Bài giảng Sinh học đại cương - Chương 2: Trao đổi chất và năng lượng sinh học

Bài giảng chương 2 trang bị cho người học những hiểu biết cơ bản về trao đổi chất và năng lượng sinh học trong tế bào. Nội dung chính trong bài gồm có: Sự trao đổi chất và thông tin qua màng, sự trao đổi năng lượng của tế bào, hô hấp tế bào, quang hợp. Mời tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Sinh học đại cương - Chương 2: Trao đổi chất và năng lượng sinh họcChương 2. Trao đổi chất và năng lượng sinh họcI. Sự trao đổi chất và thông tin III.Hô hấp tế bào qua màng 1. Khái niệm 1. Sự vận chuyển chất qua màng 2. Sự đường phân 2. Sự trao đổi thông tin qua 3. Các quá trình lên men màng 4. Hô hấp hiếu khíII. Sự trao đổi năng lượng của tế IV. Quang hợp bào 1. Tổng quan 1. Năng lượng tự do và năng lượng hoạt hóa 2. Hệ quang hóa-Sự vận chuyển 2. Oxy hóa khử sinh học và điện tử trong quang hợp Thế oxy hóa khử 3. Chu trình C3 3. Enzim 4. Chu trình C4 4. Sự v/c điện tử trong Hô hấp t/b 5. Sự tổng hợp ATPI. Sự trao đổi chất và thông tin qua màng tế bào1. Sự vận chuyển các chất qua màng → Có 2 hình thức: Sự khuyếch tán (v/c bị động) và vận chuyển chủ độnga. Sự khuếch tán: Chất được v/c qua màng theo quy luật vật lý, hóa học;không tiêu tốn năng lượng;tốc độ phụ thuộc tổng Gradient giữa hai phía của màng. →• Khuyếch tán qua màng lipit: V/C các chất có kích thước nhỏ, không tích điện, tan trong lipit (O 2, CO2 benzen, alcol, ethylen..).• Khuyếch tán qua kênh protein: Đk 0,8-1nm, 2 loại kênh là loại luôn mở và loại mở trong điều kiện nhất định (thay đổi điện thế, kích thích) →• Khuếch tán nhờ protein mang: diễn ra nhanh, đặc hiệu và bị giới hạn về tốc độ → A+ X→ AX → X→ AVận chuyển bị động ←Khuyếch tán nhanh ←Kênh protein đóng, mở ←←b. Vận chuyển chủ động (Tích cực): Sự v/c các chất qua màng không phụ thuộc nồng độ, ngược Gradient, cần cung cấp năng lượng, để duy trì trạng thái chênh lệch nồng độ các chất giữa 2 phía của màng. + Bơm ion Na-K. Hai phía của màng TB luôn duy trì sự chênh nồng độ các ion (Na ngoài >trong; K ngược lại) do bơm chủ động Na ra & K vào.1 ATP v/c được 3 f.tử Na & 2 f.tử K. →+ Bơm proton. (màng trong ty thể và màng thylacoit) Gồm 2 kênh protein chuyên hoá xuyên màng. →- Kênh 1: Proton được bơm chủ động qua màng nhờ E cao năng;tạo nên gradient.- Kênh 2: Proton khuếch tán trở lại qua kênh đ/b; tổng hợp ATP. + Kênh liên kết. Chất v/c (a.amin, đường) nhờ l/k với ion có lợi thế dốc nồng độ, qua kênh protein.→Bơm ion Na+, K+ ←→Kênh liên kết ← 2. Sự tiếp nhận thông tin qua màng TB →• Trên màng tb có protein thụ quan tiếp nhận thông tin → điều chỉnh h/đ sống• Thông tin dưới dạng những tín hiệu hóa học (nội tiết- hormone; cận tiết – t/b phát TT và t/b nhận TT cạnh nhau; tự tiết)• Thụ quan là những pro xuyên màng, có đầu ngoài khớp với các f/tử tín hiệu, đầu trong hướng vào môi trường nội bào →• Cơ chế: F/tử tín hiệu + đầu ngoài thụ quan, dẫn đến biến đổi đầu trong làm hoạt động của tế bào thay đổi →• Ý nghĩa: Thực vật tạo ra tính hướng. Động vật tiếp nhận tín hiệu điều khiển, điều hòa của TK, hormone, nhận biết được chất lạ để sản sinh ra kháng thể đặc hiệu… Các tb đứng gần nhau có thể trao đổi thông tin, nhận ra nhau trên cơ sở đó tạo thành mô và cơ quan.Tiếp nhận thông tin ←→II. Sự trao đổi năng lượng của tế bào 1. Năng lượng tự do và năng lượng hoạt hóa• Năng lượng tự do: Năng lượng của hệ thống cókhả năng sinh công trong điều kiện đẳng nhiệt, đẳng áp.• Khi F/ư hóa học xảy ra gây biến đổi năng lượng Trong TB: G= H -T. S (G:Nl tự do; H:NL tổng số; S: entropy) G < 0 : F.ứng tỏa nhiệt; G > 0 : F.ứng thu nhiệt. Năng lượng hoạt hóa• Năng lượng họat hóa: Năng lượng cần thiết để phản ứng hóa học xảy ra.• Hàng rào năng lượng: Mức năng lượng cần thiết để phản ứng xảy ra.• Phản ứng tỏa nhiệt đòi hỏi năng lượng hoạt hóa ít hơn phản ứng thu nhiệt• Trong TB enzim là chất xúc tác có vai trò làm giảm năng lượng hoạt hóa 2. Enzim• H/C xúc tác sinh học, phần lớn có b/c protein• Làm giảm NL hoạt hóa của f ư• Tên: Cơ chất hoặc kiểu f.ưng + aza• Cấu tạo: - Enzim protein dạng hình cầu;các bậc cấu trúc; trung tâm hoạt động.Có 2 nhóm + Enzim 1 thành phần-protein + Enzim2 thành phần: Pr + phi Pr (cofactor)= apoenzim+ cofactor= holoenzim. +cofactor 3 loại: coenzim, nhóm phụ (prosthetic), ion KL → Enzim (tiếp)• Cơ chế hoạt động →• Nguyên tắc: Giảm NL hoạt hóa làm tăng tốc độ f/ư• Các bước cơ bản- Cơ chất (S) liên kết với TT hoạt động của E tạo phức trung gian ES. Phải phù hợp giữa E và S, được giải thích = 2 giả thuyết: Ổ khóa – chìa khóa của Fisher,1894 và khớp cảm ứng của Koshland,1958.- E làm lỏng lẻo các LK của cơ chất- F/ư xảy ra, tạo SF và giải phóng E E + S → ES → ES* → E + PCơ chế tác động của enzim ←• Tính đặc hiệu của enzim: Có 2 kiểu• Đặc hiệu cơ chất: Mỗi enzim chỉ xúc tác chuyển ...