Sinh học đại cương

. Kì ñaâuø: NST khoâng nhaân ñoâi 2. Kì giöõa: NST taäp trung thaønh 1 haøng treân maët phaúng xích ñaïo cuûa thoi voâ saéc. 3. Kì sau: 1 NST keùp thaønh 2 NST ñôn, caùc NST ñôn chia thaønh 2 nhoùm baèng nhau vaø tieán veà 2 cöïc teá baøo. 4. Kì cuoái: 2 teá baøo " 4 teá baøo con ñôn boäi ( n). œ CHƯƠNG III: CÁC QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG A) CÁC PHƯƠNG THỨC DINH DƯỠNG Ở THỰC VẬT: I. Quang hợp: 1. Định nghĩa: Quang hợp là quá trình biến đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học ở các dạng liên kết phân tử. 2. Ý nghĩa của quang hợp: - Đóng gói năng lượng dưới dạng năng lượng hóa học cần thiết cho sinh vật. - Là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu trên trái đất cho hđ sống của sv và con người. - Làm sạch không khí. - Quang hợp và hô hấp diễn ra song song, đối lập nhau, nhưng là 2 nhân tố quan trọng duy trì ổn định sự sống trên trái đất. 3. Cấu trúc lá và hệ sắc tố: a. Cấu trúc lá: Có dạng bản mỏng => hững nhiều ánh sáng và giảm sự đốt nóng khi ánh sáng quá mạnh. - Biểu bì: Bảo vệ lá, giảm thoát hơi nước, khí khổng điều hòa thoát hơi nước và trao đổi khí (CO2). - Mô dậu: Nằm sát lớp biểu bì, các tb mô dậu xếp sít nhau nhằm hấp thu ánh sáng cao nhất.TB mô dậu có nhiều lục lạp => quang hợp. - Mạch dẫn: Dẫn nước và khoáng phục vụ cho quang hợp và dẫn sản phẩm quang hợp ra khỏi lá. - Lục lạp: + Với TV không bị ánh sáng chiếu trực tiếp, luc lạp, hình cốc, hình sao, hình bản… + TV trên cạn, lục lạp hình bầu dục => xoay bề mặt để điều chỉnh mức độ tiếp xúc với ánh sáng và sử dụng sánh sángd hiệu quả nhất => tiến hóa của TV. b. Hệ sắc tố: Chlophyll, carrotenoid, phuycobilin và anthocyan. · Cholorophyll: Gồm Cholorophyll a, b (c,d,e có trong vi sinh , rong và tảo). Công thức Cholorophyll a: C55H72C5N4Mg. Môn Sinh đại cương 8 - Không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ. - Hấp thu quang phổ ánh sáng khoảng 400 – 700 nm. - Mg quyết định tính chất của diệp lục (nếu diệp lục mất Mg => không có khả năng huỳnh quang). · Vai trò: - Hấp thu năng lượng ánh sáng mặt trời. - Di trú năng lượng vào trung tâm phản ứng. - Tham gia biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học tại trung tâm phản ứng. 4. Pha sáng: - Thu nhận và tích trữ năng lượng ở dạng ATP và NADH. - Ở đây xãy ra sự quang photphoryl hóa => sử dụng năng lượng ánh sáng để thêm P vào ADP để tạo ATP. a. Giai đoạn quang lý: - Cholorophyll hấp thụ năng lượng ánh sáng và trở thành dạng kích động, có vai trò quan trọng trong vận chuyển điện tử. - Các sắc tố phụ cũng nhận năng lượng ánh sáng và truyền cho Cholorophyll. Carrotenoid => chlorophyll b => Chl a670 => Chl a680 => Chl a700. ð trong giai đoạn quang lý, Chl hấp thu năng lượng ánh sáng vảtở thành dạng giàu năng lượng sẵn sàng tham gia vào các phản ứng sau này. b. Quang hóa: - Chl sử dụng năng lượng hấp thu vào các phản ứng quang hóa tạo chất dự trữ năng lượng và chất khử. - Quá trình tạo ATP do tác động ánh sáng gọi là quá trình quang photphory hóa. Có 2 