HÔ HẤP TẾ BÀO
PHẦN 1

Dr VÕ VĂN TOÀN
QUYNHON UNIVERSITY
NỘI DUNG CHÍNH
Các con đường chuyển hóa
Phản ứng oxy hóa khử
Hô hấp tế bào
Đường phân
Chu trình Kreb
Chuỗi vận chuyển điện tử- Photphorin hóa oxy hóa
Sự lên men
Dòng chảy năng lượng và chu trình sinh thái
• Năng lượng từ mặt trời
• Năng lượng được lưu giữ trong các chất hữu cơ
• Cơ thể sử dụng các chất hữu cơ tạo ta năng lượng
Chuyển hóa năng lượng
Các chất hữu cơ lưu trữ năng lượng trong các liên kết các phân tử
Phân giải các hợp chất hữu cơ bằng enzym để giải phóng năng lượng (dị hóa)
Năng lượng tạo ra được sử dụng tạo ra công và một lượng nhỏ bị mất đi qua quá trình tỏa nhiệt.
Quá trình dị hóa
Quá trình dị hóa giải phóng năng lượng
Sự lên men
Sự phân giải một phần các phân tử đường trong điều kiện không có oxy (yếm khí)
Hô hấp tế bào
Phân giải hoàn toàn phân tử đường trong điều kiện có oxy ( háo khí)
Thường xảy ra ở ty thể tế bào có nhân thực
Cơ sở của hô hấp tế bào
Cơ sở của hô hấp tế bào
Cơ sở của hô hấp tế bào
ATP – Phân tử mang năng lượng
ATP- Adenosine triphosphate
Các liên kết hóa học giàu năng lượng
Có ba liên kết , tích lũy năng lượng trong các điện tích âm của nhóm phot phát
Các liên kết này không bền dễ thủy phân tạo năng lượng
Phản ứng oxy hóa khử
Những con đường dị hóa
Năng lượng giải phóng được sử dụng để tổng hợp ATP
Có sự vận chuyển điện tử (electron)
Phản ứng oxy hóa khử
Sự vận chuyển của một hay nhiều điện tử từ chất này tới chất khác gọi là phản ứng oxy hóa khử hoặc phản ứng khử .
Sự mất điện tử gọi là oxy hóa (oxidation).
Sự nhận điện tử gọi là sự khử (reduction)
Phản ứng oxy hóa khử
Sự oxy hóa (Oxidation)
Mất điện tử từ một chất
Sự khử (Reduction)
Sự nhận điện tử từ một chất khác

Na + Cl Na+ + Cl-


Phản ứng oxy hóa khử

Na + Cl Na+ + Cl-


Xe- + Y X + Ye-

Chất khử - Cho điện tử (X)
Chất oxy hóa - Nhận điện tử (Y)

Các phản ứng oxy hóa khử
Không có sự cho nhận điện tử
Thường xuất hiện khi cho sự vận chuyển điện tử không hoàn toàn nhưng đòi hỏi sự thay đổi các mức trong liên kết đồng hóa trị
- Liên kết không phân cực thành liên kết phân cực
Phản ứng đốt cháy CH4 là phản ứng oxy hóa khử dễ xảy ra
(Không phân cực)
(phân cực)
Phản ứng oxy hóa khử
Liên kết không phân cực thành phân cực
Các điện tử chuyển đến các nguyên tử mang điện tích âm
Các điện tử mất năng lượng sẽ mất điện tích ở các nguyên tử mang điện tích ấm
Phản ứng oxy hóa khử có sự phân bố lại điện tử lớn hơn ở oxy tạo ra năng lượng hóa học để tạo ra công
Điện tử trong hô hấp tế bào
Hô hấp tế bào không oxy hóa đường qua một giai đoạn
Đúng hơn, đường glucose và các chất khác được phân cắt dần dần theo một số giai đoạn, mỗi giai đoạn được xúc tác bởi enzym đặc hiệu.
Ở các giai đoạn chính, nguyên tử Hydro tách ra từ đường glucose và được gắn vào một coenzym như NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide)
NAD+ và NADH
Enzym dehydrogenase lấy hai nguyên tử hydro từ đường glucose, chuyển hai điện tử và một proton tới NAD+ và giải phóng một proton (H+)

H-C-OH + NAD+ C=O + NADH + H+
NAD+ và NADH
NAD + có chức năng như chất oxy hóa trong nhiều giai đoạn
oxy hóa khử trong suốt quá trình phân giải đường glucose
•Các điện tử được vận chuyển bởi NADH mất rất ít năng lượng điện thế trong quá trình này.
•Năng lượng này được sử dụng để tổng hợp ATP như trong chuối vận chuyển từ NADH đến oxygen.
Chuỗi vận chuyển điện tử
Các chất vận chuyển điện tủ tới oxygen qua một số giai đoạn
Bất ký giai đoạn nào có ∆G>7.3kcal/mole đều có thể tổng hợp ATP
Chuỗi vận chuyển điện tử
Nằm trên màng trong của ty thể
Điện tử đi vào chuỗi từ NADH
Đi qua nhiều phân tử có thể nhận điện tử trong chuỗi và cuối cùng tới oxygen
Oxygen nhận điện tử và H+ để tạo ra H2O
Tổng ∆G = 53kcal/mole [Từ đầu đến cuối]
Hô hấp tế bào
Tạo năng lượng
Phản ứng oxy hóa khử
Hô hấp tế bào
Đường phân
Chu trình Kreb
Chuỗi vận chuyển điện tử và oxy hóa phot phorin hóa
Gắn liền với quá trình chuyển hóa
Tổng quan về hô hấp tế bào
90%
Sự hình thành ATP
Mức độ cơ chất
Enzym vận chuyển nhóm photphat từ hợp chất hữu cơ từ ADP, tạo thành ATP
Photphorin hóa oxy hóa
Năng lượng từ các điện tử tách ra từ các phân tử hữu cơ được sử dụng để tổng hợp ATP
Photphorin hóa mức độ cơ chất
Enzym chuyển nhóm photphat từ phân tử hữu cơ đến ADP,
tạo ra ATP
Quá trình đường phân
Glucose, đường 6 cacbon, được cắt thành hai phân tử đường 3 cacbon.
Các phân tử đường nhỏ này được oxy hóa và biến đổi thành hai phân tử pyruvat
Quá trình đường phân xảy ra theo 10 giai đoạn và được xúc tác bởi các enzym đặc hiệu
Đường phân được chia thành hai pha:
Pha cần năng lượng
Pha giải phóng năng lượng
Năng lượng đi vào và đi ra
trong quá trình đường phân
• Pha cần năng lượng đòi hỏi
2 ATP/glucose

• Trong pha tạo năng lương,
tạo ra được 4ATP và 2 NADH
• Tổng cộng từ đường phân
tạo ra được
2 ATP
2 NADH +2H+
Đường phân
Năng lượng cung cấp cho phản ứng
4 tạo ra hai đường 3 cacbon
Đường phân – Phản ứng 1 & 2
1) Phân tử Glucose được
photphorin hóa bới ATP để hình thành glucose-6-phosphate
2) Glucose-6-phosphate được biến
đổi thành dạng đồng phân là
fructose-6-phosphate
Đường phân – Phản ứng 3&4
3) Nhóm phosphat thứ hai được
sử dụng, hai nhóm này gắn vào
hai vị trí cuối của đường và phân
chia phân tử đường thành hai
4) Aldolase phân cắt
Fructose 1,6 diphotphats

Đường phân – Phản ứng 5
5) Nzym Isomerase xúc tác sự chuyển đổi giữa hai phân
tử đường 3 cacbon. G-3-P được tiếp tục sử dụng ở phản
ứng 6


s
Đường phân – Phản ứng 6
6) Oxy hóa G-3-P
(tạo NADH ) và sau đó cộng
Thêm nhóm photphat
Đường phân – Phản ứng 7
7) Tạo ra ATP
Phân tử đường 3 cacbon tạo 1ATP
Glucose tạo 2 ATP
Đường phân – Phản ứng 8
8) Enzyme chuyển
nhóm phosphate từ
vị trí cacbon thứ 3
đến cácbon thứ 2
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Đường phân – Phản ứng 9
9) Phân tử nước được
tách ra và hình thành liên kết đôi.
Nhóm Phosphate liên kết không
ổn định.

Đường phân – Phản ứng 10
10) Mỗi phân tử đường 3 C
tạo ra 1 ATP

Tổng có 2 ATP tạo ra

2 ATP sử dụng ở giai đoạn 1 & 3
4 ATP tạo ra ở giai đoạn 7 & 10
Tổng hợp về đường phân
Glucose 2 Pyruvate
Xảy ra ở tế bào chất
Không đòi hỏi oxy
Năng lượng
Tiêu tốn 2 ATP
Tạo ra 4 ATP và 2 NADH
Tổng cộng tạo ra 2 ATP và 2 NADH
Biến đổi Pyruvate
Có 3 khả năng xảy ra :
Tham gia chu trình Kreb
Lên men rượu
Lên men axit lactic