Chuyển đến nội dung chính

Hai con đường hô hấp ở thực vật - Chu trình Crep

 Tùy theo điều kiện môi trường đầy đủ hay thiếu oxi phân tử mà quá trình hô hấp có thể xảy ra theo con đường phân giải hiếu khí hay phân giải kị khí. Nhưng gia đoạn đầu của quá trình hô hấp của 2 con đường điều giống nhau đó là đường đường phân, ở giai đoạn này xảy ra ở chất nền của ti thể và không cần oxi. 
Trong giai đoạn đường phân, đầu tiên sử dụng 2 phân tử ATP để hoạt hóa  và chuyển phân tử glucozo thành Fructozo 1,6-điphotphat
  • Glucozo + 2ATP → Fructozo 1,6-diphotphat
 Phân tử Fructozo 1,6-diphotphat hoạt động mạnh mẽ hoăn và dưới xúc tác của enzim, Fructozo 1,6-diphotphat được phân giải thành hai phân tử đường 3 cacbon là glixeraldehit-3-3photphat (G3P).
  • Fructozo 1,6-diphotphat → G3P
 Mỗi hợp chất G3P bị oxi hóa loại đi một đôi nguyên tử hidro và tạo thành axit piruvic và giải phóng 2 phân tử ATP. Tế bào dùng nguyên tử hidro để biến NAD+ thành NADH. 

Như vậy tự 1 phân tử glucozo qua giai đoạn đường phân đã sử dụng 2ATP ( để hoạt hóa glucozo ban đầu) và tạo ra 4ATP, 2NADH và 2 axit piruvic

Con đường hô hấp kị khí (hay yếm khí)

Tiếp theo, nếu trong điều kiện kị khí (thiếu O2) như rễ cây bị ngập úng thì con dường dẫn truyền hiro bị ức chế và việc cung cấp NAD+ ban đầu của tế bào nhanh chóng dùng hết. Khi điều này xảy ra thì NADH thường nhường hiro để hình thành hoặc axit lactic hoặc rượu etilic tùy thuộc vào loại hô hấp kị khí nào xảy ra. Nhờ đó giải phóng NAD+ nhựng lại làm mất năng lượng đáng kể. Hô hấp kị khí (hay yếm khí) là một quá trình lãng ophis và tế bào chỉ thu được khoảng 2% năng lượng sẵn dự trữ trong phân tử glucozo. Riêng tế bào kị khí dùng glucozo nhiều gấp 19 lần tế bào hiếu khí để tiến hành cùng một loại công việc và giải phóng lượng lớn axit lactic hay rượu etylic dưới dạng sản phẩm thừa.

Con đường hô hấp hiếu khí

Trong điều kiện có oxi thì axit piruvic được phân giải hoàn toàn thành CO2 và H2O. Con đường biến đỗi này được nhà hóa sinh học Crep (người Anh) tìm ra trong nghiên cứu mô cơ học của chim bồ câu và năm 1937. Chu trình này được gọi là chu trình axit xitric (còn gọi là chu trình Crep hay chu trình axit tricacboxilic), vì axit xitric là một chất trung gian quan trọng. Gai đoạn hô hấp hiếu khí có thể được tóm tắt như sau:

Đầu tiên, một phân tử khí cacbonic (CO2) bị loại khỏi axit piruvic và một đôi nguyên tử hiro được dẫn truyền để tổng hợp NADH. Phần còn lại là đoạn 2 cacbon (CH3CO) gọi là nhóm axetyl hay etanoyl. Nhóm này kết hợp với phân tử hữu cơ thuộc họ vitamin gọi là coenzim A (CoA) tạo nên một chất có tầm quan trọng là axetyl-CoA.
  • Axit piruvic → Axetyl Co-A + CO2
Hợp chất axetyl-CoA trực tiếp vào chu trình Crep, cụ thể là axetyl-CoA sẽ chuyển nhóm axetil 2-cacbon cho phân tử 4 cacbon có tên là oxaloaxetic để tạo nên axit xitric.

  • Axetyl-CoA + Oxaloaxetic → Axit Xitric
Các bước còn lại trong chu trình Crep là phân giải từng bước phân tử 6 cacbon axit xitric cho đến khi hình thành lại axit oxaloaxetic để tế bào sẵn sàng lạp lại chu trình với một phân tử axetyl-CoA khác. Một số bước trong chu trình sử dụng nước trong khi đó một số bước lại giải phóng khi CO2. Ở một điểm trong chu trình, ATP được tổng hợp bở một phân tử đi kèm trong khi đó một nơi khác nào đó một số nguyên tử hidro nào đó được tách ra và chuyển cho các phân tử chất mang. Tế bào thường dùng NAD+ nhưng ở một số bước trong chu trình thì nó được thay bằng một chất mang khác gọi là FAD (flavin andenin dinucleotit). 

Nói chung chu trình Crep dùng 8 phân tử nước và thu 8 phân tử NADH cùng 2 phân tử FADH 2 phân tử ATP khi tế bào phân giải hoàn toàn một phân tử glucozo. Cũng cần lưu ý rằng mỗi phân tử glucozo qua đường phân đã tạo ra 2 axit piruvic để tham gia vào chu trình Crep.

Tiếp theo, các sản phẩm tring gian NADH và FADH được tạo ra ở đường phân và chu trình Crep sẽ đi vao chuỗi truyền eleactron với sự tham gia của oxi tạo thành ATP (Trong chuỗi truyền eleactron 1NADH sẽ giải phóng ra 3 ATP và 1FADH sẽ giải phóng 2ATP)

Các bạn có thể xem sơ đồ rút gọn của toàn bộ con đường hô hấp hiếu khí ở hình sau: 

Tóm lại: con đường hô hấp yếm khí gồm có 2 giai đoạn là đường phân và len men; còn hô hấp hiếu khí có 3 giai đoạn là đường phân, chu trình Crep và chuỗi truyền eleactron.

Cũng lưu ý rằng axetyl-CoA có khả năng kết nối nhiều con đường trao đổi chất khác nhau. Phụ thuộc vào môi trường sống, tế bào dùng axetyl Co-A như một đơn vị nhỏ để xây dựng cấu trúc hóa học lớn hơn, cung cấp một phổ rộng các hợp chất cabon cần cho tế bào. Mặt khác khi thiếu năng  lượng, axit amin từ protein và axit béo từ lipit có thể bị phân giải để cung cấp axetyl-CoA dùng trong hô hấp.

Nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

Tính số nhiễm sắc thể, số crômatit và số tâm động qua các kì của nguyên phân và giảm phân

Loài ong mật có bộ NST lưỡng bội 2n=32. Hợp tử của loài trải qua nguyên phân. Hãy cho biết có bao nhiêu NST, crômatit, tâm động có trong một tế bào qua mỗi kì của quá trình nguyên phân? Để giải bài tập sinh học trên trước hết các bạn cần nhớ một số vấn đề sau: NST nhân đôi ở kì trung gian (pha S) trở thành NST kép, tồn tài trong tế bào đến cuối kì giữa. Vào kì sau, NST kép bị chẻ dọc tại tâm động, tách thành 2 NST đơn, phân li đồng đều về 2 cực tế bào. Crômatit chi tồn tại ở NST kép, mỗi NST kép có 2 crômatit. Mỗi NST dù ở thể đơn hay kép đều mang một tâm động. Vậy có bao nhiêu NST trong tế bào thì sẽ có bấy nhiêu tâm động. Do vậy, gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài, số NST, số crômatit, số tâm động có trong một tế bào qua mỗi kì quá trình nguyên phân như bảng sau: Kì trung gian Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối Số NST đơn 0 0 0 4n 2n Sô NST kép 2n 2n 2n 0 0 Số crômatit 4n 4n 4n 0 0 Số tâm động 2n 2n 2n 4n 2n T

Số lượng tế bào con, số NST cần cung cấp, số thoi vô sắc xuất hiện (hoặc bị phá hủy) qua nguyên phân

