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 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

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

Hướng dẫn giải chi tiết đề thi THPT Quốc Gia 2019 môn SINH HỌC

Bài giải chi tiết đề thi THPT Quốc Gia 2019 môn Sinh học - mã đề 218. Ban biên tập sẽ cập nhật thêm bài phân tích kèm lời giải chi tiết cho những câu khó trong đề. 1. Nội dung đề thi sinh học 2019 - mã 218 Câu 81: Cà độc dược có bộ NST 2n=24. Theo lí thuyết, số nhóm gen liên kết của loài này là: A. 8. B. 12. C. 16. D. 24 Câu 82: Theo vĩ độ, rừng mưa nhiệt đới (rừng ẩm thường xanh nhiệt đới) là khu sinh học phân bố ở vùng nào sau đây? A. Cận Bắc Cực. B. Bắc Cực. C. Nhiệt đới. D. Ôn đới. Câu 83: Trong quá trình phiên mã, nuclêôtit loại U ở môi trường nội bào liên kết bổ sung với loại nuclêôtit nào của gen? A. T. B. A. C. X. D. G. Câu 84: Sinh vật nào sau đây có cặp NST giới tính ở giới cái là XX và giới đực là XY? A. Thỏ. B. Bướm. C. Chim. D. Châu chấu. Câu 85: Quá trình chuyển hóa $NH_4^+$ thành $NO_3^-$ do hoạt động của nhóm vi khuẩn A. cố định nitơ. B. nitrat hóa. C. amôn hóa. D. phản nitrat hóa. Câu 86: Trong ống tiêu hóa củ

Cách viết giao tử cho thể tứ bội (4n) có kiểu gen AAaa

Sinh vật bình thường có bộ NST 2n, khi giảm phân sẽ cho giao tử bình thường n. Tuy nhiên trong thể đột biến như thể ba nhiễm, thể tứ bội thì giảm phân cho ra những loại giao tử như thế nào. Ở bài này sẽ hướng dẫn các em cách viết và các định tỉ lệ các loại giao tử được tạo ra trong quá trình giảm phân của thể tứ bội (4n). Ví dụ:  thể tứ bội có kiểu gen AAaa giảm phân bình thường sẽ tạo ra những loại giao tử nào và tỉ lệ bằng bao nhiêu? Để viết giao tử cho thể tứ bội các em sơ đồ hình chữ nhật như bên dưới. Ở mỗi góc của hình chữ nhật ta viết mỗi alen. Ví dụ ở trên cơ thể có kiểu gen AAaa nên ta viết 2 góc có alen A và 2 góc có alen a. Sau đó ta sẽ nối các cạnh và 2 đường chéo để được số loại và tỉ lệ giao tử như sau: Số giao tử AA = 1 Số giaotử aa = 1 Số giao tử Aa = 4 Vậy cơ thể tứ bội có kiểu gen AAaa giảm phân sẽ cho ra 3 loại giao tử lưỡng bội là AA, aa và Aa với tỉ lệ: 1/6AA : 4/6Aa : 1/6aa. Tất nhiên là ta chỉ xét một gen nào đó trong thể tứ bội và dạng này đề cũ

Cách tính số loại giao tử tối đa khi có hoán vị gen - Trích câu 116 mã 218 đề thi THPT Quốc Gia 2019

Câu 116 trong đề thi THPT Quốc Gia môn SINH HỌC 2019 hỏi về cách tính số loại giao tử tối đa trong trường hợp các cặp NST có xảy ra hoán vị không đồng thời. Cụ thể như sau: Cơ thể thực vật có bộ NST 2n=18, trên mỗi cặp NST xét 2 cặp gen dị hợp. Giả sử quá trình giảm phân ở cơ thể này đã xảy ra hoán vị ở tất cả các cặp NST nhưng mỗi tế bào chỉ xảy ra hoán vị gen nhiều nhất ở 1 cặp NST tại các cặp gen đang xét. Theo lí thuyết, số loại giao tử tối đa về các gen đang xét được tạo ra là A. 2048. B. 5120. C. 9216. D. 4608. Hướng dẫn phân tích và giải Số loại giao tử tối đa cần tìm = ${{2}^{n}}\times C_{n}^{1}x{{2}^{n}}$ (n là số cặp NST) = ${{2}^{9}}\times C_{9}^{1}x{{2}^{9}}$ = 2120 loại giao tử. Đấy là cách giải khi bạn làm bài, tuy nhiên bạn cần hiểu bản chất của bài toán này qua bài phân tích sau: Số loại giao tử tối đa = số giao tử bình thường (tối đa) + số giao tử hoán vị (tối đa). + Số giao tử bình thườngg (tối đa) = $2^9$= 512 loại giao tử. + Số giao tử hoán vị (

