Đang tải... (xem toàn văn)
Năng lượng sinh học là gì? sao nó lai có sức mạnh to lớn đến vậy?Vũ trụ chứa đầy những điều bí ẩn đang thách đố tri thức hiện tại của nhân loại. Những hiện tượng kỳ lạ để kích thích trí tưởng tượng và mở ra những khả năng chưa từng mơ tới. Chúng có thật hay không? Điều đó tùy bạn quyết định
Năng lượng sinh học Đặc điểm phản ứng hóa sinh Tuân theo quy luật nhiệt động học Có xúc tác enzyme Các phản ứng sinh hóa tuân theo nguyên lý nhiệt động học • Định luật I – Định luật bảo toàn lượng • Địng luật II – Entropy (S) • Định luật Hess – Entanpi (H) • Năng lượng tự Gibbs (G) Tương tác kỵ nước: Hậu của giảm entropy hệ thống Tương tác kỵ nước: Hậu của giảm entropy hệ thống Sự giải phóng phân tử nước có trận tự tạo thuận lợi cho hình thành phức hợp enzyme – chất Năng lượng tự Gibbs ΔG Loại phản ứng + Thu nhiệt _ Tỏa nhiệt Cân G = H – T.S ∆G = ∆ H – T ∆ S ∆Go = ∆Ho – T ∆So Mối liên hệ ΔG số phản ứng K Điều kiện chuẩn: T = 25oC (298K); Công thức ΔG = ΔGo + RT ln pH = 7; P = atm [C] [D] [A] [B] R = số khí T = nhiệt độ tuyệt đối (Kelvins) Cộng tính Gº Phản ứng: A B B C C D A A D Gº1 Gº2 Gº3 D Gº Total = Gº1 + Gº2 + Gº3 Các phản ứng quan trọng hóa sinh Các phản ứng cộng – khử H2O Phản ứng nhân Phản ứng thủy phân phosphoester Phản ứng oxi hóa –khử NĂNG LƯỢNG SINH HỌC ATP (adenosine triphosphate) ATP + H2O ATP + H2O PPi + H2O ADP + Pi AMP + PPi Pi G° = - 7.3 kcal/mol G° = - 7.3 kcal/mol G° = - 4.6 kcal/mol Chu trình ATP-ADP CO2 ATP Sự oxy hóa phân tử nhiên liệu sinh lượng O2 Sinh tổng hợp Vận chuyển tích cực Sự co ADP + Pi ATP cung cấp lượng cho phản ứng hóa sinh Gº A Gluc + PO4 Gluc-6-P + H2O + 3.3 kcal/mol B ATP + H2O ADP + Pi - 7.3 kcal/mol Tổng: Gluc + ATP Gluc-6-P + ADP - 4.0 kcal/mol Nồng độ ATP khác loại tế bào Các nguồn cung cấp lượng 10 Complex IV: Vận chuyển điện tử từ Cyt c đến phân tử O2 Bơm proton - III Cyt c (red) + 4H+N + 1/2O2 Cyt c (ox) + H+P + H2O Tóm tắt phản ứng • Complex I: – NADH + 5H+N + Q NAD+ + QH2 + 4H+P • Complex III: – QH2 + cyt c1 (ox) + H+N Q + cyt c1 (red) + H+P • Complex IV: – Cyt c (red) + 4H+N + ½ O2 Cyt c (ox) + H+P + H2O 49 Các chất ức chế chuỗi hô hấp Rotenone (một loại thuốc chuột) ức chế phức hệ I Antimycin A ức chế vận chuyển điện tử phức hệ III CN-& CO ức chế phức hệ IV Sự phospho hóa oxi hóa chuỗi vận chuyển điện tử 50 Mô hình thẩm thấu hóa học • Sự vận chuyển điện tử tạo lực chuyển động proton • Lực chuyển động proton giúp tổng hợp ATP Phức hợp tổng hợp ATP ty thể - ATPase Cơ chế bám-thay đổi (binding-change mechanism) 51 ATP sinh từ glucose Sự tổng hợp saccharide 52 Đồng hóa CO2 thực vật 53 Chuỗi thức ăn Quang tổng hợp Light Chloroplast NADP ADP +P Light reactions Calvin cycle 54 Quang hợp 6CO2 + 6H2O + light C6H12O6 + 6O2 Hấp thụ chuyển hóa lượng ánh sáng mặt trời thành lượng hóa học Quang hợp xảy • Thực vật • Tảo • Một số vi khuẩn 55 Không phải tất thực vật quang hợp • Một số thực vật sống kí sinh không thực chức quang hợp Quang hợp xảy lạp thể 56 Chlorophyll sắc tố quang hợp Các sắc tố khác hấp thu ánh sáng bước sóng khác 57 Chlorophyll hấp thu ánh sáng vùng nhìn thấy Gamma rays Xrays UV Infrared & Microwave s Radio waves Visible light Wavelength (nm) Các sắc tố phụ 58 Sự kích thích chlorophyll lạp thể e Excited state Heat Light Light (fluorescence) Photon Ground state Chlorophyll molecule Absorption of a photon Phản ứng sáng sinh ATP NADPH 59 Phản ứng sáng sinh ATP NADPH Các phản ứng sáng sinh ATP NADPH 60 Chu trình Calvin Dr Calvin, Nobel prize in chemistry, 1961 61 Chu trình Calvin Tham gia vào đường phân Chu trình Calvin Tham gia vào đường phân 62 Giai đoạn II: chuyển hóa G-3-P • • • • Đường phân Chuyển thành tinh bột Chuyển hóa thành sucrose Tái sinh ribulose 1,5-bisphosphate 63 [...]... 6 Phản ứng phosphate hóa – sinh ATP 7 Phản ứng chuyển vị nhóm phosphate 23 24 8 Phản ứng khử H2O 9 Phản ứng phosphate hóa – sinh ATP 25 10 Phản ứng đồng phân hóa Glucose Năng lượng Glycolysis G’° = -146 kJ/mol 2 GLUCOSE Full oxidation (+ 6 O2) G’° = -2,840 kJ/mol 6 CO2 + 6 H2O 26 Ty thể Các nguồn cung cấp năng lượng 27 1 Sự khử carboxyl oxi hóa phân tử pyruvate • NAD+ and CoA-SH are co-substrates... 11 12 Glucose Năng lượng Glycolysis G’° = -146 kJ/mol 2 GLUCOSE Full oxidation (+ 6 O2) G’° = -2,840 kJ/mol 6 CO2 + 6 H2O 1 Phosphate hóa 13 2 Đồng phân hóa Cơ chế xúc tác của phản ứng 2 14 3 Phosphate hóa Phosphofructokinase ATP ADP ∆G´o = -14.2 kJ/mol 3 Thủy phân 15 16 17 18 4 Đồng phân hóa 5 Khử hydrogen + Phosphate hóa 19 20 21 22 6 Phản ứng phosphate hóa – sinh ATP 7 Phản ứng chuyển vị nhóm... phân tử pyruvate • Bước 1: Khử carboxyl pyruvate thành aldehyde • Bước 2: Oxi hóa aldehyde thành carboxylic acid • Bước 3: Sự hình thành acetyl CoA • Bước 4: Tái oxi hóa cofactor lipoamide • Bước 5: Tái sinh cofactor dạng oxi hóa FAD 29 1 Sự khử carboxyl oxi hóa phân tử pyruvate Cấu trúc của Lipoyllysine 30 Cấu trúc của CoA • The function of CoA is to accept and carry acetyl groups 2 Sự tổng hợp Citrate