NĂNG LƯỢNG SINH HỌC VÀ TRAO ĐỔI CHẤT

1. SỰ TRAO ĐỔI CHẤT

1.1. Biến đổi hóa học, được xúc tác bởi enzyme

1.2. Quá trình trao đổi chất

1.2.1. Dị hóa

1.2.1.1. Phân giải chất hữu cơ thành các phân tử nhỏ hơn

1.2.1.2. Giải phóng NLTD

1.2.2. Đồng hóa

1.2.2.1. Tiêu thụ năng lượng

1.2.2.2. tổng hợp các đại phân tử sinh học từ các chất đơn giản

1.2.3. Điểm khác biệt đồng hóa- dị hóa

1.2.3.1. Trong quá trình có ít nhất 1 enzyme đặc trưng mà quá trình ngược lại không có

1.2.3.2. Có chung điểm đầu và điểm cuối

1.2.3.3. Nồng độ chất trao đổi, enzyme, chất điều hòa khác nên 2 quá trình được ổn định ở vị trí khác.

2. NĂNG LƯỢNG SINH HỌC

2.1. Khái niệm: nghiên cứu sự biến đổi định lượng năng lượng, bản chất, chức năng của các quá trình liên quan.

2.2. Năng lượng sinh học và nhiệt động học

2.2.1. Hoạt động sống phụ thuộc vào nguồn NLTD

2.2.1.1. Sự TĐC không thể tách rời sự TĐNL

2.2.1.2. Tế bào và cơ thể phải tiêu NL nên phải có khả năng lấy NL từ các nguồn khác nhau

2.2.1.3. Tế bào và cơ thể sống là hệ đẳng nhiệt, đẳng áp nên nguồn cung cấp NL cho hoạt động là NLTD

2.2.1.4. Hình thức thu nhận

2.2.1.4.1. Sinh vật tự dưỡng

2.2.1.4.2. Sinh vật dị dưỡng

2.2.1.5. Tất cả các nguồn NLTD khác nhau đều được biến đổi thành ATP và 1 số chất giàu NL khác

2.2.1.6. Năng lượng tự do (G)

2.2.1.6.1. là năng lượng vốn có của 1 hệ thống khí

2.2.1.6.2. khi xảy ra phản ứng hóa học, có sự thay đổi NLTD

2.2.1.6.3. G=H-TS

2.2.1.6.4. G = G0 + RTln( [C]^c * [D]^d)/ ([A]^a * [B]^b)

2.2.1.6.5. G có tính cộng

2.2.2. Quá trình biến đổi NLSH theo nguyên lý nhiệt động học.

2.2.2.1. Nguyên lí 2: Tăng entropy

2.2.2.2. Nguyên lí 1: Bảo toàn NL

2.2.2.3. Hệ thống là một bộ phận của vũ trụ

2.2.2.3.1. hệ thống mở

2.2.2.3.2. hệ thống kín

2.3. ATP - NGUỒN CUNG CẤP NL CHỦ YẾU

2.3.1. 3 hoạt động trong tế bào cần NL tự do do

2.3.1.1. -Vận động -Vận chuyển tích cực các chất qua màng tế bào -Tổng hợp các chất phân tử lớn từ các chất đơn giản

2.3.2. Năng lượng nhận từ quá trình oxy hóa các chất dinh dưỡng

2.3.3. ATP

2.3.3.1. vai trò

2.3.3.1.1. trung tâm trao đổi NL

2.3.3.1.2. mắc xích liên hợp của các phản ứng

2.3.3.1.3. Trong quá trình trao đổi NL

2.3.3.2. -có 3 nhóm phosphate, 1 liên kết với ribose qua lk ester. 2 lk giữa 3 phosphate là lk anhydride. - cả 3 tích điện âm -LL anhydride được gọi là lk cao năng

2.3.4. -Phản ứng thủy phân ATP cung cấp nhiều NL. Thường đi kèm với phản ứng phosphoryol hóa -G'0 của phản ứng thủy phân là -30,5 kJ/mol

2.3.5. -Phản ứng phân giải ATP: sản phẩm phản ứng làm bền nhờ sự cộng hưởng e- và sự ion hóa ( ADP2-), sự đồng phân hóa.

2.3.6. ATP giải phóng NL trong phản ứng chuyển nhóm. Xảy ra qua 2 giai đoạn.

2.3.6.1. GĐ1: chuyển nhóm phosphate hoặc gốc AMP lên phân tử hữu cơ hoặc ezyme gắn với chúng và tăng NLTD

2.3.6.2. GĐ2: thay thế nhóm phosphate

2.3.7. Sự chuyển hóa tương hỗ giữa ATP và ADP có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi NL của hệ thống sống

2.3.8. -Sự phân giải ATP thành AMP và PPi.

2.3.8.1. 2 nhóm phosphate ATP bị tách, đồng thời gắn AMP lên phân tử bị hoạt hóa

2.3.8.2. Ở đom đóm quá trình này xảy ra và NL giải phóng tạo ra ánh sáng

2.4. Quá trình oxy hóa khử sinh học

2.4.1. sự vận chuyển điện tử trong phản ứng oxy hóa khử có vai trò quan trọng trong TĐC

2.4.2. -ở cơ thể dị dưỡng: nguồn cung cấp e- là chất khử có trong thức ăn. -ở cở thể tự dưỡng: ngườn cung cấp điện tử là các chất được kích hoạt bởi quang năng.

2.4.3. sự biến đổi trên lớp vỏ điện tử của nguyên tử trong các chất phản ứng

2.4.3.1. bị oxy hóa ( tách điện tử ra khỏi hợp chất)

2.4.3.2. bị khử ( gắn điện tử vào một hợp chất khác)