Số loại kiểu gen, số loại kiểu hình và tỉ lệ kiểu hình khi có hoán vị gen

Bài tập về các quy luật di truyền là dạng bài tập tương đối khó nhưng lại có số câu trong đề thi khá nhiều, vì vậy chúng ta cần phải luyện thật nhiều dạng bài tập này để biết cách giải và tìm cho mình cách giải nhanh nhất phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm. Ở bài này mình sẽ hướng dẫn các bạn giải một bài tập về cách tính số loại kiểu gen, số loại kiểu hình và tỉ lệ một loại kiểu hình nào đó một cách nhanh chóng trong trường hợp phép lai hai cặp tính trạng có xảy ra hoán vị gen . Ví dụ: Cho biết mỗi gen quy định một tính trạng và tính trạng trội là trội hoàn toàn. Xét phép lai $\frac{AB}{ab}\times \frac{Ab}{aB}$, biết tần số hoán vị gen giữa hai gen A và B là 40% và diễn biến trong giảm phân tạo giao tử là như nhau ở hai giới. Tính số loại kiểu gen, số loại kiểu hình và tỉ lệ kiểu hình ở đời con? Hướng dẫn giải: Số kiểu gen ở đời con Bài này chúng ta có thể viết sơ đồ lai rồi ngồi điếm số kiểu gen trong trường hợp 2 gen cùng nằm trên một NST và có xảy ra hoán vị gen. Tu

Tính tổng số nuclêôtit trong ADN hay Gen

ADN là một đại phân tử sinh học được cấu trúc theo nguyên tắc đa phân các đơn phân là nucleotit. Trong tự nhiên thì phân tử ADN có nhiều dạng cấu trúc nhưng dạng phổ biến nhất là cấu trúc ADN theo dạng B ; Trong chương trình sinh học phổ thông thi chúng ta cũng chủ yếu bàn đến cấu trúc dạng B của ADN mà thôi. Nếu bạn chưa biết cấu trúc ADN dạng B như thế nào thì hãy xem trước bài viết cấu trúc dạng B của phân tử ADN ; Còn ở đây chúng ta chủ yếu bàn đến cách vận dụng lý thuyết về ADN vào giải những bài tập cụ thể liên quan đến cấu trúc ADN dạng B. Trước hết chúng ta bắt đầu với dạng bài tập đơn gian nhất trong series bài vết giải bài tập ADN cơ bản , và đây là bài đầu tiên sẽ hướng dẫn cách tính số nuclêôtit trong phân tử ADN (hay gen) khi biết một trong các đại lượng như: chiều dài ADN, khối lượng ADN, số liên kết hóa trị, số vòng xoắn. Sau đây chúng ta sẽ xem ví dụ về tính số nuclêôtit của ADN (có thể là phân tử ADN hoàn chỉnh hay chỉ là một đoạn ADN) cho từng trường hợp cụ thể:

Phương pháp giải bài tập sinh học: Tìm xác suất xuất hiện số alen trội, lặn ở đời con

Tìm xác suất xuất hiện số alen trội, lặn ở thế hệ con trong phép lai thuộc quy luật di truyền phân li độc lập là dạng bài tập sinh học khó . Nếu chúng ta dùng phương pháp chia riêng từng cặp gen để tính sau đó gộp lại thì  tốn khá nhiều thời gian mà dễ nhầm lẫn. Vì vậy hôm tôi cố gắng tìm công thức chung áp dụng cho mọi trường hợp của đề bài một cách nhanh chóng.  Ở dưới tôi đã đưa ra công thức chung (sẽ chứng minh công thức trong một chuyên đề khác để các bạn cần tìm hiểu chuyên sâu) có kèm theo 2 ví dụ điển hình. Sau khi hiểu công thức các bạn vận dụng để làm 5 bài tập vận dụng có đáp án kèm theo. Các bạn cần trao đổi thêm vui lòng phản hồi (comment) ở cuối bài viết. Toán xác suất trong di truyền học phân tử A. Phương pháp chung: Ở phép lai mà tổng số cặp gen dị hợp của bố và mẹ là n , thì ở đời con loại cá thể có k  alen trội chiếm tỉ lệ $\frac{C_{n}^{k-m}}{2^n}$. Trong đó m là số cặp gen đồng hợp trội ở cả bố và mẹ. Ví dụ 1: Ở phép lai AaBbdd x AabbDd, loại cá th

Bài tập di truyền quần thể ngẫu phối khi có tác động của chọn lọc tự nhiên

Giả sử thế hệ xuất phát của một quần thể ngẫu phối có tần số alen A là p ; tần số alen a là q và chọn lọc tự nhiên loại bỏ hoàn toàn kiểu hình động hợp lặn (kiểu gen aa bị chết ở giai đoạn phôi) thì tần số alen và thành phần kiểu gen qua các thế hệ ngẫu phối như sau: Bài tập trắc nghiệm về quần thể ngẫu phối Quá trình ngẫu phối thì $F_1$ sẽ có thành phần kiểu gen là $p^2$ AA : 2pq Aa : $q^2$ aa . Do aa bị chết ở giai đoạn phôi nên tỉ lệ kiểu gen ở $F_1$ là: $p^2$ AA : 2pq Aa , suy ra tần số alen ở $F_1$ là: Tần số alen a = $\frac{pq}{p^2+2pq}=\frac{q}{1+q}$ n số alen A = $1-\frac{q}{1+q}=\frac{1}{1+q}$ Thành phần kiểu gen ở thế hệ F2 là: ${{\left( \frac{1}{1+q} \right)}^{2}}$AA : $2\frac{1}{1+q}\frac{q}{1+q}$Aa : ${{\left( \frac{q}{1+q} \right)}^{2}}$aa Vì aa bị chết ở giai đoạn phối nên thành phân kiểu gen của $F_2$ là: $\frac{1}{1+2q}$AA : $\frac{2q}{1+2q}$Aa, suy ra tần số alen ở $F_2$ là: Tần số alen a = $\frac{q}{1+2q}$ Tần số alen A = $\frac{1+q}{1+2q}$ Qu

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