Bài giảng về HÔ HẤP TẾ BÀO

Hô hấp là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ để giải phóng năng lượng cung cấp cho cơ thể hoạt động. Từ năng lượng giải phóng do phân huỷ các chất hữu cơ sẽ được tích lại trong phân tử ATP để cung cấp cho các hoạt động sống cần năng lượng của cơ thể
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng về HÔ HẤP TẾ BÀOChương 14 HÔ HẤP TẾ BÀO 14.1. Đại cương về hô hấp tế bào Hô hấp là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ để giải phóng năng lượng cung cấpcho cơ thể hoạt động. Từ năng lượng giải phóng do phân huỷ các chất hữu cơ sẽ đượctích lại trong phân tử ATP để cung cấp cho các hoạt động sống cần năng lượng của cơthể. Ở sinh vật có 2 dạng hô hấp tuỳ thuộc sự có mặt O2 hay không, đó là hô hấp hiếukhí và hô hấp kỵ khí. Hô hấp hiếu khí là sự phân huỷ chất hữu cơ, trước hết là glucoza,trong điều kiện có O2 để tạo CO2 và H2O. Hô hấp kỵ khí là sự phân huỷ glucose trongđiều kiện không có O2. Sự phân huỷ này không hoàn toàn mà tạo ra sản phẩm là nhữngchất hữu cơ như acid lactic, rượu ... Trong sinh giới, phần lớn thuộc nhóm sinh vật hiếukhí nên hô hấp kỵ khí chỉ xảy ra một giai đoạn ngắn, tạm thời, còn hô hấp hiếu khí là quátrình chính. Cũng có một số sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật, chỉ có thể sống được trongmôi trường kỵ khí nên chỉ tiến hành hô hấp kỵ khí. Hô hấp đồng thời tiến hành 2 quá trình phân huỷ cơ chất (trao đổi chất) và tổng hợpATP (trao đổi năng lượng). Hai quá trình này gắn liền với nhau cùng đồng thời xảy ratrong hô hấp. Trước hết các chất hữu cơ, đặc trưng là glucose bị phân giải tạo nên các chất trung gianvà các sản phẩm cuối cùng là CO2. Trong quá trình phân huỷ đó hình thành một số chấttrung gian có thế khử cao - làm cơ chất khử của chuỗi hô hấp ở giai đoạn sau. Từ các chất có thế khử cao do giai đoạn 1 tạo ra thực hiện chuỗi hô hấp. Trong quátrình thực hiện chuỗi hô hấp ATP được tổng hợp. Như vậy, thực chất hô hấp là hệ thống oxy hoá khử phức tạp, trong đó diễn ra cácphản ứng oxy hoá - khử tách H2 từ cơ chất hô hấp, chuyển H2 đó đến cho O2 tạo nước.Năng lượng giải phóng từ các phản ứng oxy hoá - khử đó được dùng để tổng hợp ATP. 14.2. Các con đường biến đổi cơ chất hô hấp 14.2.1. Hô hấp hiếu khí Hô hấp hiếu khí là quá trình hô hấp xảy ra trong môi trường có O2, với sự tham giacủa O2 trong hô hấp. Hô hấp hiếu khí xảy ra với nhiều con đường khác nhau: - Đường phân - chu trình Crebs. - Chu trình Pentozo photphat. - Đường phân - chu trình Glioxilic (ở thực vật). - Oxy hoá trực tiếp (ở VSV). 14.2.1.1. Đường phân - chu trình Crebs Hô hấp hiếu khí theo con đường đường phân - chu trình Crebs là con đường chínhcủa hô hấp tế bào xảy ra phổ biến ở mọi sinh vật, ở mọi tế bào. Hô hấp hiếu khí theo con đường này xảy ra qua 3 giai đoạn: - Đường phân tiến hành trong tế bào chất. - Chu trình Crebs tiến hành trong cơ chất ty thể. - Chuỗi hô hấp tiến hành trên màng trong ty thể. * Đường phân: đường phân là quá trình phân huỷ phân tử glucose tạo acid pyruvicvà NADH. Điểm đặc biệt của đường phân là không phải phân tử đường tự do phân giảimà phân tử đường đã được hoạt hoá bởi việc gắn gốc P vào mới bị phân huỷ. Ở dạngđường - photphat phân tử trở nên hoạt động hơn nên dễ biến đổi hơn. Đường phân được chia làm 2 giai đoạn: - Phân cắt phân tử glucose thành 2 phân tử trioza: AlPG và PDA. - Biến đổi AlPG và PDA thành acid pyruvic. Kết quả đường phân có thể tóm tắt là:C6H12O6 + 2NAD + ADP + 2H3PO4 → 2 CH3COCOOH + 2NADH + H+ + 2ATP Trong hô hấp hiếu khí, acid pyruvic tiếp tục phân huỷ qua chu trình Crebs, còn 2NADH + H+ thực hiện chuỗi hô hấp để tạo H2O: 2NADH + H+ + O2 → 2 NAD + 2 H2O Vậy kết quả của đường phân trong hô hấp hiếu khí là: C6H12O6 + O2 → 2 CH3COCOOH + 2H2O * Chu trình Crebs: sản phẩm của đường phân là acid pyruvic sẽ tiếp tục phân huỷqua chu trình Crebs (chu trình do Crebs và SZ.Gyogy phát hiện ra năm 1937). Quá trình phân huỷ acid pyruvic qua chu trình Crebs được thực hiện tại cơ chất tythể do nhiều hệ enzyme xúc tác. Phần lớn các phản ứng trong chu trình là decacboxyl hoávà dehydro hoá acid pyruvic. Chu trình xảy ra qua 2 phần: - Phân huỷ acid pyruvic tạo CO2 và các coenzime khử (NADH - H+, FADH2). - Các coenzime khử thực hiện chuỗi hô hấp. Kết quả của chu trình là: 2 CH3COCOOH + 6H2O → 6CO2 + 10H2 (phần 1) → 10H2O (phần 2) 10H2 + 5O2 Kết quả chung là: 2 CH3COCOOH + 5O2 → 6CO2 + 4H2O Nếu kết hợp giai đoạn đường phân ta có phương trình tổng quát của hô hấp là: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O 14.2.1.2. Chu trình Pentozo photphat Phân huỷ glucose qua đường phân không phải là con đường duy nhất mà còn cónhiều con đường khác, trong đó, chu trình Pentozo P là con đường phổ biến hơn cả. Conđường Pentozo P được phát hiện đầu tiên ở nấm enzyme, sau đó ở động vật và cuối cùngở thực vật (Warburg, Cristian, 1930; Grise, 1935; Diken, 1936 ...). Khác với đường phân, con đường Pentozo - P không phân huỷ glucose thành 2triose mà glucose ...