CHUYÊN ĐỀ 4

CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO

A. KHÁI QUÁT NĂNG LƯỢNG VÀ CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT
I. KHÁI NIỆM NĂNG LƯỢNG
1. Định nghĩa:
Là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công.
3. Phân loại:
Có nhiều dạng năng lượng khác nhau như: điện năng, quang năng, cơ năng, hoá năng, nhiệt năng…
* Dựa vào nguồn cung cấp năng lượng phân biệt: năng lượng mặt trời, năng lượng gió,… * Dựa vào trạng thái sẵn sàng sinh ra công hay không, chia thành:
- Thế năng: là trạng thái tiềm ẩn của năng lượng (nước hay vật nặng ở một độ cao nhất định, năng lượng các liên kết hoá học trong các hợp chất hữu cơ, chênh lệch các điện tích ngược dấu ở hai bên màng…).
- Động năng: Khi gặp các điều kiện nhất định năng lượng tiềm ẩn (thế năng) chuyển sang trại thái động năng có liên quan đến các hình thức chuyển động của vật chất (các ion, phân tử, các vật thể lớn) và tạo ra công tương ứng. Các dạng n.lượng có thể chuyển hoá tương hỗ và cuối cùng thành dạng nhiệt năng. II. CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG
1. VD: Quang hợp: là sự chuyển hoá năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học chứa trong các chất hữu cơ. Hô hấp nội bào: là sự sự chuyển hoá năng lượng hoá học trong các liên kết của các chất hữu cơ đã được tế bào tổng hợp thành năng lượng trong các liên kết cao năng (ATP) dễ sử dụng.
2. Định nghĩa:
Là sự biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác cho các hoạt động sống.
Trong cơ thể sinh vật có nhiều quá trình đòi hỏi năng lượng thường xuyên như các phản ứng sinh tổng hợp các chất, tái sinh các tổ chức (phân bào, sinh sản), thực hiện công cơ học (chuyển động của chất nguyên sinh, của bào quan) hay công điện học như phát sinh và chuyển các thông tin dưới dạng dòng điện sinh học.
Dòng năng lượng sinh học là dòng năng lượng trong tế bào, dòng năng lượng từ tế bào này sang tế bào khác hoặc từ cơ thể này sang cơ thể khác. Trong các hệ sống năng lượng được dự trữ trong các liên kết hoá học.
III. ATP (Ađênôzin triphotphat) - ĐỒNG TIỀN NĂNG LƯỢNG CỦA TẾ BÀO
1. Vai trò:
Là tiền tệ năng lượng của mọi tế bào, năng lượng tồn tại tiềm ẩn trong các liên kết hoá học. Nhờ khả năng dễ dàng nhường năng lượng mà ATP trở thành chất hữu cơ cung cấp năng lượng phổ biến trong tế bào → ATP được dùng cho tất cả các quá trình cần năng lượng.
2. Cấu trúc: Gồm:
Phân tử đường ribozơ (5C) được dùng làm bộ khung để gắn ađênin và ba nhóm photphat.
Chỉ có hai liên kết photphat ngoài cùng là liên kết cao năng, có đặc điểm là mang nhiều năng lượng.
3. Cơ chế truyền năng lượng:
ATP truyền năng lượng cho các hợp chất khác thông qua chuyển nhóm photphat cuối cùng để trở thành ADP (ađênozin điphotphat) và gần như ngay lập tức ADP lại được gắn thêm nhóm photphat để trở thành ATP.
- Sự chuyển hoá năng lượng: Sự biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác cho các hoạt động sống. VD: Quang năng → hoá năng → cơ năng → nhiệt năng…
- Dòng năng lượng trong thế giới sống: Bắt đầu từ ánh sáng mặt trời truyền → cây xanh → qua chuỗi thức ăn đi vào động vật → nhiệt năng phát tán vào môi trường.



CẤU TRÚC PHÂN TỬ ATP



CƠ CHẾ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG CỦA ATP



IV. CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT
1) Khái niệm
- Chuyển hoá vật chất là tập hợp các phản ứng sinh hoá xảy ra bên trong tế bào.
- Chuyển hoá vật chất luôn kèm theo chuyển hoá năng lượng.
- Bản chất: đồng hoá, dị hoá.
2) Đồng hoá và dị hoá
- Đồng hoá: là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ phức tạp từ các chất đơn giản, đồng thời tích luỹ năng lượng - dạng hoá năng.
- Dị hoá: là quá trình phân giải các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn, đồng thời giải phóng năng lượng.
So sánh đồng hóa và dị hóa:
Đồng hóa
Dị hóa

Xảy ra ở các bào quan thực hiện chức năng tổng hợp vật chất sống như: lục lạp, riboxom, gongi...
Xảy ra ở các bào quan thực hiện chức năng phân giải các chất như: Ti thể, Lizoxom...

Tổng hợp các chất
Phân giải các chất

Tích lũy năng lượng
Giải phóng năng lượng


Mối quan hệ giữa đồng hóa và dị hóa: