CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG
CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG
1. Nêu được 2 yếu tố (bản chất của các chất tham gia
1. Nêu được 2 yếu tố (bản chất của các chất tham gia
phản ứng và điều kiện khách quan cụ thể của phản
phản ứng và điều kiện khách quan cụ thể của phản
ứng) quyết định chiều của phản ứng thuận nghịch
ứng) quyết định chiều của phản ứng thuận nghịch
2. Trình bày được những khái niệm, vai trò của phản
2. Trình bày được những khái niệm, vai trò của phản
ứng oxy hóa khử, phản ứng phosphoryl-hóa, phản
ứng oxy hóa khử, phản ứng phosphoryl-hóa, phản
ứng khử-phosphoryl, liên kết phosphat nghèo năng
ứng khử-phosphoryl, liên kết phosphat nghèo năng
lượng, liên kết phosphat giàu năng lượng.
lượng, liên kết phosphat giàu năng lượng.
3. Trình bày được quá trình diễn biến, một số chất ảnh
3. Trình bày được quá trình diễn biến, một số chất ảnh
hường đến sự hô hấp tế bào.
hường đến sự hô hấp tế bào.
4. Nêu rõ được 2 vai trò cơ bản của chu trình acid
4. Nêu rõ được 2 vai trò cơ bản của chu trình acid
citric trong chuyển hóa các chất trong tế bào.
citric trong chuyển hóa các chất trong tế bào.
MỤC TIÊU
1. ĐẠI CƯƠNG
1. ĐẠI CƯƠNGMột số khái niệm về nhiệt động học
Một số khái niệm về nhiệt động học

∆
∆
H - T
H - T
∆
∆
S (T: nhiệt độ tuyệt đối)
S (T: nhiệt độ tuyệt đối)
* Trong p/u Hóa sinh,
* Trong p/u Hóa sinh,
∆
∆
H xấp xỉ bằng
H xấp xỉ bằng
∆
∆
E, biến thiên E
E, biến thiên E
nội tại của phản ứng, nên:
nội tại của phản ứng, nên:∆
∆
G =
G =
∆
∆
E - T
E - T

↔
cC + dD
cC + dD
- Tại trạng thái cân bằng động
- Tại trạng thái cân bằng động
∆G
0
: biến thiên E tự do chuẩn, xđ ở t = 25
o
C, pH = 0,
nồng độ chất th.gia p.u và sp tạo thành bằng 1 mol.R: hằng số lý tưởng bằng 1,98.10
R: hằng số lý tưởng bằng 1,98.10
-3
-3
Kcal/mol. độ
Kcal/mol. độK
K
eq
eq
=
=

∆ = ∆ +
A+B C+D
∆
∆
G
G
o
o
: biến thiên năng lượng tự do chuẩn, t = 25
: biến thiên năng lượng tự do chuẩn, t = 25
o
o
nồng độ all các chất tham gia phản ứng = 1 mol.
nồng độ all các chất tham gia phản ứng = 1 mol.
R:
R:
hằng số lý tưởng = 1,98.10
hằng số lý tưởng = 1,98.10
-3
-3
Kcal/mol. độ
Kcal/mol. độ
-
Đối với các phản ứng sinh học, biến thiên E
Đối với các phản ứng sinh học, biến thiên E
tự do chuẩn sẽ được đo ở pH = 7, t = 25
tự do chuẩn sẽ được đo ở pH = 7, t = 25
o
o
C và

o
o
eq
o
eq
o
eq
G
RT
eq
G G RT K
G RT K
G
K
RT
K e
∆
−
∆ = ∆ +
∆ = −
∆
− =
=
Keq =
Keq của phản ứng:
Keq của phản ứng:
2 A + 3 B C + 2 D
Keq =
[C] [D]
2

