Chuyên đề 9 Lên men và hô hấp yếm khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠNKHOA SINH - KTNNChuyên đề 9 LÊN MEN VÀ HÔ HẤP YẾM KHÍGV hướng dẫn: TS VÕ VĂN TOÀNNhóm thực hiện: Nhóm 3 – K30 A2Quy nhơn, ngày 17/ 04/ 20111Quy nhơn, ngày 17/ 04/ 2011Phần 1: GIỚI THIỆU CHUNGPhần 2: NỘI DUNG 1. Quá trình đường phân 2. Lên men 3. Chu trình Cori 4. Điều hoà quá trình đường phân2Quy nhơn, ngày 17/ 04/ 2011 Quá trình phân giải kỵ khí (glycolysis) được phát hiện năm 1933 bởi Embden - Meyerhof-Parnas. MeyerhofEmbden3Hô hấp  kỵ khí là quá trình phân huỷ glucose trong điều kiện không có O2  tham gia, gồm 2 giai đoạn:+ Giai đoạn đầu của hô hấp kỵ khí là đường phân (phân huỷ glucose thành axit pyruvic và NADH2). + Giai đoạn hai của hô hấp kỵ khí là biến đổi axit pyruvic thành các sản phẩm như etanol, axit lactic, .... Đây là quá trình lên men kị khí. Tuỳ theo sản phẩm của quá trình mà có các quá trình lên men khác nhau như lên men rượu, lên men lactic ....4+ Quá trình đường phân được tiến hành trong tế bào chất. + Trong quá  trình đường phân, phân tử đường tự do không được phân giải mà phải được hoạt hoá nhờ quá trình photphoryl hoá tạo dạng đường – photphat. Ở dạng đường photphat phân tử trở nên hoạt động hơn dễ bị biến đổi hơn.1. ĐƯỜNG PHÂN 5Đường phân được chia làm 2 giai đoạn, mỗi giai đoạn xảy ra nhiều phản ứng phức tạp: - Giai đoạn đầu tiên (pha 1): phân cắt đường glucose thành 2 phân tử đường 3C: AlPG và DOAP. - Giai đoạn hai (pha 2): biến đổi các đường 3C thành Axit pyruvic.6Pha 1Các phản ứng của Pha 1 được trình bày theo sơ đồ sau:7 Lấy 1 ATPGlucose nhận gốc phosphat từ ATP tạo thành Glucose 6(P)8Chuyển hoá đồng phân9 Lấy 1 ATPFructose 6(P) nhận gốc phosphat từ ATP tạo thành Fructose – 1, 6 (dP)10Phân cắt Fructose 1, 6 (dP) tạo thành DOAP và AlPG11Chuyển hoá đồng phân DOAP AlPG12Kết quả của pha 1: Sau pha 1, một phân tử glucose tạo ra 2 phân tử đường C3, đồng thời mượn 2 ATP13Pha 2Các phản ứng của Pha 2 được trình bày theo sơ đồ sau:14 Tạo ra 2NADH + 2 H+AlPG bị oxy hoá tạo thành 1, 3 diphospholixerat15 Tạo ra 2 ATPPhản ứng phosphorin hoá1617 Tạo ra 2 H2O18 Tạo 2 ATP19 Kết quả của pha 2: Từ 2 phân tử glyceraldehyde-3-phosphate  2 phân tử pyruvate + 4ATP + 2NADH + 2H+.Kết quả của đường phân có thể tóm tắt như sau: CH12O6  + 2 NAD + 2ADP + 2HPO4 =>  2CH3COCOOH + 2NADH2  + 2ATP202. Lên men+ Lên men đồng hình cho sản phẩm là axit lactic. + Lên men dị hình cho sản phẩm là: axit lactic, etanol, axit acetic, CO2. 21Quy nhơn, ngày 17/ 04/ 2011- Lên men là một trường hợp biến đổi của quá trình đường phân trong điều kiện thiếu oxy (kị khí). Trong điều kiện không có oxy, pyruvat không đi vào quá trình oxy – phosphorin hoá mà sẽ biến đổi thành các sản phẩm cuối cùng khác nhau như: ancol (sự lên men rượu) hoặc axit lactic (sự lên men axit lactic), 22Quy nhơn, ngày 17/ 04/ 2011Quá trình  lên men lactic xảy ra theo 2 con đường khác nhau:- Trong giai đoạn đường phân sau khi tạo AlPG, AlPG không bị oxy hoá thành A1PG mà biến đổi trực tiếp thành axit lactic:Các quá trình lên men2. 