Bài giảng về CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG

Một số khái niệm về nhiệt động học* HC bị đốt cháy  giải phóng E, là NL toàn phần, gọi là enthapy (H: heat)* Năng lượng tư do (G): là phần E của chất đó có khả năng chuyển thành công có ích.* Entropy (S): p/a trạng thái nội tại của phân tử. H của 1 hệ thống tăng khi độ vô trật tự tăng. Ở đk tự nhiên, S chỉ tăng.* G liên hệ với H, S và nhiệt độ: G = H – TS, nghĩa là NLTD của 1 chất tăng cùng với H và giảm...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng về CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNGCHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG MỤC TIÊU1. Nêu được 2 yếu tố (bản chất của các chất tham gia phản ứng và điều kiện khách quan cụ thể của phản ứng) quyết định chiều của phản ứng thuận nghịch2. Trình bày được những khái niệm, vai trò của phản ứng oxy hóa khử, phản ứng phosphoryl-hóa, phản ứng khử-phosphoryl, liên kết phosphat nghèo năng lượng, liên kết phosphat giàu năng lượng.3. Trình bày được quá trình diễn biến, một số chất ảnh hường đến sự hô hấp tế bào.4. Nêu rõ được 2 vai trò cơ bản của chu trình acid citric trong chuyển hóa các chất trong tế bào. 1. ĐẠI CƯƠNG Một số khái niệm về nhiệt động học* HC bị đốt cháy  giải phóng E, là NL toàn phần, gọi là enthapy (H: heat)* Năng lượng tư do (G): là phần E của chất đó có khả năng chuyển thành công có ích.* Entropy (S): p/a trạng thái nội tại của phân tử. H của 1 hệ thống tăng khi độ vô trật tự tăng. Ở đk tự nhiên, S chỉ tăng.* G liên hệ với H, S và nhiệt độ: G = H – TS, nghĩa là NLTD của 1 chất tăng cùng với H và giảm khi S lớn* Khi t và p không đổi, biến thiên E tự do và biến thiên entropy được biểu thị: ∆ G = ∆ H - T∆ S (T: nhiệt độ tuyệt đối)* Trong p/u Hóa sinh, ∆ H xấp xỉ bằng ∆ E, biến thiên E nội tại của phản ứng, nên: ∆ G = ∆ E - T∆ S - Nếu ∆ G âm, phản ứng phát năng (mất NLTD), p/u xảy ra tự phát. Nếu ∆ G lớn thì phản ứng chỉ x/ra theo chiều thuận. - Nếu ∆ G dương, phản ứng thu năng, không xảy ra 1 cách biệt lập, tự phát. - ∆ G = 0, phản ứng không thu, không phát năng - Đối với các phản ứng sinh hóa thuận nghịch, khi ∆G = 0, hai phản ứng thuận nghịch đạt trạng thái cân bằng động: aA + bB ↔ + dD cC - Tại trạng thái cân bằng động ∆G = ∆G0 + RTlnK’eq = 0  ∆G0 = - RTlnK’eq∆G0 : biến thiên E tự do chuẩn, xđ ở t = 25oC, pH = 0, nồng độ chất th.gia p.u và sp tạo thành bằng 1 mol.R: hằng số lý tưởng bằng 1,98.10-3 Kcal/mol. độKeq =Biểu thức trên cho ta thấy BTNLTD của một p/ứ phụ thuộc vào ∆G0 tức bản chất của phản ứng và tỷ lệ nồng độ các chất tham gia p/u. Đối với phản ứng: A+BC+D [C ][ D] ∆G = ∆G + RT ln o [ A][ B ]∆ Go : biến thiên năng lượng tự do chuẩn, t = 25onồng độ all các chất tham gia phản ứng = 1 mol.R: hằng số lý tưởng = 1,98.10-3 Kcal/mol. độ- Đối với các phản ứng sinh học, biến thiên E tự do chuẩn sẽ được đo ở pH = 7, t = 25oC và được ký hiệu là ∆G0’ , khi đó, có biểu thức: [C][D] ∆ G=∆ Gº + RT ln [A][B] Hằng số cân bằngTại trạng thái cân bằng DG° = 0, nên: ∆G = ∆G + RT ln K eq o ∆G = − RT ln K eq o Keq = ∆G o − = ln K eq RT ∆G o − K eq = e RT Keq của phản ứng:2A+3B C+2D [C][D]2 Keq= [A]2[B]3 Ví dụ: xác định ∆ Gºcủaphảnứng: DHAP ⇔ Glyceraldehyde-3-phosphate Ở trạng thái cân bằng: [G-3-P]/[DHAP] = 0.0475. ∆ Gº = -RT ln(0.0475) = -1.98 x 10-3 kcal/(mol-deg) x 298 x (- 3.047) = + 1.8 kcal/mol∆G0’ = - RT lnKeq 2. PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ2.1 Định nghĩa Phảnứngoxyhóa Chất khử Chất oxy hóa + n e- Phảnứngoxyhóa Cặp, hệ thống oxy hóa khử (oxh/kh) TD: Fe+3/Fe+2, R-COOH/R-CHO Ferri Fero2.2 Thế năng oxy hóa khử E = E0 + RT nF ln [ oxh ] [ kh ] Eo là E khi: [oxh] = [kh] Cặp oxh-kh E0 = volt 2H+/H2 -0.42 FAD/FADH -0.36 NAD+/NADH,H+ -0.32 FAD/FADH2 -0.06 Fumarat/succinat -0.03 Cytb Fe+3/Cytb Fe+2 +0.03 Cytc Fe+3/Cytc Fe+2 +0.25 ½ O2/O-2 +0.82* Chiều vận chuyển của điện tử e-:Xét 2 hệ thống oxhkh: A/AH2 và B/BH2Nếu EA < EB thì:e- sẽ di chuyển từ hệ thống A qua B (từ chất khử AH 2 qua chất oxy hóa B) nghĩa là: AH2 + B → 2 + A BH Nếu vì lý do nào đó BH2 bị tồn đọng thì phản ứng có thể đạt trạng thái cân bằng hoặc thậm chí theo chiều nghịch. TD: xét 2 hệ thống: NAD+/NADH,H+ và FAD/FADH2 E0(A) = -0.32V; E0 (B) = -0.06V Vậy trong điều kiện chuẩn (và thực tế trong điều kiện sinh lý của tế ...