kiểu quang photphory hóa: + Photphory hóa vòng: Đi kèm với con đường vận chuyển và vòng ( xãy ra ở TV khi gặp điều kiện bất lợi => tạo 1 – 2 ATP). + Photphory hóa không vòng: Đi kèm với quá trình vận chuyển điện tử không vòng. Các phản ứng tập hợp trong QH I và QH II: v Quang hợp I: - Ánh sáng kích thích Chlo làm mất 2 e => Ferdea => NADP+ khử thành NADPH. - NADPH lập tức làm chất cho điện tử dể khử CO2 tạo Cacbonhydrate ( cố định cacbon). Môn Sinh đại cương 9 Áng sáng Enzym P680 Cacbonxyl hóa Giai đoạn khử v Quang hợp II: Xảy ra pứ quang phân nước do ánh sáng. 2H2O 4e- + 4H+ + O2 H2O " P680 " chuỗi vận chuyển e- " P700 " chuỗi chuyển điện tử QH I " NADPH2 " Cacbonhydrate. Sự vận chuyển e- qua chuỗi vận chuyển điện tử giúp giải phóng H+ vào phía trong thylakoid " cùng với H+ do sự quang phân li nước làm nồng độ H+ tăng lên. H+ sẽ đi ra stroma theo građien qua ATP syuthase " tạo ATP ở stroma. Y Kết luận: pha sáng tạo ATP và NADPH để cung cấp cho pha tối sử dụng. 5. Pha tối: Có 2 cơ chế chính trong quá trình sử dụng cố định CO2 ở TV (chu trình C3 và C4). Sự khác nhau của 2 chu trình là sản phẩm đầu tiên và chất nhận CO2 đầu tiên. Ø M.Calvin nuôi tảo Chlorella trong môi trường đồng vị phóng xạ (C14O2) để theo dõi sản phẩm của QH. Chất nhận CO2 thường có sẵn trong TB lá là ribulose biphosphate có 5C (RuBP) " dưới xúc tác của enzym ribulose biphosphate cacbonxylase " tạo sản phẩm đầu tiên là phosphoglyxeric acid (PGA). " 1.3 – biphosphate glyxerate " (bị khử bởi NADH) Glyxerađehit – 3 – phosphate (G3P) " 1 phân tử đi ra ngoài chu trình để tạo glucose (cứ 2 phân tử G3P tạo 1 fructose-1,6- diphosphate) phần còn lại tham gia tái tạo ribulose biphotphate. 3CO2 + 9ATP + 6NADPH + 6H2O " 3 G3P + 9ADP + 9Pi + 6NADP+. Ø Chu trình C4 (Hatch – Slack 1965) - CO2 từ TB mô giậu vào TB bao bó mạch để thực hiện pha tối ( “bơm” chủ động). - CO2 xâm nhập vào TB thịt lá " gắn vào PEP (phosphoenolpyruvic acid) tạo oxalic acid 4C (AOA) nhờ enzym PEP cacboxylase. - Trung tâm hoạt động của PEP cacboxylase không có ái lực với O2 " PEP cacboxylase có thể cố định CO2 một cách hiệu quả khi không có RuBP và lúc nồng độ CO2 rất thấp vào những ngày nóng khô. Chất nhận sơ cấp plastoquinon cytochrome plastocyanin P700 Chất nhận sơ cấp Feredoxin NADP+ NADPH photon P680 photon H2O ½ O2 + 2H+ (thang proton) tạo ATP ATP e- e- e- e- e- e- e- e- Môn Sinh đại cương 10 - AOA " acid malic qua sợi liên bào vào TB bao mạch lá. - Malic acid nhả CO2 vào chu trìng Calvin " malic biến thành pyruvic acid trở về TB thịt lá. - Trên thực tế, các TB thịt lá bơm CO2 vào TB bao mạch lá " ngăn cản quang hô hấp và tăng cường tạo đường nhờ nồng độ CO2 được duy trì ở mức cao, thuận tiện cho quang hợp. Ø Con đường cố định CO2 ở TV CAM (Crassulacea Acid Metabolism). - Mở khí khổng vào ban đêm, đóng lại vào ban ngày. - Đêm, khí khổng mở nhận CO2 và gắn CO2 vào các acid hữu cơ. Các TB thịt lá dự trữ các acid hữu cơ trong không bào. - Ngày, pứ sáng cung cấp ATP và NADPH cho chu trình Calvin, CO2 được phóng thích khỏi acid hữu cơ gắn vào các phân tử đường. Ø So sánh các con đường cố định CO2 ở C3, C4, CAM. a) Giống nhau: Đều sử dụng chu trình Calvin để cố định CO2. b) Khác nhau: TV C3 TV C4 TV CAM - Trong điều kiện ánh sáng, to, độ CO2, O2 bình thường - Sản phẩm QH đầu tiên: APG (3C) - QH trong điều kiện ánh sáng cao, nồng độ O2 cao và CO2 thấp - QH ở 2 không gian khác nhau AOA (4C) - Cố định CO2 tiến hành vào ban đêm. - QH ở 2 thời gian khác nhau AOA (4C) Lục lạp tế bào mô giậu Lục lạp tế bào bao bó mạch CO2 AOA AM AM CO2 PEP acid pyruvic CHU TRÌNH CLVIN ATP AM: acid malic NGÀY ĐÊM PEP AOA AM Tinh bột AM CO2 CO2 Chu trình Calvin Môn Sinh đại cương 11 II. Dinh dưỡng khoáng: 1. Nguyên tố khoáng: - Các nguyên tố kháng ở trong đất thường tồn tại dưới dạng hòa tan và phân li thành anion và cation. - Các nguyên tố khoáng được chia thành 2 nhóm: + Nhóm đa lượng (10-3 – 10-2 g/g chất khô): N, P, K, S, Ca, Mg,… + Nhóm vi lượng (< 10-3 g/g chất khô): Fe, Mn, B, Zn, Cu, Mo,… - Vai trò của khoáng đa lượng: + Đóng vai trò trong cấu trúc TB, là thành phần của các đại phân tử trong TB + Ảnh hưởng đến tính chấtcủa hệ thống keo trong chất nguyên sinh như S bề mặt, độ ngậm nước, độ nhớt và độ bền vững của hệ thống keo. - Vai trò của khoáng vi lượng: + Thành phần không thể thiếu cảu enzym. + Liên kết với chất hữu cơ tạo thành các hợp chất có vai trò quan trọng trong trao đổi chất. 2. Rễ và sự hấp thu dinh dưỡng qua rễ: a. Rễ: - Gồm các TB biểu bì phát triển thành lông hút, chóp rễ có bao rễ là cấu trúc chuyên hóa để bảo vệ rễ. - Nhiệm vụ: + Giúp cây bám chạt vào giá thể. + Hấp thụ, vận chuyển nước và muối khoáng. + Dự trữ các chất dinh dưỡng hữu cơ trong cây. b. Sự hấp thu dinh dưỡng qua rễ: Ø Sự hấp thu nước: - TV thủy sinh hấp thu nước từ môi trường xung quanh qua TB biểu bì của cây. - TV trên cạn hấp thu nước từ đất qua bề mặt TB biểu bì của rễ (lông hút). - Đặc điểm TB lông hút phù hợp chức năng. + Thành TB mỏng, không thấm cutin. + Chỉ có 1 không bào trung tâm lớn. + Áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp mạnh mẽ của rễ " chênh lệch thế năng nước. Ø Sự hấp thu các ion khoáng: - Hấp thu bị động: + Khuyếch tán theo sự chênh lệch nồng độ. + Vào rễ theo dòng nước hòa tan khoáng. + Các ion khoáng bám trên bề mặt các hạt keo đất " bề mặt rễ trao đổi khi có sự tiếp xúc giữa rễ và dung dịch đất. - Hấp thu chủ động: + Vận chuyển ngược građien nồng độ, cần năng lượng và chất mang. + Các ion khoáng được hấp thụ có chọn lọc nhờ các protêin chất mang và kênh dẫn truyền gắn vào màng. III. Cố định nitogen: 1. Quá trình cố định N khí quyển: Ø Nhờ sấm sét N2 + O2 " NO + O2 " NO2 + H2O " NO3- Môn Sinh đại cương 12 Ø Nhờ vi khuẩn: - Nhóm VK tự do: Azotobacteria, Clostridium,… - Nhóm VK cộng sinh: + Rhizobium trong nốt sần rễ cây họ đậu. + Anabaena azolleae trong bèo hao dâu. - Điều kiện xảy ra: + Có các lực khử mạnh và năng lượng ATP. + Có enzym nitrogenaza trong điều kiện kị khí. 2. Quá trình biến đổi N trong cây: Ø Quá trình amon hóa: Cây hút cả NO3- và NH4+ nhưng cây chỉ cần NH4+ để tạo aa nên việc đầu tiên cây thực hiện là biến đổi NO3- " NH4+. Ø Quá trình hình thành aa: Quá trình hô hấp cảu cây tạo ra các acid (R-COOH) và nhờ quá trình trao đổi này các acid có thêm gốc -NH2 để hình thành aa. VD: acid pyruvic + -NH2 " alanin. B) DINH DƯỠNG Ở ĐV: I. Nhu cầu dinh dưỡng ở ĐV và người: - Chất dinh dưỡng mà cơ thể tiếp nhận không chỉ dùng làm nguyên liệu kiến tạo cơ thể mà còn là nguồn năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của mọi người, SV. - Nhu cầu dinh dưỡng thay đổi tùy độ tuổi, mục đích nuôi dưỡng. + Cơ thể đang lớn: nhu cầu protêin cao cần cho hoạt động sống, sinh trưởng, phát triển " cần nghiên cứu để tăng năng suất. + Muốn vậy, cần đảm bảo chế độ nuôi dưỡng đủ lượng và chất, vệ sinh nơi ở. - Cũng như ĐV dị dưỡng, con người cần được cung cấp protein, cacbonhyrate, lipid, nước, khoáng,… cho các hoạt động sống, và xây dựng cơ thể. Gồm 2 nhóm dinh dưỡng: nhóm đa lượng – nhóm vi lượng. Ø Chất dinh dưỡng đa lượng: - Hydrocacbon và lipid: là nguồn năng lượng sử dụng cho hô hấp TB và sản sinh năng lượng. + Hydrocacbon: sacroz, tinh bột,… đều biến đổi thành glucose, nguyên liệu chủ yếu cho hô hấp TB. + Lipid: mỡ, dầu… đều biến đổi thành glucose sử dụng cho hô hấp TB. - Protein: là nguyên liệu cho tăng trưởng và tái tạo. + Các aa không thay thế: cơ thể không tự tổng hợp được, phải cung cấp từ thức ăn (valin, lizin,…). VD: sữa, trứng,… + Các aa thay thế: cơ thể có khả năng tự tổng hợp. Ø Các chất dinh dưỡng vi lượng: vitamin, khoáng, chất vô cơ. - Các vitamin: + B1, B2, B3 : tham gia vào chuỗi hô hấp TB. + B12 : coenzym cần cho sự sản sinh hồng cầu. + A: tham gia tạo sắc tố mắt rodopxin. + D: tăng cường hấp thu CA ở ruột non, giúp xương phát triển bình thường. + K: tham gia vào cơ chế đông máu. Môn Sinh đại cương 13 - Các chất vô cơ: + Ca (Ca2+): cấu tạo xương, thành phần cảu AND, ATP, ARN. + P (H2PO4-): cấu tạo xương, ổn định màng TB, tham gia co cơ và đông máu. + K+, Na+, Cl+ : cân bằng điện tích dịch lỏng, ẩnh hưởng đến quá trình tạo xung thần kinh. + S: cầu disunfat giữ vai trò quan trọng trong cấu trúc protein. + Fe: thành phần của Hb và xitocrom. + I: thành phần hoocmon tirozin. + Cu, Zn, Mn: thành phần coenzym. II. Phương thức dinh dưỡng: 1. Ở ĐV: Ø Tự dưỡng: nhờ lục lạp " quang hợp. 1 số loài có màu hơi nâu (do sắc tố xantophyl), hay tiết độc tố (hiện tượng nước “nở hoa”). Ø Dị dưỡng: hầu hết các loài. - Nhóm cộng sinh: hải quỳ và tôm ký cư,… - Nhóm kí sinh: các loài giun kí sinh,… - Nhóm hội sinh: sâu bọ sống nhờ trong tổ kiến, mối,… - Nhóm dị dưỡng toàn phần: loài ăn TV, loài ăn ĐV, loài ăn tạp. Ø Vừa tự dưỡng, vừa dị dưỡng: VD: trùng roi màu (Euglynida) 2. Ở người: Thức ăn được con người hấp thụ thông qua các giai đoạn: nhai - nuốt - hoạt động dạ dày - hấp thụ ở ruột non - hấp thụ ở ruột già - phân thải ra ngoài. " hoạt động cơ học và là PXKĐK. a. Nhai: - Miệng nhai giúp thức ăn được nghiền nhỏ và một phần tinh bột được phân giải " đường maltose. - Nhai gồm có: hàm, răng, các cơ nhai. - Thức ăn bị cắt, xé, nhào trộn,…với nước bọt. b. Nuốt: - Là động tác cơ học của miệng và thực quản đưa thức ăn từ miệng vào sát tâm vị dạ dày. - Lúc đầu nuốt là động tác có ý thức. Khi thức ăn di chuyển trong thực quản là hàng loạt PXKĐK. c. Hoạt động cơ học dạ dày: - Dạ dày có dung tích 1200ml: tâm vị, thượng vị, thân dạ dày,hạ vị, môn vị. - Tâm vị đóng mở 1 chiều giúp thức ăn không trào ngược. - Thân dạ dày: co bóp nhờ 3 cơ (vòng, dọc, xiên) " thức ăn được nhào trộn thấm acid và các enzym tiêu hóa. - Môn vị: đóng mở từng đượt giúp chuyển thức ăn vào tá tràng. d. Hoạt động ruột non: - Ruột non là đoạn dài nhất của ống tiêu hóa, tiết dịch mât, tụy, ruột. - Có 2 chức năng chính: hấp thụ chất dinh dưỡng cho cơ thể, chuyển dịch thức ăn xuống ruột già. - Hoạt động cơ học: + Cử động co thắt: cơ vòng " trộn thức ăn + Cử động quả lắc: cơ dọc 2 bên ruột co giãn " các đoạn ruột trườn lên nhau và lật qua lại " nhào trộn thức ăn. + Cử động nhu động: lông ruột " di chuyển thức ăn Môn Sinh đại cương 14 e. Cử động của ruột già: - Có hệ VSV rất &, thực hiện quá trình tạo phân. - Hấp thu lại nước. f. Phân và đại tiện: - Phân gồm các mảnh vụn cảu tế bào niêm mạc tróc ra, dịch tiêu hóa còn lại khi đã tác động lên TĂ, VK chết, TĂ không tiêu hóa,… - Khi phân được đẩy xuống trực tràng, kích thích thụ quan ở niêm mạc cơ co thắt hậu môn " phản xạ đại tiện. 3. Phaân bieät tieâu hoùa noäi baøo vaø tieâu hoùa ngoaïi baøo: v Tieâu hoùa noäi baøo: - Quaù trình tieâu hoùa xaûy ra trong teá baøo. - Caùc protists tieâu hoùa thöùc aên trong khoâng baøo tieâu hoùa. - Khoâng baøo tieâu hoùa chöùc thöùc aên hoøa vôùi lysosome chöùa caùc enzyme thuûy phaân. Ñieàu naøy troän thöùc aên vôùi ezyme cho pheùp thöùc aên ñöôïc tieâu hoùa trong moät buoàng kín. Quaù trình ñoù ñöôïc goïi laø tieâu hoùa noäi baøo. Hình thöùc tieâu hoùa naøy cuõng gaëp ôû boït bieån (Sponges) v Tieâu hoùa ngoaïi baøo: - ÔÛ haàu heát caùc ñoäng vaät hoaëc ít nhaát moät vaøi giai ñoaïn, phaân caét thöùc aên xaûy ra beân ngoaøi teá baøo. Nhieàu ñoäng vaät coù tuùi tieâu hoùa vôùi moät ñaàu môû. Nhöõng tuùi naøy cuõng ñöôïc goïi laø xoang vi (gastrovascular cavity) vaø thöïc hieän hai chöùc naêng: tieâu hoùa vaø phaân phaùt chaát dinh döôõng ñeán toaøn boä cô theå. - Thuûy töùc (hydra) duøng xuùc tu (tentacle) baét moài ñöa vaø mieäng sau ñoù vaøo xoang vò. Caùc teá baøo ñaëc bieät cuûa bieåu bì ruoät (xoang vò) tieát ra enzyme tieâu hoùa caùc moâ cuûa con moài thaønh nhöõng thaønh phaàn nhoû hôn. Caùc ñaïi phaân töû sau ñoù ñöôïc caùc teá baøo bieåu bì bao laáy vaø tieáp tuïc bò thuûy phaân noäi baøo. Nhöõng chaát baõ coøn trong xoang vò ñöôïc thaûi ra ngoaøi qua haäu moân (uõng laø mieäng). Hình thöùc tieâu hoùa naøy (ngoaïi-noäi baøo) cuõng tìm thaáy ôû giun deïp, giaùp xaùc nhoû (small crustacean). - Haàu heát caùc ñoäng vaät nhö giun troøn (nematode), giun ñoát (annelid), thaân meàm (mollusk), chaân khôùp (arthropod), da gai (echinoderm) vaø ñoäng vaät coù daây soáng coù oáng tieâu hoùa vôùi hai ñaàu môû hay oáng (ñöôøng) tieâu hoùa hoaøn chænh (complete ingestive or alimentary canal): moät laø mieäng, moät laø haäu moân. OÁng tieâu hoùa ñöôïc toå chöùc thaønh nhöõng vuøng ñaëc bieät thöïc hieän chöùc naêng tieâu hoùa vaø haáp thu chaát dinh döôõng theo moät moâ hình baäc thang (a stepwise fashion). Tuøy thuoäc vaøo ñoäng vaät, thöùc aên ñöôïc tieâu hoùa ôû mieäng, haàu (pharynx) ñöa xuoáng thöïc quaûn (esophagus), dieàu (crop), meà (gizzard) hay daï daøy (stomach). Dieàu, daï daøy chöùa thöùc aên trong khi meà nghieàn thöùc aên. Thöùc aên sau ñoù ñi ñeán ruoät vaø bò thuûy phaân bôûi caùc enzyme thaønh caùc phaân töû nhoû. Chaát dinh döôõng ñöôïc haáp thu bôûi lôùp teá baøo loùt thaønh oáng sau ñoù vaøo maùu. Chaát baû ñöôïc thaûi ra ngoaøi qua haâu moân (anus). œ Môn Sinh đại cương 15 CHƯƠNG IV: HÔ HẤP I. Hô hấp ở TB và sự giải phóng năng lượng, ATP và vai trò của nó trong chu trình năng lượng tế bào: 1. Khái niệm: Hô hấp là một hệ thống oxi hóa khử phức tạp, trong đó xảy ra các pứ oxi hóa khử, tách điện tử, và H từ nguyên liệu hô hấp, chuyển tới oxi không khí dưới tác dụng cảu hệ enzym. Năng lượng giải phóng từ hô hấp được cố định trong các mối liên kết giàu năng lượng. 2. Ý nghĩa của hô hấp: - Chuyển năng lượng trong các nguyên liệu hô hấp sang dự trữ trong các ATP dể sử dụng hơn cần cho các hoạt động sống. - Hô hấp tạo các sản phẩm trung gian làm ng.liệu cho quá trình sinh tổng hợp. - Là nguồn cung cấp ATP, phục vụ cho quá trình sinh tổng hợp của TB. 3. Các giai đoạn của quá trình hô hấp: gồm 3 giai đoạn: a) Đường phân: phân giải glucose " pyruvic acid. b) Chu trình Crebs: oxi hóa khử pyruvate " tạo e-. c) Quá trình phosphot oxi hóa: thông qua chuỗi vận chuyển điện tử " tạo ATP. + Đường phân tạo: 2ATP + 2NADH + Chu trình Crebs: 2ATP + 6NADH + 2FADH. + Chuỗi truyền điện tử: NADH và FADH tham gia chuỗi và tạo 32-34 ATP. Y Hiệu suất: chỉ có 40%-60% sử dụng, 1 phần mất dưới dạng nhiệt. 4. ATP và vai trò của nó trong chu trình năng lượng: - ATP (adenozintriphosphat): baz adenin, đường ribozơ, 3 nhóm P. Ở liên kết thứ 2-3 tích lũy năng lượng. - Chu trình chuyển hóa: ATP – ADP – ATP. + Khi TB sử dụng ATP như là chốt cung cấp năng lượng thì ATP bị ơhân giải nhờ enzym " ADP + Pi. + Nhóm Pi không bị mất mà sẽ liên kết với các chất thực hiện chức năng (protein hoạt tải, protein co cơ,..). + Khi hoạt động chức năng được hoàn thiện thì Pi lại liên kết ADP " ATP nhờ nguồn năng lượng tạo ra từ các pứ giải phóng năng lượng. + Một tính chất quang trọng ATP là dễ biến đổi thuận nghịch để giải phóng hay tích lũy năng lượng. ATP + H2O ADP + Pi + 7,3 Kcal/mol. - ATP tham gia hầu hết các quá trình sinh học TB như sinh tổng hợp các chất, vận chuyển các chất qua màng, co cơ, dẫn truyền xung thần kinh,… II. Quá trình đường phân: Glycolysis: - Là giai đoạn thứ nhất trong sự phân giải glucose. 1 phân tử glucose bị oxi hóa " 2 acid pyruvic, 1 phần năng lượng được giải phóng được tích vào ATP. - Qua đường phân tạo 4ATP nhưng sử dụng 2ATP " tích lũy 2ATP. Đồng thời giải phóng 2NADH. - Quá trình đường phân: không sản sinh ra CO2 và xảy ra khi có hay không có O2. - Khi có O2 thì acid pyruvic sẽ đi vào chu trình Crebs để tiếp tục phân giải. - Khi không có O2 thì acid pyruvic phân giải theo con đường tạo rượu hay lactic. - Đối với vi khuẩn, đường phân là quá trình duy nhất để giải phóng và tích lũy ATP. Môn Sinh đại cương 16 III. Các quá trình lên men - Qua đường phân 1 glucose " 2 acid pyruvic mà không cần O2. Vì chất nhận e- là NAD+. - Nếu có O2, pyruvate sẽ tiếp tục oxi hóa trong ti thể. - Sự lên men là trường hợp biến đổi của quá trình đường phân trong điều kiện thiếu O2 " pyruvate bị biến đổi thành ankol hay lactic. 1. Sự lên men rượu: - Là sự lên men mà sản phẩm cuối là rượu etanol. - Quá trình gồm: + Đường phân tạo pyruvate. + Pyruvate " acetoldehyt (2C) + giải phóng CO2. + Acetoldehyt bị khử bởi NADH để tạo thành etanol và tái sinh NAD+. - Đa số VK, nấm men lên men rượu trong điều kiện kị khí tích lũy năng lượng vào ATP 2. Sự lên men lactic - Là sự lên men mà sản phẩm cuối của nó là acid lactic. - Pyruvate bị khử trực tiếp bởi NADH để tạo acid lactic + giải phóng CO2. - Sự lên men lactic xảy ra ở 1 số VK, nấm " sản xuất phomat, sữa chua. - Trong TB cơ thể người, khi thiếu O2 " đường phân " lên men lactic. - Nhưng acid lactic là chất độc " tích lũy nhiều trong cơ thể gây mệt, mỏi, đau. - Bình thường acid lactic " gan " chuyển hóa thành pyruvate để sử dụng. IV. Chu trình Crebs và ý nghĩa của nó: 1. Chu trình Crebs: - Trong trường hợp có O2, pyruvate sẽ xâm nhập vào chất nền ti thể. Nhờ hệ enzym, pyruvatesẽ bị oxi hóa khử " chuyển năng lượng vào ATP. - Đầu tiên, 2 pyruvate " 2 axetyl coenzym A sản sinh 2NADH và 2 CO2. - 2 axetyl coenzym A đi vào chu trình Crebs (chu trình acid citric). Vì sản phẩm đầu tiên từ sự oxi hóa axetyl coenzym A là acid citric. - Chu trình Crebs gồm 8 giai đoạn (pứ) và được xúc tác bởi 8 enzym đặc thù. - Kết quả: năng lượng giải phóng đuwọc tích lũy vào 2ATP, 8 e- được giải phóng khử 6 NAD+ và 2 FAD+ " 2 FADH đồng thời giải phóng 4 CO2. 2. Ý nghĩa chu trình Crebs: - Là nguồn cung cấp ATP. - Năng lượng ATP phục vụ cho quá trình sinh tổng hợp các chất cần cho TB. - Các sản phẩm trong quá trình oxi glucose sẽ tham gia vào các quá trình sinh tổng hợp các chất SH khác (axetyl coenzym A " acid béo " lipid) œ CHƯƠNG V: SỰ VẬN CHUYỂN VẬT CHẤT VÀ TUẦN HOÀN I. Sự vận chuyển vật chất ở TV: 1. Cơ chế vận chuyển ở mức độ TB - Tính thấm của lớp lipid kép: + Lớp lipid màng ngăn cản ion và các chất có trọng lượng lớn qua màng. Tuy nhiên, 1 số phân tử có trọng lượng nhỏ có thể thẩm thấu qua màng hay các phân tử tan trong lipid (hydrocacbon, CO2, O2). Môn Sinh đại cương 17 - Protein vận chuyển + Các chất không tan trong lipid màng có thể vận chuyển qua màng nhờ protein vận chuyển. + Protein dùng như đường hầm xuyên màng. + Protein liên kết vứoi cơ chất " vận chuyển qua màng " các protein này chuyên biệt với 1 vài cơ chất. - Cơ chế khuyếch tán: các chất chuyển từ nồng độ cao " thấp. - Cơ chế thẩm thấu: Sự khuyếch tán nước qua màng bán thấm từ môi trường nhược trương sang ưu trương. - Vận chuyển nước qua màng bán thấm: do sự chênh lệch về thế nước. Nước nguyên chất thế nước bằng 0, nước có chất hòa tan thế nước âm. - Khuyếch tán được làm dễ: một số phaân töû phaân cöïc hoaëc ion khoâng thaám qua lôùp lipit keùp coù theå ñöôïc vaän chuyeån qua maøng nhôø caùc protein vaän chuyeån ( trong nhieàu tröôøng hôïp, protein thay ñoåi hình daïng ñeå vaän chuyeån cô chaát) à khoâng toán naêng löôïng ( töø noàng ñoä caoà noàng ñoä thaáp). - Vaän chuyeån nhôø keânh bôm: Vaän chuyeån ngöôïc gradien noàng ñoäà toán naêng löôïng. 2. Cô cheá vaän chuyeån ôû möùc ñoä moâ, cô quan: - Vaät chaát coù theå vaän chuyeån ôû haàu heát caùc moâ TV qua 3 con ñöôøng: · Vaän chuyeån xuyeân maøng: vaät chaát ra khoûi maøng TB à TB keá tieáp. · Vaät chaát ñöôïc vaän chuyeån qua caùc phaàn soáng cuûa TB ( qua caàu lieân baøo). · Vaät chaát ñöôïc vaän chuyeån qua caùc phaàn khoâng soáng cuûa TB ( vaùch TB, gian baøo) 3. Söï vaän chuyeån vaät chaát ôû möùc toaøn boä cô theå: a) Söï vaän chuyeån nöôùc vaø khoaùng qua maïch goã: - Ñoäng löïc cuûa quaù trình vaän chuyeån nöôùc laø do aùp suaát bôm cuûa reã, söùc keùo cuûa quaù trình thoaùt hôi nöôùc, löïc lieân keát giöõa caùc phaân töû nöôùc vôùi nhau vaø löïc lieân keát giöõa caùc phaân töû nöôùc vôùi vaùch TB. - Aùp suaát cuûa reã: Hoaït ñoäng hoâ haáp cuûa reã taïo aùp löïc ñaåy nöôùc leân cao ( hieän töôïng ræ nhöïa, öù gioït) - Söùc keùo cuûa thoaùt hôi nöôùc: söï thoaùt hôi nöôùc ôû khí khoång laøm cho caùc TB beà maët thieáu nöôùcà huùt nöôùc cuûa caùc TB laân caän beân döôùi à taïo löïc keùo nöôùc( khoaûng 10 atm) - Löïc lieân keát giöõa caùc phaân töû nöôùc vaø löïc baùm giöõa caùc phaân töû nöôùc vaø thaønh maïch daãn: löïc naøy coù ñöôïc do lieân keát hidro giöõa caùc phaân töû nöôùc vôùi nhau vaø vôùi phaàn öa nöôùc cuûa vaùch TB maïch goã. b) Söï chuyeån vò doøng nhöïa trong caây: - Maïch raây vaän chuyeån caùc saûn phaåm quang hôïp ñi ñeán caùc phaàn khaùc nhau cuûa caây. Thaønh phaàn doøng nhöïa chuû yeáu laø disaccarit, ngoaøi ra coøn coù acid, khoaùng, hoocmon… - Ñöôøng töø laùà TB keøm à TB oáng raây à ñeán caùc moâ khaùc. - Noàng ñoä ñöôøng trong TB keøm vaø oáng raây cuûa nhieàu loaøi caây cao hôn TB thòt laù töø 2-3 laàn . TB keøm vaø TB oáng raây haáp thu chuû ñoäng ñöôøng töø TB nguoàn. II. Tuaàn hoaøn ôû ngöôøi vaø ñoäng vaät: 1. Söï caàn thieát phaûi coù heä thoáng tuaàn hoaøn : - Dieän tích beà maët cô theå nhoû hôn theå tích cô theå raát nhieàuà söï khueách taùn qua beà maët cô theå khoâng ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu. Môn Sinh đại cương 18 - Beà maët cô theå khoâng thaám nöôùc à khoaûng caùch beân trong raát lôùn gaây khoù khaên cho vieäc khueách taùn. 2. Ñaëc tính cuûa heä thoáng tuaàn hoaøn : - Dòch tuaàn hoaøn (maùu): vaän chuyeån O2, chaát dinh döôõng vaø caùc chaát dö thöøa. - Bôm hay tim taïo ra söï cheânh leäch aùp suaát giuùp cho maùu löu thoâng. - Maïch maùu mang maùu tôùi caùc cô quan, töø caùc cô quan maùu chaûy veà tim. - Caùc v