1. Lên men lactic: 23Các quá trình lên men2.1. Lên men lactic: Đường  phân  tạo  ra  CH3COCOOH  và  NADH2,  NADH2   khử  axit pyruvic thành axit lactic dưới tác dụng của enzim lactat dehidrogenase:C6H12O6   + 2NAD    =>   2CH3COCOOH +  2NADH22CH3COCOOH + 2NADH2   =>  2CH3CHOHCOOH + 2NAD---------------------------------------------------------------- C6H12O6      =>   2CH3CHOHCOOH 24Quy nhơn, ngày 17/ 04/ 2011Giai đoạn lên men rượu xảy ra 2 phản ứng:2CH3COCOOH  => CH3CHO + CO2CH3CHO +  NADH2  => CH3CH2OH + NAD.Như vậy kết quả chung của toàn bộ quá trình lên men rượu là:C6H12O6   + 2NAD   =>   2CH3COCOOH +  2NADH22CH3COCOOH    =>  2CH3CHO + 2CO22CH3CHO +  2NADH2  =>  2CH3CH2OH + 2NAD.----------------------------------------------------------- C6H12O6     =>  2CH3COCOOH +  2CO22.2. Lên men rượu.25Ngoài quá trình lên men rượu thông thường còn có các dạng lên men phụ khác: + Lên men butyric: phân giải đường do vi khuẩn butyric trong môi trường kiềm.+ Lên men propionic: phân giải đường, axit lactic tới axit propionic, CO2, H2O.+ Lên men axeto – butanol: nhằm sản xuất axeton và butanol.263. Chu trình CoriChu trình Cori, được đặt theo tên của người khám phá ra nó là Carl Ferdinand Cori và Gerty Theresa Cori Là một chu trình chuyển hóa năng lượng diễn ra trong cơ thể sinh vật. Trong qúa trình này axit lactic được sản sinh ra từ quá trình đường phân kỵ khí diễn ra tại cơ, số axit này sẽ được chuyên chở tới gan và lại được tái chuyển đổi thành glucose, số glucose này được chuyển trở lại về cơ và tiếp tục đường phân thành axit lactic 27Chu trình Cori283. Chu trình CoriÝ nghĩa của chu trình Cori: + Loại bỏ axit lactic ra khỏi cơ và chuyển đến gan trước khi cơ chịu những tác hại của sự nhiễm axit lactic. + Sản sinh năng lượng dưới dạng ATP dùng cho hoạt động của cơ. + Nó hoạt động hiệu quả nhất khi các hoạt động của cơ đã tạm dừng lại, nhờ đó phần ôxi bị thiếu hụt có thể được bù trừ bởi chu trình Kreb và chuỗi chuyển điện tử có thể sản sinh nặng lượng với hiệu suất cao nhất. 29HexokinasePhospho fructose kinase-1Pyruvate kinaseGlycogen phosphorylaseCác enzyme điều hòa:Cơ chế điều hoà: Điều hòa dị lập thể (allostearic)4. ĐIỀU HÒA QUÁ TRÌNH ĐƯỜNG PHÂN304.1 MỤC ĐÍCHDuy trì trạng thái cân bằng Glucose – Pyruvate trong tế bào.Ổn định nồng độ ATP cung cấp cho các hoạt động sống.31324.2 Các phản ứng điều hòaGlucose + ATP = Glucose-6Phosphate + ADP Glucose 6(P) tác dụng âm lên Hexokinase Enzyme Hexokinase33Glucose-6-phosphate = fructose-6phosphate+ Kìm hãm bằng ATP, citrat.+ Tăng họat bằng AMP, ADP, phosphate vô cơ, fructose-6-phosphat, fructose-1, 6(dP) Enzyme Phospho-fructosekinase4.2 Các phản ứng điều hòa34Enzyme Pyruvate kinasePhosphoenolpyruvate + ADP = Pyruvate + ATPCác phản ứng điều hòa35Quy nhơn, ngày 17/ 04/ 2011TÀI LIỆU THAM KHẢOHoá sinh học – Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng – NXB Giáo dục Sinh lí học thực vật – Vũ Văn Vụ - NXB giáo dục Sinh học tế bào – PGS.TS Nguyễn Như Hiền – NXB giáo dụcSinh học (tập hai) W.D.Phillips and T.J.Chilton nhơn, ngày 17/ 04/ 2011DANH SÁCH NHÓM 3 – SP K30A2TRẦN THỊ MỸ LỆHOÀNG THỊ BÍCH LIÊNPHAN THỊ LIÊNLÊ THỊ HỒNG MẪN NGUYỄN THỊ NAMNGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC37