid bị ôxi hóa tạo thành 2
phân tử Acetyl – CoA + 2 CO2 + 2
NADH.
+ 2 phân tử Acetyl – CoA đi vào chu
trình Krebs tạo ra 2 ATP, 6 NADH và 2
FADH2, 4 CO2.
- Sản phẩm: 6CO2, 2 ATP, 8 NADH và 2
FADH2.

2 axit piruvic
(3C)
2CO
2

2NAD++
2NAD
2NADH
2 NADH
6NAD+
6 NADH
2 FAD+

2ATP

FADH2

 Trong

gì?

quá trình phân giải hiếu khí, oxygen có vai trò

Trong quá trình chuỗi chuyền electron hô hấp, electron được giải
phóng từ NADH và FADH, được chuyển đến chất nhận electron cuối
cùng là phân tử oxygen để tạo thành nước.
Vai trò của oxygen trong chuỗi truyền electron là vận chuyển
electron cuối cùng trong chuỗi truyền electron:
Các electron được vận chuyển từ nơi có thế năng oxi hóa khử - thấp
đến nơi có thế năng oxi hóa - khử cao.
Oxygen là chất nhận electron cuối cùng do oxygen có khả năng oxi
hóa cao, do đó, nếu không có oxi, chuỗi truyền electron sẽ không
diễn ra,
và sẽ chuyển sang con đường hô hấp kị khí (lên men) có hiệu quả
chuyển hóa năng lượng thấp hơn (lượng ATP tạo thành sẽ thấp) và
tạo ra các sản phẩm (axit lactic, rượu etylic) làm đầu độc tế bào.



c/Chuỗi chuyền electron hô hấp

- Vị trí : Ở màng trong ti thể
- Nguyên liệu: NADH và
FADH2.
- Diễn biến: Electron chuyển từ
NADH và FADH tới O2 thông
qua một chuỗi các phản ứng
ôxi hóa khử kế tiếp nhau. Năng
lượng được giải phóng từ quá
trình ôxi hóa phân tử NADH
và FADH2 tổng hợp nên ATP.
- Sản phẩm: H2O và ATP.

III.QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI KỊ KHÍ
Trong trường hợp nào tế bào sẽ chuyển sang hình thức phân giải
kị khí?
Khi tế bào  không có oxygen, tế bào sẽ chuyển sang con đường hô
hấp kị khí.
Tại sao quá trình phân giải kị khí không có sự tham gia của ti
thể?
Trong quá trình phân giải kị khí, do không có oxygen nên pyruvic
acid được giữ lại ở bào tương và chuyển hóa trực tiếp thành các
sản phẩm khác mà không được chuyển vào ti thể,
Do đó quá trình phân giải kị khí không có sự tham gia của ti thể.

III.QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI KỊ KHÍ
Tại sao quá trình phân giải kị khí tạo rất ít ATP nhưng vẫn được các
sinh vật sử dụng?
 Quá

trình phân giải kị khí tạo rất ít ATP nhưng vẫn được các
sinh vật sử dụng vi kiểu hô hấp này vẫn được duy trì ở tế bào
cơ vì không tiêu tốn oxygen.
Khi cơ thể vận động mạnh như chạy, nhảy, nâng vật nặng ... các
tế bào cơ trong mô cơ co cùng một lúc, hệ tuần hoàn chưa kịp
cung cấp đủ oxygen cho hô hấp hiếu khí,
khi đó giải pháp tối ưu là hô hấp kị khí đáp ứng kịp thời ATP
mà không cần đến oxygen.

III.QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI KỊ KHÍ
Phân giải kị khí (trong tế bào chất)
2ATP

H2O

A. Lên men

Đường phân
Glucose
Axit piruvic
(C6H12O6)
2CH3COCOOH

Tế bào chất

Ti thể
+O2

B.Hô hấp hiếu khí
(trong ti thể)

Rượu etilic
(2C2H5OH) + 2CO2
hoặc axit lactic
(C3H6O3)

6CO2
6H2O
32ATP

Phân giải hiếu khí (trong tế bào chất, ti thể)

III.QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI KỊ KHÍ



- Điều kiện: Không có oxygen
- Vị trí xảy ra: tế bào chất
- Tạo được 2 ATP
- Chất cho và nhận electron đều là chất hữu cơ.
- Gồm 2 giai đoạn:
- Đường phân: Glucôzơ → 2 Axit Piruvic + 2 ATP + H2O
- Lên men: Tạo rượu êtilic + CO2 hoặc axit lactic

Tìm hiểu và cho biết một số ứng dụng của quá trình phân giải kị khí
trong đời sống.
- Phân giải kị khí là quá trình phân giải chất hữu cơ trong điều kiện
không có oxygen, trong đó, chất cho và nhận electron đều là chất
hữu cơ.
- Hai hình thức lên men phổ biến là lên men rượu và lên men lactic.
Một số ứng dụng của quá trình phân giải kị khí trong đời sống:
làm bánh mì; muối rau, củ, quả; ủ rượu;
muối dưa, muối cà, làm sữa chua, làm phomat,...

Cho ví dụ để chứng minh mối quan
hệ giữa quá trình tổng hợp và quá
trình phân giải các chất trong tế
bào.

Quá trình tổng hợp tạo nên các chất cung cấp nguyên liệu cho quá trình
phân giải, ngược lại, quá trình phân giải các chất cung cấp năng lượng
và nguyên liệu cho quá trình tổng hợp.
Thực vật thực hiện quá trình quang hợp để tổng hợp các cacbohidrat,
cacbohidrat này lại là nguyên liệu cho quá trình hô hấp hiếu khí ở thực
vật.
Năng lượng và sản phẩm do quá trình hô hấp hiếu khí sẽ được cung cấp

IV. Mối quan hệ giữa tổng hợp và phân giải các chất trong tế bào



- Tổng hợp và phân giải các chất trong tế bào là hai quá
trình đối lập nhưng có sự thống nhất với nhau để duy trì
các hoạt động sống của tế bào.

Cyanide là một hợp chất có một nguyên tử carbon liên kết với một
nguyên tử nitrogen bằng liên kết ba (C ≡ N). Đây là hợp chất được sử
dụng làm thuốc độc từ xa xưa. Nếu hít phải một lượng khí có chứa 0,2
% cyanide có thể tử vong ngay lập tức. Hãy tìm hiểu và cho biết tại sao
cyanide có thể gây tử vong.
- Khi cyanide đi vào cơ thể người sẽ tạo liên kết hóa học với các
heme trong máu (như hemoglobin) và khiến cho các tế bào này
không lấy được oxygen để thực hiện quá trình hô hấp, dẫn đến các
tế bào bị hủy hoại.
Cyanide khi đi vào cơ thể sẽ di chuyển rất nhanh đến các cơ quan
và phá hủy các cơ quan bằng cách ngăn các tế bào lấy khí oxygen
để thực hiện hô hấp tế bào, trong đó tim và não là hai cơ quan bị
tổn thương nhiều nhất vì đây là hai cơ quan có nhiều oxygen nhất,
do đó khi hít phải khí có chứa cyanide thì có thể tử vong ngay lập
tức.

Tại sao khi cường độ hô hấp giảm sẽ ảnh hưởng đến quá trình vận
chuyển các chất của tế bào?
Khi cường độ hô hấp giảm, sẽ không tạo ra được nhiều năng lượng
cho hoạt động của tế bào và lượng sản phẩm tạo ra cũng sẽ giảm
đi, nên khi cường độ hô hấp giảm sẽ ảnh hưởng đến quá trình vận
chuyển
chất
của"Phân
tế bào.
Có
ý kiếncác
cho
rằng:
tử glucose được vận chuyển vào trong ti
thể để tham gia vào quá trình hô hấp tế bào". Ý kiến trên là đúng
hay sai? Hãy thiết kế một thí nghiệm đơn giản để chứng minh.
Ý kiến này sai vì chất đi vào ti thể là acid pyruvic, là sản phẩm của đường
phân khi chuyển hóa glucose ở tế bào chất.
Thí nghiệm đề xuất:
Em có thể thiết kế thí nghiệm gồm 2 mẫu ống nghiệm: một ống chứa
glucose và dịch nghiền tế bào, một ống chứa glucose và ti thể, sau đó sử
dụng ống dẫn khí (cắm vào nút bịt ống nghiệm), để ở miệng ống dẫn khí
cốc chứa nước vôi trong và kiểm tra xem ống dẫn khí nào chứa CO2 (ống

 So

sánh phân giải hiếu khí và phân giải kị khí.

Giống nhau:
+ Đểu là quá trình phân giài chất hữu cơ trong tế
bào.
+ Đều tạo nàng lượng ATP cung cấp cho cơ thể.
+ Đều có giai đoạn đường phân.
Khác nhau:

 So

Cơ chế

sánh phân giải hiếu khí và phân giải kị khí.
Tiêu chí

Điểu kiện

Phân giải hiếu khí
Gồm ba giai đoạn: đường phân;
oxi hoá pyruvic acid và chu trình
Krebs; chuỗi chuyển electron hô
hấp
Có oxygen

Phân giải kị khí
Gồm hai giai đoạn:
đường phân và lên
men
Không có oxygen

Nơi diễn ra

Tế bào chất và ti thể

Tế bào chất

Chất nhận electron

Phân tử oxygen

Pyruvic acid

Sản phẩm tạo thành

H2O và co2

Số lượng ATP

32 phân tử ATP

Acid lactic hoặc rượu
ethanol và CO2
2 phân tử ATP

Nếu cho vào tế bào một chất hoá học để phá huỷ màng trong ti
thể, hãy cho biết:
a. Hậu quả gì sẽ xảy ra đối với tế bào?
b. Trong trường hợp này, số ATP được giải phóng sẽ là bao nhiêu?
a. Nếu chất hóa học phá hủy màng trong ti thể,
chuỗi truyền electron sẽ không diễn ra, dẫn đến hô
hấp hiếu khí không được thực hiện, tế bào chuyển
sang hô hấp kị khí.
b. Trong trường hợp này, số ATP được giải phóng
là 2 ATP.