Bài 14. Phân giải và tổng hợp các chất trong tế bào

a) Đường phân (Glycolysis)

• Định nghĩa: Quá trình phân giải glucose thành 2 phân tử pyruvate.
• Địa điểm: Tế bào chất.
• Sản phẩm: 2 ATP, 2 NADH, 2 Pyruvate.
• Các bước: Glucose (6C) → Glucose-6-phosphate → Fructose-6-phosphate → ... → 2 Pyruvate (3C).

b) Phản ứng tạo Pyruvate

• Pyruvate được vận chuyển vào ti thể.
• Trong điều kiệh có oxygen: Pyruvate → Acetyl-CoA → Chu trình Krebs.
• Trong điều kiện thiếu oxygen: Lên men (lên men lactic hoặc lên men rượu).

c) Lên men

• Lên men lactic: Pyruvate → Lactic acid (trong cơ).
• Lên men rượu: Pyruvate → Ethanol + CO₂ (trong nấm, một số vi khuẩn).
• Chỉ tạo 2 ATP từ 1 glucose.

a) Phản ứng tạo Acetyl-CoA

• Pyruvate (từ tế bào chất) vào mao mạch ti thể.
• Pyruvate → Acetyl-CoA + CO₂ + NADH (bởi enzyme pyruvate dehydrogenase).

b) Chu trình Krebs (Chu trình axit citric)

• Địa điểm: Matrix ti thể.
• Chu trình: Acetyl-CoA (2C) + Oxaloacetate (4C) → Citrate (6C) → ... → Oxaloacetate + 2CO₂.
• Sản phẩm: 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH₂, 4 CO₂ (cho 1 glucose).

c) Chuỗi vận chuyển electron

• Địa điểm: Màng trong ti thể.
• Quá trình: NADH, FADH₂ → Electron → Chuỗi vận chuyển → O₂ → H₂O.
• Sản phẩm: ~28-30 ATP, nước.
• Điều kiện: Cần oxygen làm chất nhận electron cuối cùng.

d) Tổng kết

• 1 glucose → 30-32 ATP, 6 CO₂, 6 H₂O.
• Hiệu suất: ~40% năng lượng được chuyển thành ATP.

a) Quang hợp

• Định nghĩa: Quá trình chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành hóa năng trong các hợp chất hữu cơ.
• Phương trình: 6CO₂ + 6H₂O + ánh sáng → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
• Địa điểm: Lục lạp (chloroplast).
• Giai đoạn: Quang phản ứng (màng tilacoid) + Phản ứng tối (stroma).

b) Tổng hợp protein

• DNA → mRNA (phiên mã): Trong nhân.
• mRNA → Protein (dịch mã): Trên ribosome.
• Nguyên liệu: 20 loại amino acid.
• Năng lượng: ATP và GTP.

c) Tổng hợp lipid

• Acid béo được tổng hợp từ Acetyl-CoA.
• Glycerol được tổng hợp từ đường.
• Quá trình xảy ra trong RE trơn và tế bào chất.

d) Tổng hợp carbohydrate

• Glucose được tổng hợp từ pyruvate (trong quang hợp hoặc tạo đường mới).
• Quá trình tạo glucose từ các chất không đường gọi là tạo đường (gluconeogenesis).

a) Cấu trúc lục lạp

• Màng kép: Màng ngoài và màng trong.
• Stroma: Chất nền chứa enzyme.
• Tilacoid: Các túi dẹp xếp chồng thành granum.
• Chlorophyll: Sắc tố quang hợp màu xanh lục.

b) Quang phản ứng

• Địa điểm: Màng tilacoid.
• Quá trình: H₂O → O₂ + H⁺ + e⁻
• Sản phẩm: ATP, NADPH, O₂.
• Cơ chế: Chuỗi vận chuyển electron quang hợp.

c) Phản ứng tối (Chu trình Calvin)

• Địa điểm: Stroma.
• Nguyên liệu: CO₂, ATP, NADPH.
• Sản phẩm: Glucose (qua nhiều bước).
• Quá trình cố định carbon: CO₂ gắn vào RuBP nhờ enzyme Rubisco.

a) ATP và chu trình năng lượng

• ATP được tạo từ ADP + Pi trong:

• Hô hấp tế bào (hiếu khí): 30-32 ATP/glucose.
• Đường phân + lên men: 2 ATP/glucose.
• Quang hợp: ATP từ quang phản ứng.

b) NADH và FADH₂

• NADH: Coenzyme mang electron giàu năng lượng.
• FADH₂: Coenzyme tương tự, ít năng lượng hơn NADH.
• Cả hai đều chuyển electron đến chuỗi vận chuyển để tạo ATP.

c) Cân bằng năng lượng

• Tế bào liên tục tạo và sử dụng ATP.
• Chu trình ATP-ADP đảm bảo cung cấp năng lượng liên tục.
• Khoảng 40% năng lượng được sử dụng hiệu quả, 60% tỏa ra nhiệt.