Để làm tốt bài tập sinh học dạng này các bạn cần xem lý thuyết về nguyên phân trước. Ngoài ra có thể xem thêm dạng bài tập về tính số NST, số crômatit và số tâm động qua các kì của nguyên phân . Sau đây mình sẽ hướng dẫn các bạn làm bài tập tiếp theo: dạng bài tập về tính số lượng tế bào con, số NST cần cung cấp, số thoi vô sắc xuất hiện (bị phá huỷ) qua nguyên phân. Trước tiên các bạn cần hiểu và nhớ một số công thức sau Số tế bào sinh ra qua nguyên phân: + Một tế bào qua k lần nguyên phân sẽ hình thành $2^k$ tế bào con. + a tế bào đều nguyên phân k lần, số tế bào con được tạo thành là: $a.2^k$ tế  bào. Số NST đơn môi trường cần cung cấp: + Một tế bào lưỡng bội (2n NST) qua k lần nguyên phân, số NST đơn môi trường nội bào cần cung cấp: $2^k.2n-2n =  (2^k-1)2n$. + Vậy, a tế bào có 2n NST đều nguyên phân k lần, môi trường cần cung cấp số NST là: $a.(2^k-1)2n$. Số thoi vô sắc xuất hiện, bị phá hủy: + Thoi vô sắc xuất hiện ở kì trước, bị phân hủy hoàn toàn vào kì cuối. Vậy có ba

Tính số loại và tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con

Vận dụng toán xác suất để giải nhanh các bài tập sinh học phần quy luật phân li độc lập như: xác định số loại kiểu gen, kiểu hình ở đời con hay tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con trong các phép lai khi biết kiểu gen của bố mẹ mà không cần viết sơ đồ lai. Theo quy luật phân li độc lập ta hiểu rằng: một phép lai có n cặp tính trạng, thực chất là n phép lai một cặp tính trạng. Như vậy khi đề bài cho biết kiểu gen có bố mẹ và tuân theo quy luật phân li độc lập thì ta chỉ cần dung toán xác suất để xác định nhanh số loại cũng như tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình ở đời con theo quy tắc sau: Tỉ lệ KG khi xét chung nhiều cặp gen bằng các tỉ lệ KG riêng rẽ của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau. Số KH khi xét chung nhiều cặp tính trạng bằng số KH riêng của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau. Ví dụ:  Cho biết A - hạt vàng : a- hạt xanh; B- hạt trơn : b - hạt nhăn; D - thân cao : d- thân thấp. Tính trạng trội là trội hoàn toàn. Phép lai P: AabbDd x AaBbdd  sẽ cho số loại và tỉ lệ kiểu g

Vai trò của thận và gan trong cần bằng áp suất thẩm thấu

Môi trường bên trong cơ thể sinh vật (nội môi) nói chung và cơ thể người nói riêng luôn được duy trì ổn định. Ví dụ như người trưởng thành có nhiệt độ thân nhiệt khoảng 37,5 độ C, áp suất thẩm thấu trong máu và dịch mô khoảng 0,9atp, nồng độ gulozo (đường) trong máu khoảng 108 - 140mg/dl, nồng độ pH khoảng 7.35 – 7.45 ... Điều gì xảy ra nếu như các điều kiện lí hóa bên trong cơ thể chúng ta không còn ở trong vùng bình thường? Khi cơ thể chúng ta nhiệt độ quá cao hay quá thấp; điều gì sẽ xảy ra khi nồng độ đường trong máu luôn quá cao hay quá thấp; điều gì sẽ xảy ra khi áp suất thẩm thấu trong cơ thể luôn cao hay thấp hơn mức bình thường? Câu trả lời chung là cơ thể không còn khỏe mạnh (hay là đã bị bệnh). Trong nội dung bài này chúng ta cùng nhau tìm hiểu có chế để cân bằng áp suất thẩm thấu trong trong môi trường bên trong cơ thể mà cụ thể là trong máu (dịch tuần hoàn). Áp suất thẩm thấu trong máu phụ thuộc vào lượng nước và nồng độ các chất hòa tan trong máu mà chủ yếu là hà

Chu kỳ tế bào, quá trình nguyên phân và giảm phân

Trong chương trình sinh học lớp 10 thì nội dung về chu kỳ tế bào, nguyên phân và giảm phân các em cần học kỹ và làm bài tập liên quan. Đây là kiến thức hết sức quan trọng để có thể học tiếp những kiến thức liên quan ở lớp tiếp tiếp theo. Cơ chế nguyên phân Cơ chế giảm phân Kiến thức các em đọc ở sách giáo khoa sinh học lớp 10, ở phần này tác giả chỉ trích một số câu hỏi thường gặp trong nội dung chuyên đề chu kỳ tế bào, quá trình nguyên phân và giảm phân. Câu 1. Trình bày khái niệm và nêu những giai đoạn của chu kì tế bào? – Chu kì tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào liên tiếp. Một chu kì tế bào bao gồm kì trung gian và quá trình nguyên phân. Kì trung gian gồm ba pha theo thứ tự là G1 , S, G2, trong đó pha G1 là thời kì sinh trưởng chủ yếu của tế bào; pha S diễn ra sự nhân đôi của ADN và nhiễm sắc thể. Kết thúc pha S, tế bào sẽ chuyển sang pha G2, lúc này tế bào sẽ tổng hợp tất cả những gì còn lại cần cho quá trình phân bào. Nguyên phân diễn ra ngay sau pha G2

Hô hấp kép ở chim

Cơ quan hô hấp của chim bay có cấu tạo đặc biệt, gồm đường hô hấp, phổi và túi khí. Cơ quan hô hấp và hoạt động hô hấp của chim thể hiện sự thích nghi cao với hoạt động bay lượn. 1. Đường hô hấp Từ khe họng dẫn đến thanh quản gồm sụn nhẫn và sụn hạt cau. Ở chim 2 sụn này không tham gia phát thanh vì chúng có cơ quan phát thanh riêng được gọi là minh quản (syrinx). Minh quản nằm ngay ở nơi phân khí quản thành 2 phế quản, cấu tạo nói chung giống với thanh quản. Chim có 2 loại dây thanh dài ngắn khác nhau, nhờ cơ hót hoạt động rất linh hoạt nên phát ra tiếng kêu rất đặc trưng. 2. Phổi Phổi của chim nhỏ, là 1 túi xốp, ít giãn nở vì ẩn sâu vào gốc xương sườn, có vô số các vi khí quản. Phổi chim có dung tích lớn, diện tích mao mạch rất lớn có nhiều phế nang và tiểu phế nang. 3. Túi khí Phế quản đi tới phổi tạo ra các vi khí quản, xuyên qua thành phổi tạo thành các túi đặc biệt gọi là túi khí. Ngoài các túi chính nằm ở phần bụng và phần ngực, còn có các túi nhỏ len lỏi trong nội quan. Chim c

Quá trình tiêu hóa ở động vật ăn thực vật nhai lại

Thực vật là loại thức ăn nghèo dinh đưỡng và khó tiêu hóa (trong thức ăn chủ yếu là xenlulôzơ; ít tinh bột và prôtên,..). Để thích nghi với loại thức ăn có đặc điểm như vậy thì động vật ăn thực vật nói chung và động vật ăn thực vật có dạ dày 4 túi ( động vật có dạ dày 4 ngăn hay động vật nhai lại ) cũng có những đặc điểm cấu tạo cũng như quá trình tiêu hóa phù hợp. Trâu, bò, dê, cừu lấy thức ăn (cỏ) và nhai qua loa, sau đó nuốt thức ăn vào dạ cỏ. Khi nghỉ ngơi, chúng ợ thức ăn từ dạ cỏ lên miệng và nhai lại rất kĩ (gọi là động vạt nhai lại). Ở nội dung bài này chúng ta sẽ tìm hiểu về quá trình tiêu hóa ở động vật ăn thực vật nhai lại. Tiêu hóa ở miệng Hàm răng của động vật nhai lại phù hợp với bứt cỏ và nghiền thức ăn. Ở trâu, hàm trên có tầm sừng thay cho răng cửa và răng nanh, rặng cạnh hàm và răng hàm. Hàm dưới có răng cửa và răng nanh giống nhau, có tác dụng tì cỏ vào tấm sừng hàm trên. Giữa răng của, răng nạnh với răng cạnh hàm, răng hàm có khoảng trống tạo thuận lợi c

Công thức tính áp suất thẩm thấu của tế bào

Một dung dịch đường glucozơ có nồng độ 0,01M. Hãy xác định áp suất thẩm thấu của dung dịch ở nhiệt độ 25 độ C? Thư của bạn Hoàng Yến Hướng dẫn cho bạn Hoang Yến: Bài này ta dung công thức tính áp suất thẩm thấu (ASTT) của tế bào như sau: P = RTCi = 0,82.(273+25).0,01.1 = 0,24354 (atm) Công thức tính áp suất thẩm thấu (ASTT) của tế bào như sau: P = RTCi P : Áp suất thẩm thấu (atm) R : hăng số ≈ 0,082 amt/độ K.mol T : nhiệt độ tuyệt đối ( º K) = ( º C) + 273 C : nồng độ mol/l; C = n/V; n: số mol chất tan; V: thể tích dung dịch i: hệ số Van Hôp, lượng tiểu phân chất tan phân ly và tái hợp khi tan vào dung mô:   i = 1 + α(n-1) i = (n/n0)(ν-1) + 1 =  α (ν-1) + 1 α  = n/n0 n: số mol chất đã điện li n0: tổng số mol chất hòa tan v: số ion tạo ra từ 1 phân tử chất điện li. Áp suất thẩm thấu của dung dịch lỏng chứa chất tan không điện li thỏa mãn phương trình: P = CRT Thay C = n/V = m/MV à ta được: PV = (m/M)RT V: thể tích dung dịch (lít) chứa m gam chất tan. M: Khối lượng phân t

Pha sáng của quang hợp

Quá trình quang hợp ở các nhóm thực vật (C3, C4 và CAM) đều có 2 pha là pha sáng và pha tối. Điểm khác nhau trong quang hợp ở các nhóm thực vật chủ yếu ở pha tối.  Pha sáng của quang hợp diễn ra trên màng Tilacôit của lục lạp, nó thực ra là quá trình chuyển năng lượng ánh sáng đã lược diệp lục hấp thụ thành năng lượng hóa học trong ATP và NADPH cụ thể như sau: Hấp thu năng lượng ánh sáng: DL $\rightarrow $ DL* Quang phân li nước: $ 2H_2O \rightarrow 4H^+ + 4e^- + O_2$ Photphorin hóa tạo ATP:  3ADP + 3Pi $\rightarrow $ 3ATP Tổng hợp NADPH: $2NADPH + 4H^+ + 4e^- \rightarrow  2NADPH$ ATP và NADPH được tạo ra ở pha sáng sẽ tiếp tục tham gia vào pha tối để tổng hợp nên $C_6H_{12}O_6$. Tuy nhiên để tạo được 1 phân tử $C_6H_{12}O_6$ thì cần 18ATP và 12NADPH từ pha sáng. Vậy phương trình tổng quát của pha sáng: $12H_2O + 18ADP + 18Pi + 12NADP^+ \rightarrow 18ATP + 12NADPH + 6O_2$ Bài tiếp theo: Pha tối quang hợp ở thực vật C3 (chu trình Canvin)

Chu trình Canvin - Chu trình C3

ATP và NADPH là 2 sản phẩm pha sáng của quang hợp được tổng hợp ở tilacoit tiếp tục đi ra chất nền của lục lạp để tham gia vào pha tối của quang hợp. Cụ thể là tham gia để khử APG thành ALPG trong chu trình Canvin. Chu trình cố định CO 2 này do nhà bác học Mĩ đưa ra năm 1951. Nhóm thực vật C 3 bao gồm phần lớn thực vật phân bố rộng rãi trên thế giới, chủ yếu ở vùng ôn đới và á nhiệt đới. Chúng sống trong điều kiện khí hậu ôn hòa: cường độ ánh sáng, nhiệt độ, nồng độ CO 2 , O 2 bình thường. Sản phẩm quang hợp đầu tiên là một hợp chất  hữu cơ có 3C trong phân tử (APG - axit photphoglixêric). Quá trình cố định CO 2 theo chu trình Canvin diễn ra ở chất nền của lục lạp với sự tham gia của ATP và NADPH được tạo ra từ pha sáng. Quá trình này gồm 3 giai đoạn: Gia đoạn cacboxyl hóa (cố định CO 2 ) Chất nhận đầu tiên riboluzo-1,5 đi photphat (Ri1,5DP) kết hợp với CO 2 tạo ra hợp chất 6C (kém bền) và lập tức tạo thành 2 hợp chất 3C (APG). Ri1,5DP + CO 2 $\rightarrow$ APG G