Chương Trao đổi chất lượng sinh học I Sự trao đổi chất thông tin qua màng Sự vận chuyển chất qua màng Sự trao đổi thông tin qua màng II Sự trao đổi lượng tế bào Năng lượng tự lượng hoạt hóa Oxy hóa khử sinh học Thế oxy hóa khử Enzim Sự v/c điện tử Hô hấp t/b Sự tổng hợp ATP III.Hô hấp tế bào Khái niệm Sự đường phân Các q trình lên men Hơ hấp hiếu khí IV Quang hợp Tổng quan Hệ quang hóa-Sự vận chuyển điện tử quang hợp Chu trình C3 Chu trình C4 I Sự trao đổi chất thông tin qua màng tế bào Sự vận chuyển chất qua màng → Có hình thức: Sự khuyếch tán (v/c bị động) vận chuyển chủ động a Sự khuếch tán: Chất v/c qua màng theo quy luật vật lý, hóa học;khơng tiêu tốn lượng;tốc độ phụ thuộc tổng Gradient hai phía màng → • Khuyếch tán qua màng lipit: V/C chất có kích thước nhỏ, khơng tích điện, tan lipit (O 2, CO2 benzen, alcol, ethylen ) • Khuyếch tán qua kênh protein: Đk 0,8-1nm, loại kênh loại mở loại mở điều kiện định (thay đổi điện thế, kích thích) → • Khuếch tán nhờ protein mang: diễn nhanh, đặc hiệu bị giới hạn tốc độ → A+ X→ AX → X→ A Vận chuyển bị động ← Khuyếch tán nhanh ← Kênh protein đóng, mở ← ← b Vận chuyển chủ động (Tích cực): Sự v/c chất qua màng không phụ thuộc nồng độ, ngược Gradient, cần cung cấp lượng, để trì trạng thái chênh lệch nồng độ chất phía màng + Bơm ion Na-K Hai phía màng TB ln trì chênh nồng độ ion (Na >trong; K ngược lại) bơm chủ động Na & K vào.1 ATP v/c f.tử Na & f.tử K → + Bơm proton (màng ty thể màng thylacoit) Gồm kênh protein chuyên hoá xuyên màng → - Kênh 1: Proton 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 dốc nồng độ, qua kênh protein.→ Bơm ion Na+, K+ ← → Kênh liên kết ← • Pha sáng quang hợp Bao gồm f/ư liên quan AS, màng thylacoit - Sắc tố qh hấp thu NLAS thực f/ư quang hóa làm bật e từ trung tâm f/ư vào hệ truyền e - Phân ly H2O: gp O2; e; H+ - E vận chuyển hệ truyền e, gp NL tổng hợp ATP cuối e khử tạo NADPH+H+ Sản phẩm: ATP, NADPH+H+, O2 • Pha tối quang hợp - Gồm f/ư không phụ thuộc trực tiếp vào AS - Sử dụng sản phẩm pha sáng: ATP, NADPH+H+ để khử CO2 thành CH2O - Xảy chất lục lạp - Phương trình tổng quát - 6CO2 + 12 NADPH+H+ + 18ATP → C6H12O6 Hệ quang hóa, phản ứng quang hóa • Hệ quang hóa → - Hệ gồm protein, enzim phức hệ sắc tố quang hợp nằm màng túi Thylacoit - Sắc tố thu sắc tố trung tâm Hệ I: Clorofill a (P700) Hệ II Clorofill a (P680), nhiều Clorofill b • Các phản ứng quang hóa: AS → Sắc tố hấp thu NL; lượng tới Sắc tố trung tâm, e- bật → chất nhận e- → Hệ truyền e- • Sự v/c ngược chiều E’o(+0,81 → -0,32v), lượng cung cấp từ NLAS • Trong trình v/c e- ngược lần,các g/đ khác xi g.fóng lượng tổng hợp ATP • Điện tử vận chuyển theo đường: Vận chuyển e thẳng vận chuyển e vòng Hệ quang hóa ← Quang vận chuyển điện tử thẳng → • Đặc điểm: e v/c hệ quang hóa, có quang phân ly H2O • Hệ quang hốII (P680): • - Photon kích thích P680, bật e đến chất nhận • E v/c hệ truyền e (plastoquinon→ xitocrom b,f→ plastocianin) chuyển cho P700 • E bù cho P680 lấy từ quang phân ly H2O • Hệ quang hóa I • Photon kích thích P700 bật e đến chất nhận, e→ Feredoxin→ NADP+ tạo NADPH+H+ E bù cho P700 chuyển từ hệ quang hóa II • Q trình có lần e nâng mức lượng cao, khâu e trạng thái ban đầu thải NL tạo ATP, có quang phân ly H2O, tạo NADPH+H+ • Sản phẩm: O2, NADPH+H+, ATP Quang vận chuyển e thẳng ← Quang vận chuyển e vòng → • Sự v/c e- hệ q.hợp I, nhờ hệ v/c e- màng Thylacoit Hoạt động ATP bị thiếu hụt • Hệ h/đ khơng có quang phân ly nước, tạo ATP mà khơng tạo NADPH+H+ • e- đưa lên mức lượng cao nhờ NLAS bật từ P700 → chất nhận → đổ dốc trở trạng thái ban đầu (Feredoxin →phức hệ xitocrom→P700) NL g/p tổng hợp ATP • Quang phosphoryl hố vịng sử dụng để tạo thêm ATP Vận chuyển e vịng ← Pha tối • CO2 bị khử để tạo C6H12O6 nhiều f/ư trung gian xúc tác nhiều enzim • Nguồn H+ e lấy từ NADPH+H+; lượng từ ATP (s/f pha sáng) • Có chế để cố định C chu trình C chu trình C4 Chu trình C3 phổ biến hợp chất có C; chu trình C4 bổ sung cho C3 hợp chất có C Chu trình C3= Chu trình Calvin, 1951 → • RUDP (Ribulozo Di photphat) chất nhận CO2, s/f axit photphoglyxeric có C Có g/đ: - G/đ cacboxyl hóa: CO2 + RUDP tạo pt axit photphoglyxeric (APG), xúc tác =E RUDPcacboxylaza - G/đ khử: APG bị khử NADPH+H+ ATP tạo Photphoglyxeraldehit (PGAL) Cuối g/đ f/t PGAL (thứ 6) khỏi chu trình tổng hợp f/t C6H12O6 - G/đ tái sinh: Các f/t PGAL lại qua loạt f/ư tái tạo lại RUDP với tham gia ATP, khép kín chu trình → ← 6CO2 C5 ( RuDP) C6 12 C3 (APG) Pha Caboxyl ho¸ 6ADP + Pi Pha khư 12(NADPH+H+) + 12 ATP 6ATP Pha t¸i sinh 12NADP++ 12 ADP +12 Pi 10 C3 12 C3 (PGAL) C3 C6 (Fructozo 1-6 diP) Hexoza Chu trình C4= chu trình Hatch-Slack,1960 → • Là chu trình cố định CO2 thực vật nhiệt đới cận nhiệt đới, bổ sung cho chu trình C3; diễn loại TB: tb thịt tb bọc mạch Gồm g/đ - G/đ cacboxyl hóa: CO2 vào tb thịt HCO3-; kết hợp với photphoenol pyruvat (PEP) tạo oxaloaxetat có 4C - G/đ khử: oxaloaxetat bị khử NADPH+H+ tạo Malat (4C), Malat chuyển sang tế bào bọc mạch - G/đ tái sinh: Malat bị decacboxyl hóa oxh tạo pyruvat, CO2, NADPH+H+ Trong NADPH+H+, CO2 vào chu trình C3 tạo C6H12O6; cịn pyruvat quay tb thịt tái tạo PEP với tham gia ATP, khép kín chu trình • Trong chu trình, SF có C; CO tiếp nhận gián tiếp PEP; CO2 cố định C6H12O6 tái tạo; chu trình C3 trở thành g/đ chu trình C Chu trình C4← ← ... đứng gần trao đổi thơng tin, nhận sở tạo thành mơ quan Tiếp nhận thông tin ← → II Sự trao đổi lượng tế bào Năng lượng tự lượng hoạt hóa • Năng lượng tự do: Năng lượng hệ thống cókhả sinh cơng... hóa học xảy gây biến đổi lượng Trong TB: ∆G= ∆H -T.∆S (G:Nl tự do; H:NL tổng số; S: entropy) ∆G < : F.ứng tỏa nhiệt; ∆G > : F.ứng thu nhiệt Năng lượng hoạt hóa • Năng lượng họat hóa: Năng lượng. .. pH xung quanh vùng trung tính ← Chất kìm hãm ← Sự oxy hóa khử oxy hóa khử sinh học * Sự Oxy hóa khử F oxh f cho e, chất cho chất khử F khử f nhận e, chất nhận e chất oxh H2 → 2H+ +2e (F/ư oxh)