TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG

Chương 2:
TRAO ĐỔI CHẤT VÀ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG

1. Khái niệm chuyển hóa các chất và chuyển
hóa năng lượng
2. Chuyển hóa glucid
3. Chuyển hóa protein
4. Chuyển hóa lipid

1


I. Giới thiệu về trao đổi chất
 Chuyển hóa các chất: là những phản ứng và quá trình hóa học xảy ra trong cơ
thể sống từ khi thức ăn được đưa vào cơ thể đến chất cặn bã thải ra ngoài.
Chuyển hóa gồm: đồng hóa và dị hóa.

•

Đồng hóa: Là quá trình biến đổi các đại phân tử hữu cơ có tính đặc hiệu theo
nguồn gốc thức ăn thành các đại phân tử glucid hay acid nucleid có tính đặc
hiệu của cơ thể

Quá trình đồng hóa diễn ra theo ba bước: Tiêu hóa, Hấp thu, Tổng hợp

2


Quá trình đồng hóa
Máu
Đại PT: P, L,

G

+ H2
O
Tiêu hóa

Đơn vị cấu
tạo không
có tính đặc
hiệu

Bạch huyết,
hấp thu quan
niêm mạc ruột
non

Đại phân tử đặc
hiệu của cơ thể
3


Glucid
Lipid
Protein

Thân nhiệt

oxy hóa

Quá trình dị hóa

Năng lượng

tích trữ Q

Pvc + ADP

ATP + H2O

Q = 7,3 kcal/mol
Công (co cơ, tổng hợp các chất)
4


PHẢN ỨNG LIÊN HỢP
G0 = + 3.3 Kcal/mol
G6P + H2O

G + H3PO4
ATP + H2O

G0 = - 7.3 Kcal/mol

Ghép lại:
G0 = - 4.0 Kcal/mol
G + ATP
ATP
Cách viết: G

ADP + H3PO4

G6P + ADP

ADP
G6P
5


Chuyển hóa trung gian (CHTG)
Xảy ra nhanh chóng, pH trung tính, nhiệt vừa phải.
Có trạng thái ổn định động ( cân bằng tổng hợp và thoái hóa)
Các quá trình chuyển hóa G, L, P, acid nucleic có liên quan chặt chẽ nhau và có
thể được điều hòa chung theo nhu cầu cơ thể.

6


Chuyển hóa năng lượng
Chuyển hóa các chất gắn liền với chuyển hóa năng lượng: phản ứng tổng hợp
thu năng lượng, phản ứng thoái hóa giải phóng năng lượng.

Ánh sáng mặt
trời

P, G, L

Quang hợp
Thực vật

Người

CO2 , H2O, muối

Năng
lượng

Hoạt
động
7


Chuyển hóa năng lượng
Trong cơ thể người, CHNL gồm:

-giải phóng năng lượng từ các chất hữu cơ: các phản thoái hóa, phản ứng oxy
hóa khử.

-Tích trữ năng lượng nhờ phosphoryl hóa (ADP →ATP).
-Sự vận chuyển và sử dụng năng lượng nhờ sự kêt hợp phosphoryl hóa và khử
phosphoryl

8


Phosphoryl hóa và khử
phosphoryl
Phosphoryl hóa là phản ứng gắn gốc phosphat vào chất hữu cơ

NL
R- H + H3PO4

R- H2PO4 + H2O
NL

R- H + Pvc

H3PO4

R- P + H2O

Liên kết phosphat
= Pvc = acid phosphoric = photphat vô cơ
Vc= vô cơ, NL = năng lượng
9


Phosphoryl hóa và khử
phosphoryl
Phản ứng khử phosphoryl là phản ứng ngược lại.

Phosphoryl hóa

Khử phosphoryl

Tạo liên kết phosphate

Cắt đứt liên kết phosphate

Thu năng (tích trữ năng
lựơng). Do enzyme xúc tác
với cơ chất là P vô cơ

hoặc P hữu cơ

Tạo P vô cơ tự do hay
chuyển gốc phosphate từ
chất hữu cơ phosphate sang
chất khác
10


Các loại liên kết phosphate
Liên kết nghèo
năng lượng
Năng lượng giải
phóng ≤ 5 kcal/mol
Ký hiệu -P
Tương đối bền

Liên kết giàu năng
lượng
Năng lượng
giải
phóng ≥ 7 kcal/mol
Ký hiệu: ∼ P
Tương đối không
bền.

11


các chất “giàu” năng lượng

Loại liên kết
1.Pyrophosphat
Phosphoanhydrid
P–O~P

Chất
NTP
ATP,GTP,UTP,…
CTP…
NDP
ADP,GDP,CDP…
VDP…

12


các chất “giàu” năng lượng
2. Acyl phosphat
R–C~P
ll
O

a. 1,3diphosphoglyceric
Aminoacyl-AMP
R – C – CO ~ AMP
l
NH2

13

Các chất “giàu” năng lượng
3. Enol phosphat
R-C-O~P
ll
CH
l

PEP
(phosphoenolpyruvat)
COOH
l
C-O~P
ll
CH2

14


Vai trò của sự phosphoryl hóa và khử
phosphoryl
1. Tích trữ, vận chuyển và sử dụng năng lượng:

ADP + Pvc → ATP
↑
Q (từ quang hợp hoặc các pứ
oxh-kh)
Ở mô: Creatin → Creatin ~ P
ATP
ADP

15


Vai trò của sự phosphoryl hóa và khử
phosphoryl
2. Hoạt hóa các chất:

Glucose

Glucose – 6
- phosphate

CO2, H2O,
Q
Glycogen

16


Hô hấp tế bào ( oxy hóa khử sinh
học)
Quá trình đốt cháy chất hữu cơ trong tế bào thành CO2 và H2O
C6H12O6 + 6O2 →6H2O + 6CO2 + 688Kcal
KQ: giống như đốt cháy glucose ngoài cơ thể.

-Ngoài cơ thể: CO2 và H2O, NL giải phóng cùng lúc.
- Trong tế bào: oxy không trực tiếp tác dụng C, O của glucose, thoái hóa qua PU
trung gian

17


Hô hấp tế bào ( oxy hóa khử sinh
học)
Tạo CO2 :
Sự khử carboxyl nhờ sự xúc tác decarboxylase
RCOOH →CO2
Tạo nước:

Thức ăn

X

H2 X
2H
2e-

Oxygen thở
vào

½ o2

2H-

H2o

o2

Sự vận chuyển hydrogen từ cơ chất cho hydrogen tới oxy thở để

tạo thành nước

18


Sơ đồ tổng quát về chu trình TĐC
trong sinh giới

19


I
SƠ ĐỒ
TÓM II
TẮC
CHUYỂN
HÓA
TRUNG
GIAN

III

Glycogen

Protein

Glucose

Acid amin

Triglycerid
Glycerol

Acid béo

Pyruvat
Acetyl - CoA

Chu trình
Krebs

NH3

O2

Hô hấp
tế bào

ADP + P

Vận chuyển
hydrogen

ATP
CO2

UREA
H2O

20

Chu trình acid citric
•

Giai đoạn thoái hóa chung cuối cùng G, L, P và là nơi cung cấp cơ chất cho
nhiều H nhất.

•
•
•

Xảy ra trong ĐK hiếu khí ở ty thể
Hệ thống enzyme trong dịch ty thể
Nguyên liệu: AcetylCoA và Oxaloacetate

21


Chu trình Kreb

22


-Năng lượng: Oxy hoá 1 phân tử acetylCoA
Phản ứng - Enzyme

Dạng năng lượng

ATP

Isocitrate dehydrogenase

NADH.H+

3 ATP

α-ketoglutarate dehydrogenase

NADH.H+

3 ATP

SuccinylCoA synthetase

GTP

ATP

Succinate dehydrogenase

FADH2

2 ATP

NADH.H+

3 ATP

Malate dehydrogenase

Tổng cộng

12 ATP

Ý nghĩa:
−“Chu trình biến dưỡng trung tâm của động vật”
− Biến dưỡng năng lượng
− Trao đổi chất
Mối quan hệ:
−Đường phân EM, β oxid hoá acid béo, chuỗi hô hấp
23


Chu trình acid citric mang ý nghĩa trung gian
cho nhiều quá trình sinh tổng hợp

25


Chuyển hóa glucid
1.

Tiêu hóa và hấp thụ glucid:

2.

Thoái hóa glucid:

3.

Tổng hợp glucid

26