∆
∆
Gº' = -RT ln(0.0475)
Gº' = -RT ln(0.0475)= -1.98 x 10-3 kcal/(mol-deg) x 298 x (-
= -1.98 x 10-3 kcal/(mol-deg) x 298 x (-
3.047)
3.047)= + 1.8 kcal/mol
= + 1.8 kcal/mol∆
∆
G
G
0
0
’
’
= - RT lnK
= - RT lnK
eq
eq
2. PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ
2. PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ

E
o
o
là E khi:
là E khi:
][][ khoxh =
Chất khử Chất oxy hóa + n e
-

Phản ứng oxy hóa
Phản ứng oxy hóa
*
*
Chiều vận chuyển của điện tử e
Chiều vận chuyển của điện tử e
-
-
:
:
Xét 2 hệ thống oxhkh:
Xét 2 hệ thống oxhkh:
A/AH
A/AH
2
2
và B/BH
và B/BH
2
2
Nếu EA < EB thì:

E
0
0
= volt
= volt
2H
2H
+
+
/H
/H
2
2
FAD/FADH
FAD/FADH
NAD
NAD
+
+
/NADH,H
/NADH,H
+
+
FAD/FADH
FAD/FADH
2
2
Fumarat/succinat
Fumarat/succinat
Cytb Fe

-0.06
-0.03
-0.03
+0.03
+0.03
+0.25
+0.25
+0.82
+0.82
Nếu vì lý do nào đó BH
Nếu vì lý do nào đó BH
2
2
bị tồn đọng thì phản ứng có thể đạt trạng thái
bị tồn đọng thì phản ứng có thể đạt trạng thái
cân bằng hoặc thậm chí theo chiều nghịch. TD: xét 2 hệ thống:
cân bằng hoặc thậm chí theo chiều nghịch. TD: xét 2 hệ thống:
NAD+/NADH,H
NAD+/NADH,H
+
+
và FAD/FADH
và FAD/FADH
2
2
E
E
0
0
(A) = -0.32V; E

NAD
+
+
FAD
FAD
2e
2e
-
-
FADH
FADH
2
2FAD
FADNAD
NAD
+
+
NADH,H
NADH,H
+
+
2e
2e
-

< 0 (tỏa Q). Năng lượng đó
sẽ được tích trữ lại trong các
sẽ được tích trữ lại trong các
liên kết giàu năng lượng (~)
liên kết giàu năng lượng (~)
nhờ các phản ứng
nhờ các phản ứng
phosphoryl hóa, F = 23
phosphoryl hóa, F = 23
Kcal/V
Kcal/VOse, AB, CTAC…2H
Ose, AB, CTAC…2H
→
→NASD, FAD…
NASD, FAD…
→
→
O
O
2
2
⇒
⇒
H20

(ký hiệu: -


)
)
Khi thủy phân cắt đứt liên kết này, chỉ có từ
Khi thủy phân cắt đứt liên kết này, chỉ có từ
1000-5000 calo
1000-5000 calo
được giải phóng (
được giải phóng (
l
l
∆
∆
G
G
0
0
’l < 5
’l < 5
Kcal/mol )
Kcal/mol )
- Vd: Liên kết
- Vd: Liên kết
este phosphat
este phosphat
:
:




CHOH



CH
2

−
O
−
P

3.3 Liên kết giàu năng lượng
3.3 Liên kết giàu năng lượng
l
l
∆
∆
G
G
0
0
’l > 7 Kcal/mol hoặc l
’l > 7 Kcal/mol hoặc l
∆
∆
G
G

7Kcal/2.23,06 = 0,152V
7Kcal/2.23,06 = 0,152V
Vậy, ở giai đoạn nào
Vậy, ở giai đoạn nào
∆
∆
E
E
0
0
’, > 0,152V
’, > 0,152V
thì ở đó sẽ đủ năng lượng tạo ra 1
thì ở đó sẽ đủ năng lượng tạo ra 1
phân tử ATP từ ADP.
phân tử ATP từ ADP.
* Nếu tính
* Nếu tính
∆
∆
E
E
0
0
’ khi e
’ khi e
-
-
vận chuyển từ NADH,H
vận chuyển từ NADH,H

’l = nF
’l = nF
∆
∆
E
E
0
0
’
’ = 2 x 23,06 x 1,13
= 2 x 23,06 x 1,13= 52 Kcal
= 52 KcalTuy nhiên năng lượng này không tích trữ trong một lần một mà theo
Tuy nhiên năng lượng này không tích trữ trong một lần một mà theo
từng giai đoạn kế tiếp nhau, giai đoạn nào đủ tạo liên kết giàu năng
từng giai đoạn kế tiếp nhau, giai đoạn nào đủ tạo liên kết giàu năng
lượng sẽ tạo ngay tại thời điểm đó.
lượng sẽ tạo ngay tại thời điểm đó.
TD:
TD:
NAD
NAD

Cyt
Cyt
(a+a3)
(a+a3)→
→
O
O

↓
↓↓
↓↓
↓

ATP ATP ATP
ATP ATP ATP

ll
llO
O
a.1,3 DPglyceric
a.1,3 DPglyceric
Aminoacyl-AMP
Aminoacyl-AMP
R – C – CO ~ AMP
R – C – CO ~ AMPl
lNH
NH
2
2
3. Enol phosphat
3. Enol phosphatR - C - O ~ P
R - C - O ~ P
R – C – NH ~ P
R – C – NH ~ Pll
llNH
NH
Arginin~P
Arginin~P
Créatin~P
Créatin~P
(phosphagène)
(phosphagène)NH ~ P
NH ~ Pl
l
HN = C
HN = Cl
l


ll
llO
OCOOH
COOH
l
l
CH2
CH2
l
l
CH
CH
2
2
l
l
C ~ SCoA
C ~ SCoA
ll
ll
O
O
Succinyl CoA

→
Creatin ~ P
Creatin ~ P

ATP ADP
ATP ADP
2.
2.
Hoạt hoá các chất
Hoạt hoá các chấtATP
ATP↓
↓
G
G
→
→
G - 6P
G - 6P
AB
AB
→

→
protein
proteinATP
ATP
3.
3.
Vận chuyển năng lượng
Vận chuyển năng lượng
ATP + H
ATP + H
2
2
O
O
→
→ ADP + Pvc
ADP + PvcQ
Q
(t
(t
0

Thu Q
STH đpt
STH đptHoạt hóa hấp
Hoạt hóa hấp
thu tích cực
thu tích cực
luồng thần
luồng thần
kinh điện năng
kinh điện năng
ATP
ATP
ADP
ADP
Q
Q
Q
Q
4. CHUỖI HÔ HẤP TẾ BÀO
4. CHUỖI HÔ HẤP TẾ BÀO
4.1 Bản chất của sự hô hấp tế bào
4.1 Bản chất của sự hô hấp tế bào
- ”đốt cháy” các chất hữu cơ trong cơ thể.
- ”đốt cháy” các chất hữu cơ trong cơ thể.
- Sự oxh-kh xảy ra trong tế bào.
- Sự oxh-kh xảy ra trong tế bào.
- Oxy hóa sinh học.

+ 6H
2
2
O + 686 kcal
O + 686 kcal
- điều kiện: t
- điều kiện: t
0
0
= 37
= 37
0
0
C, P = 1atm
C, P = 1atm
- cách xảy ra:
- cách xảy ra:
+ Oxy
+ Oxy
không
không
trực tiếp tác dụng với C,H để tạo ra CO
trực tiếp tác dụng với C,H để tạo ra CO
2
2
và H
và H
2
2
O

O (sản phẩm của CHHTB)
Xảy ra ở màng trong của ty thể
Xảy ra ở màng trong của ty thể
Tổng quát
Tổng quát
SH
2
→ S (Substrat)
↓
2H → 2H
+
↓
2e
-
→ H
2
O
↓
½ O
2
→ O
-2
2H -2e
-
→ 2H+
→
H
2
O
½ O