1
1
BÀI GIẢNG SINH HÓA HỌC
Phần II
TRAO ĐỔI CHẤT
VÀ
NĂNG LƯNG SINH HỌC
TP.HCM - 2006
2
Chương 1
KHÁI NIỆM VỀ TRAO ĐỔI CHẤT
VÀ NĂNG LƯNG SINH HỌC
1. ĐẠI CƯƠNGVỀ TĐC & NLSH
1.1. Sự trao đổi chất và chuyển hóa trung gian
1.2. Đồng hóa và dò hóa
1.3. Nguồn gốc của năng lượng sinh học
1.4. Sự chuyển hóa năng lượng
1.5. Các hợp chất cao năng
2. SỰ OXID HÓA-KHỬ SINH HỌC (Sự hô hấp mô bào)
2.1. Khái niệm về hô hấp mô bào
2.2. Chuỗi hô hấp mô bào : Mục đích; Đặc điểm; Các enzyme của
chuỗi hô hấp; Sơ đồ chuỗi hô hấp
3
1.ĐẠI CƯƠNG
1.1. SỰ TRAO ĐỔI CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA TRUNG GIAN
TĐC (chuyển hóa các chất) bao gồm tất cả các qúa trình
hóa học xẩy ra trong cơ thể từ khi TĂ được đưa vào
→
→→
→
đào

để giải phóng năng lượng
cung cấp cho qúa
trình TĐC, cho các hoạt động sống.
6
(Đồng hóa)
(Dị hóa)
(giải phóng NL)
(thu NL)
7 8
Hình 1.1 : Chu trình chuyển hóa trong thế giới sinh vật
3
9
1.3. NGUỒN GỐC CỦA NĂNG LƯNG SINH HỌC
 Từ năng lượng ánh sáng mặt trời (quang năng)
 Các dạng năng lượng :
- hóa năng,
- cơ năng,
- nhiệt năng,
- điện năng,
- năng lượng thẩm thấu ….
có thể chuyển hóa
lẫn nhau
10
 Nhiệt năng là dạng năng lượng ngõ cụt (không sử
dụng lại)
→
→→
→ cần tiêu tốn NL để giữ trạng thái đẳng
nhiệt và đẳng áp.
 Cơ thể sử dụng NL để

dụng được.
12
 Sự biến đổi năng lượng tự do :
∆
∆∆
∆G = ∆
∆∆
∆H – T. ∆
∆∆
∆S
- ∆
∆∆
∆G : Sự thay đổi NLTD của hệ thống
- ∆
∆∆
∆H : Sự biến đổi enthapy
→
→→
→
bằng hiệu ứng nhiệt
của phản ứng
- T : nhiệt độ tuyệt đối của môi trường
- ∆
∆∆
∆S : Sự biến đổi của entropy
Cơ thể sống hoạt động như một hệ thống mở, các
biến đổi hóa học bảo đảm cân bằng NL cho cơ thể
→
→→
→

5
17
1.5. CÁC HP CHẤT CAO NĂNG
- ATP/ADP
- Creatine phosphate/Creatine
- Arginine phosphate/Arginine
- Các nucleotide triphosphate : GTP, UTP
Đơn vò đo năng lượng
- 1j = 2,388 x 10
-4
Kcal
- 1 Kcal = 4,1866 x 10
8
j
18
Nối phosphate cao năng
19 20
6
21
Hình 1.5 : Chu trình ATP/ADP và CP/C
22
23
-14.00
-12.30
-11.80
-10.30
-10.10
-8.00
-7.30
-5.00

∆
G’o
Hợp chất phosphate
Bảng NLTD chuẩn của một số phosphate hữu cơ
24
2. SỰ OXID HÓA-KHỬ SINH HỌC
2.1. KHÁI NIỆM VỀ HÔ HẤP MÔ BÀO
- Một chuỗi các phản ứng oxid hóa-khử liên tục,
-
Giải phóng năng lượng trong điện tử cao năng của H
trong hợp chất hữu cơ ,
- Cơ thể động vật sử dụng năng lượng của các phân tử
chất hữu cơ để tổng hợp nên các hợp chất cao năng lượng
như ATP
, CP…
- Bản chất của quá trình này là sự oxid hóa từng bước
carbon hữu cơ thành
CO
2
và vận chuyển H (proton H
+
và
điện tử e
-
) đến O
2
để thành lập phân tử H
2
O.
7

 Coenzyme Q (ubiquinone) : CoQ – CoQ
-
- CoQH
2
 Hệ thống cytochromes : b – c
1
– c – a&a
3
28
Dehydrogenase NAD
+
NADH + H
+
 CÁC ENZYME CỦA CHUỖI HÔ HẤP
- CO- NH
2
N
+
H
R
+(2H
+
+ 2e
-
)
- CO- NH
2
N
H
R

N
N
O
P
O C H
2
N
H H
O H
O H
O
H
H
O
O H
H
N
C
N H
2
O
H H
O H
O H
O
O
P
O C H
2
O

30
NH
N
N
CH
3
-
O
C
10
1
CH
3
-
C=O
R
NH
H
N
N
H
CH
3
-
O
C
10
1
CH
3

C
O
O
CH
2
HCOH
HCOH
HCOH
CH
2
O
PO O
_
O
CH
3
C
C
C
C
C
C
H
CH
3
H
N
N
C
C

N
HC
N
C
C
C
N
N
CH

NH
2
FMN
FAD
1
2
3
4
10
9
5
6
7
8 11
1
10
32
Hỡnh 1.7 :
Cụ cheỏ vaọn chuyeồn electron cuỷa CoQ
9

CoQ sang cyt.c.
Tổ hợp IV (cyt.c oxydase)
Vai trò của tổ hợp IV là tách lần lượt 4 điện tử từ 4
cyt. c dạng Fe
2+
để chuyển cho oxygen phân tử (O
2
)
tạo ra 2 phân tử nước (nhờ lấy H
+
từ phần khuôn ty
lạp thể).
Tổ hợp V (ATPase)
Kênh dẫn proton và thực hiện tổng hợp ATP.
10
37
12-14380ATP synthaseComplex V
13170Cytochrome oxidaseComplex IV
9-10250
Cytochrome C - coenzyme Q
oxidoreductase
Complex III
4140
Succinate dehydrogenase (or)
Succinate-coenzyme Q reductase
Complex II
25800
NADH dehydrogenase (or)
NADH-coenzyme Q reductase
Complex I