CHƯƠNG IV: HÔ HẤP

CHƯƠNG IV: HÔ HẤP

I. Hô hấp ở TB và sự giải phóng năng lượng, ATP và vai trò của nó trong chu trình năng lượng tế bào:
1. Khái niệm:
Hô hấp là một hệ thống oxi hóa khử phức tạp, trong đó xảy ra các pứ oxi hóa khử, tách điện tử, và H từ nguyên liệu hô hấp, chuyển tới oxi không khí dưới tác dụng cảu hệ enzym. Năng lượng giải phóng từ hô hấp được cố định trong các mối liên kết giàu năng lượng.
2. Ý nghĩa của hô hấp:
- Chuyển năng lượng trong các nguyên liệu hô hấp sang dự trữ trong các ATP dể sử dụng hơn cần cho các hoạt động sống.
- Hô hấp tạo các sản phẩm trung gian làm ng.liệu cho quá trình sinh tổng hợp.
- Là nguồn cung cấp ATP, phục vụ cho quá trình sinh tổng hợp của TB.
3. Các giai đoạn của quá trình hô hấp: gồm 3 giai đoạn:
a) Đường phân: phân giải glucose " pyruvic acid.
b) Chu trình Crebs: oxi hóa khử pyruvate " tạo e-.
c) Quá trình phosphot oxi hóa: thông qua chuỗi vận chuyển điện tử " tạo ATP.
+ Đường phân tạo: 2ATP + 2NADH
+ Chu trình Crebs: 2ATP + 6NADH + 2FADH.
+ Chuỗi truyền điện tử: NADH và FADH tham gia chuỗi và tạo 32-34 ATP.
 Hiệu suất: chỉ có 40%-60% sử dụng, 1 phần mất dưới dạng nhiệt.
4. ATP và vai trò của nó trong chu trình năng lượng:
- ATP (adenozintriphosphat): baz adenin, đường ribozơ, 3 nhóm P. Ở liên kết thứ 2-3 tích lũy năng lượng.
- Chu trình chuyển hóa: ATP – ADP – ATP.
+ Khi TB sử dụng ATP như là chốt cung cấp năng lượng thì ATP bị ơhân giải nhờ enzym " ADP + Pi.
+ Nhóm Pi không bị mất mà sẽ liên kết với các chất thực hiện chức năng (protein hoạt tải, protein co cơ,..).
+ Khi hoạt động chức năng được hoàn thiện thì Pi lại liên kết ADP " ATP nhờ nguồn năng lượng tạo ra từ các pứ giải phóng năng lượng.
+ Một tính chất quang trọng ATP là dễ biến đổi thuận nghịch để giải phóng hay tích lũy năng lượng.
ATP + H2O ADP + Pi + 7,3 Kcal/mol.
- ATP tham gia hầu hết các quá trình sinh học TB như sinh tổng hợp các chất, vận chuyển các chất qua màng, co cơ, dẫn truyền xung thần kinh,…

II. Quá trình đường phân: Glycolysis:
- Là giai đoạn thứ nhất trong sự phân giải glucose. 1 phân tử glucose bị oxi hóa " 2 acid pyruvic, 1 phần năng lượng được giải phóng được tích vào ATP.
- Qua đường phân tạo 4ATP nhưng sử dụng 2ATP " tích lũy 2ATP. Đồng thời giải phóng 2NADH.
- Quá trình đường phân: không sản sinh ra CO2 và xảy ra khi có hay không có O2.
- Khi có O2 thì acid pyruvic sẽ đi vào chu trình Crebs để tiếp tục phân giải.
- Khi không có O2 thì acid pyruvic phân giải theo con đường tạo rượu hay lactic.
- Đối với vi khuẩn, đường phân là quá trình duy nhất để giải phóng và tích lũy ATP.

III. Các quá trình lên men
- Qua đường phân 1 glucose " 2 acid pyruvic mà không cần O2. Vì chất nhận e- là NAD+.
- Nếu có O2, pyruvate sẽ tiếp tục oxi hóa trong ti thể.
- Sự lên men là trường hợp biến đổi của quá trình đường phân trong điều kiện thiếu O2 " pyruvate bị biến đổi thành ankol hay lactic.
1. Sự lên men rượu:
- Là sự lên men mà sản phẩm cuối là rượu etanol.
- Quá trình gồm:
+ Đường phân tạo pyruvate.
+ Pyruvate " acetoldehyt (2C) + giải phóng CO2.
+ Acetoldehyt bị khử bởi NADH để tạo thành etanol và tái sinh NAD+.
- Đa số VK, nấm men lên men rượu trong điều kiện kị khí tích lũy năng lượng vào ATP
2. Sự lên men lactic
- Là sự lên men mà sản phẩm cuối của nó là acid lactic.
- Pyruvate bị khử trực tiếp bởi NADH để tạo acid lactic + giải phóng CO2.
- Sự lên men lactic xảy ra ở 1 số VK, nấm " sản xuất phomat, sữa chua.
- Trong TB cơ thể người, khi thiếu O2 " đường phân " lên men lactic.
- Nhưng acid lactic là chất độc " tích lũy nhiều trong cơ thể gây mệt, mỏi, đau.
- Bình thường acid lactic " gan " chuyển hóa thành pyruvate để sử dụng.

IV. Chu trình Crebs và ý nghĩa của nó:
1. Chu trình Crebs:
- Trong trường hợp có O2, pyruvate sẽ xâm nhập vào chất nền ti thể. Nhờ hệ enzym, pyruvatesẽ bị oxi hóa khử " chuyển năng lượng vào ATP.
- Đầu tiên, 2 pyruvate " 2 axetyl coenzym A sản sinh 2NADH và 2 CO2.
- 2 axetyl coenzym A đi vào chu trình Crebs (chu trình acid citric). Vì sản phẩm đầu tiên từ sự oxi hóa axetyl coenzym A là acid citric.
- Chu trình Crebs gồm 8 giai đoạn (pứ) và được xúc tác bởi 8 enzym đặc thù.
- Kết quả: năng lượng giải phóng đuwọc tích lũy vào 2ATP, 8 e- được giải phóng khử 6 NAD+ và 2 FAD+ " 2 FADH đồng thời giải phóng 4 CO2.
2. Ý nghĩa chu trình Crebs:
- Là nguồn cung cấp ATP.
- Năng lượng ATP phục vụ cho quá trình sinh tổng hợp các chất cần cho TB.
- Các sản phẩm trong quá trình oxi glucose sẽ tham gia vào các quá trình sinh tổng hợp các chất SH khác (axetyl coenzym A " acid béo " lipid)