IV. Hô hấp tế bào
1. Khái niệm
– Là quá trình phân giải nguyên liệu hữu cơ (chủ yếu là glucozơ) thành các chất đơn giản (CO2, H2O) và giải phóng năng lượng cho các hoạt động sống.
– Nơi diễn ra: ở tế bào nhân thực, quá trình này diễn ra chủ yếu trong ti thể.
2. Bản chất
– Hô hấp là một chuỗi các phản ứng ôxi hóa khử, trải qua nhiều giai đoạn và năng lượng được sinh ra ở nhiều giai đoạn khác nhau.
– Tốc độ của quá trình hô hấp tế bào nhanh hay chậm phụ thuộc vào nhu cầu năng lượng của tế bào.
– PTTQ phân giải 1 phân tử glucôzơ: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + Năng lượng (ATP + nhiệt)
3. Các giai đoạn chính của quá trình hô hấp tế bào
Quá trình hô hấp tế bào gồm 3 giai đoạn chính: đường phân, chu trình Crep và chuỗi truyền electron hô hấp.
3.1. Đường phân:
Đường phân xảy ra trong bào tương. Kết thúc quá trình đường phân, phân tử glucôzơ (6 cacbon) bị tách thành 2 phân tử axit piruvic (3 cacbon). Trong quá trình này, tế bào thu được 2 phân tử ATP và 2 phân tử NADH (nicôtinamit a đênin đinuclêôtit). Thực ra, đường phân tạo được 4 phân tử ATP, nhưng do có 2 phân tử ATP được sử dụng để hoạt hóa glucôzơ trong giai đoạn đầu của đường phân nên tế bào chỉ thu được 2 phân tử ATP. Quá trình đường phân có thể tóm tắt bằng sơ đồ sau:
https://www.youtube.com/watch?v=4Y8KhmIWnbI
3.2. Chu trình Crep
Sau khi được tạo thành từ quá trình đường phân, 2 phân tử axit piruvic sẽ được chuyển vào chất nền của ti thể. Ở đó, chúng được biến đổi thành những phân tử nhỏ hơn gọi là axêtyl-CoA. Chính phân tử axêtyl-CoA này sẽ đi vào chu trình Crep. Ngoài ra, quá trình biến đổi 2 phân tử axit piruvic còn tạo ra 2 phân tử NADH và giải phóng 2 phân tử CO2.
Kết thúc chu trình Crep, các phân tử axêtyl-CoA sẽ bị phân giải hoàn toàn tới CO2. Ngoài CO2, chu trình Crep còn tạo ra được các phân tử NADH, FADH2 (flavin ađênin đinuclêôtit) và ATP.
https://www.youtube.com/watch?v=WWZ0_cHwhX8
3.3. Chuỗi chuyền electron
https://www.youtube.com/watch?v=6W-7FG9KlpA
|
Các giai đoạn |
Vị trí xảy ra |
Nguyên liệu |
Sản phẩm |
|
Đường phân |
Tế bào chất |
Glucozơ, ATP, ADP, NAD+, Pi |
Axit pyruvic, ATP NADH |
|
Chu trình Crep |
Tế bào nhân thực: Chất nền ti thể Tế bào nhân sơ: Tế bào chất |
Axit pyruvic, ADP, NAD+, FAD, |
ATP, NADH, FADH2, CO2 |
|
Chuỗi chuyền điện tử |
Tế bào nhân thực: Màng trong ti thể Tế bào nhân sơ: Màng tế bào chất |
NADH, FADH2, O2 |
ATP, H2O |
Tổng kết năng lượng: Từ một phân tử đường glucôzơ qua quá trình hô hấp thu được 38ATP ở sinh vật nhân sơ và 36ATP ở sinh vật nhân thực.
