ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์...
-
Upload
kasidid20309 -
Category
Documents
-
view
10.549 -
download
0
description
Transcript of ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์...
![Page 1: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/1.jpg)
Energy transformation
![Page 2: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/2.jpg)
การเปลยนรปพลงงานและการหมนเวยนสารเคมในระบบนเวศ
Chloroplast และ mitochondria เปน organelles
ทเปลยนพลงงานรปหนงไปอกรปหนง
ในChloroplast เกดกระบวนการ photosynthesis ซงพลงงานแสงถกเปลยนเปนพลงงานสะสมในคารโบไฮเดรต
ท mitochondria เกดกระบวนการ cellular respiration
พลงงานทเกบไวในคารโบไฮเดรตจะถกเปลยนเปนพลงงานในรป ATP ซงสงมชวตจะน าไปใชในเซลลตอไป
มพลงงานบางสวนสญเสยไปกบความรอน
![Page 3: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/3.jpg)
ATP (Adenosine triphosphate)
เปนสารเคมทมพลงงานสงพรอมทจะแตกตวปลอยใหพลงงานออกมาใชทใดทหนงได
![Page 4: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/4.jpg)
เมอ ~P สลายภายในเซลล พลงงานบางสวนจะสญเสยไปในรปของความรอน และบางสวนถกน าไปใชท างาน และเมอ ATP ถายทอด ~P ใหกบโมเลกลของสารอน โมเลกลของสารนนจะไดพลงงานเพมขนดวย ท าใหเกดปฏกรยากบโมเลกลอนตอไป ดงนนพลงงานจาก ATP สามารถท าใหเกดปฏกรยาเคมภายในเซลลได
![Page 5: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/5.jpg)
ATP เมอถกใชแลวสามารถสรางกลบมาใหมได
![Page 6: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/6.jpg)
พลงงานในรป ATP ถกน าไปใชท างานตางๆภายในเซลล
![Page 7: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/7.jpg)
ATP สรางขนอยางไร
เรยกกระบวนการสราง ATP วา Phosphorylation มวธการสรางหลายแบบ
1. Oxidative phosphorylation
2. Substrate phosphorylation
3. Photophosphorylation
![Page 8: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/8.jpg)
Oxidative phosphorylation
การสราง ATP จากการถายทอด e- ผานสารน า e- เชน NADH,
FADH2 ใน e-
transport chain ท mitochondria และม O2 เปนตวรบ e- ตวสดทาย
![Page 9: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/9.jpg)
Substrate phosphorylation
ATP ถกสรางโดยการถายทอด ~P จากสารทมพนธะเคมพลงงานสงกวามายง ADP
โดยตรง โดยม enzyme กระตน
![Page 10: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/10.jpg)
Photophosphorylation
แสงท าให e- จากน า ถกถายทอดไปตาม e-
transport chain ใน chloroplast ไดพลงงานในรป ATP
![Page 11: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/11.jpg)
Metabolic pathway กระบวนการ metabolism เปนผลของปฏกรยาเคมทเกดขนในเซลล
เรมตนจาก
A B C D E
E1 E2 E3 E4
ในแตละขนตอนจะอาศย enzymes เปนตวเรงใหเกดปฏกรยา
![Page 12: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/12.jpg)
Enzyme ชวยเรงใหเกดปฏกรยาโดยตวเองไมเปลยนแปลงเปนสารอน
เรงปฏกรยาเฉพาะ
การท างานตองการ optimum factors
![Page 13: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/13.jpg)
The induced fit between an enzyme
and its substrate
![Page 14: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/14.jpg)
The catalytic cycle of an enzyme
![Page 15: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/15.jpg)
อตราการเรงปฏกรยาเคมโดย enzyme ขนกบ
Temperture
pH
Inhibition (noncompetitive inhibition, Competitive inhibition)
![Page 16: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/16.jpg)
Environmental factors affecting enzyme activity
Temperature
![Page 17: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/17.jpg)
pH
![Page 18: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/18.jpg)
A substrate can normally
bind to the active site of an
enzyme
Competitive
inhibitor
Noncompetitive
inhibitor
Inhibiton of enzyme activity
![Page 19: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/19.jpg)
Cofactor : Helpers of enzymes
enzymes หลายชนดตองการ cofactor ทไมใชโปรตนชวยในการท างาน ตวอยางเชน ions ไดแก Mg ++, K+, Ca ++
cofactors อนๆ เชน organic molecules เมอรวมกบ enzymes แลวจะเปนเหมอน carrier ส าหรบ chemical
group หรอ e-
Coenzymes หลายชนดมขนาดใหญ รางกายไมสามารถสรางได นอกจากการกน vitamine เขาไป ซง vitamine หลายชนด เชน niacin, thamin (vit B1), riboflavin, folate และ biotin เปนสวนส าคญสวนหนงของ coenzymes
ตวอยางเชน NAD+, NADP+, FAD
![Page 20: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/20.jpg)
NAD+ = nicotinamide adenine dinucleotide
![Page 21: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/21.jpg)
NAD+
พบในเซลล
ท างานรวมกบ enzyme โดยเปนตวรบ e- ในปฏกรยา oxidation-reduction
Oxidation
R C R’ + NAD+ R C R’’ + NADH + H+
H
OH O
Dehydrogenase
Reduction
NAD+ = oxidized coenzyme
NADH = reduced coenzyme
![Page 22: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/22.jpg)
Cellular respiration
รวมหมายถง 2 กระบวนการ คอ
Aerobic cellular respiration
Fermentation
![Page 23: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/23.jpg)
Aerobic cellular respiration
เปนกระบวนการยอยสารอาหาร เพอใหได ATP และม O2 เปนตวรบ e- ตวสดทาย
Organic
compounds
(food)
+ Oxygen CO2 + H2O + energy
![Page 24: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/24.jpg)
แตโดยทวไป cellular respiration จะอธบายถง Oxidation ของ glucose
6C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energy
![Page 25: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/25.jpg)
Fermentation
เปนกระบวนการยอยสารอาหาร เพอใหได ATP โดยม organic compounds เปนตวรบ e-
เปน anaerobic process
เปนการยอยสลาย glucose เพยงบางสวน ผลได lactate (animal cell) หรอ CO2 + alcohol
(yeast)
ได 2 ATP
![Page 26: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/26.jpg)
Aerobic cellular respiration ประกอบดวย
Glycolysis
Krebs cycle
Electron transport chain (ETC) and
oxidative phosphorylation
![Page 27: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/27.jpg)
Aerobic cellular respiration
![Page 28: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/28.jpg)
เมอรางกายของเราเกดการเผาผลาญ glucose ในเซลลแลว ได product
รางกายท าอยางไร
คนเราหายใน O2 เขาไปในปอด และรบประทานอาหาร glucose ซง O2
และ glucose เขาไปในกระแสเลอด แลวเขาไปในเซลล
Glycolysis เกดขนท cytoplasm ได pyruvate
Pyruvate เขาไปใน mitochondria และถกเผาผลาญตอไป จนได
CO2 + H2O + พลงงานในรป ATP
CO2 , H2O และ ATP แพรออกจาก mitochondria ไปยง cytoplasm
ATP ถกน าไปใชประโยชนภายในเซลล CO2 แพรออกจากเซลล เขาไปในกระแสเลอด และหายใจออกไป สวน H2O จะถกน าไปใชในเซลล
![Page 29: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/29.jpg)
Glycolysis
![Page 30: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/30.jpg)
โปรตนทอยทผวของ mitochondria จะขนสง pyruvate
เขาไปใน mitochondria
2 Pyruvate 2 Acetyl CoA + 2NADH
2C2O ออกจากเซลล
Net:
![Page 31: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/31.jpg)
Krebs cycle เกดท mitochondria matrix
![Page 32: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/32.jpg)
ใน 2 Krebs cycle / 1 Glucose
2 Acetyl CoA 4CO2
+ 6NADH2
+2 FADH2
+ 2 ATP (substrate level phosphorylation)
e- transport chain
![Page 33: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/33.jpg)
The pathway of
electron transport
ETC ประกอบดวย
electron carrier molecules (ตวรบ e-)ทอยใน inner mitochondrial
membrane
ตวรบ e- จะรบเฉพาะ e-
H+ จะถกปลอยออกมาและถกสงออกไปท intermembrane space
![Page 34: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/34.jpg)
O2 จะเปนตวรบ e- ตวสดทาย
แลวรวมกบ H+ กลายเปน H2O
½ O2 + 2e- + 2H+ H20
สรปวา
ETC ไมท าใหสราง ATP
โดยตรง แตท าใหเกด H+
gradient ทผนงดานในของ mitochondria ซงท าใหสะสมพลงงานมากพอทจะท าใหเกด
phosphorylation
![Page 35: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/35.jpg)
ATP synthase เปน
protein cmplex ท าหนาทสงเคราะห ATP ซงจะท างานไดโดยการไหลผานของ H+
การสราง ATP แบบนเรยกวา Chemiosmotic ATP synthesis
![Page 36: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/36.jpg)
Electron transport chain and oxidative phosphorylation
![Page 37: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/37.jpg)
Review: how each molecules of glucose yields many
ATP molecules during cellular respiration
![Page 38: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/38.jpg)
Fermentation
(Backup ATP production)
Glycolysis Pyruvate Lactate (animal)
CO2 + alcohol (yeast)
หรอ อาจจะได product อนๆ ขนอย กบ enzyme ในสงมชวตนน
![Page 39: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/39.jpg)
ผลของ fermentation จะได 2ATP
NADH ทไดจาก fermantation จะถกเปลยนเปน NAD+ เพอใชใน glycolysis ได
![Page 40: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/40.jpg)
Alcohol fermentation (yeast)
![Page 41: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/41.jpg)
Lactic acid fermentation (animal cell)
![Page 42: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/42.jpg)
Pyruvate as a key junction in catabolism
ผลของ Glycolysis
คอ pyruvate ซงจะถกเผาผลาญตอไปดวย
fermentation หรอ
aerobic cellular respiration แลวแตวาจะอยในภาวะทม O2
หรอไม ส าหรบเซลลทสามารถเกดกระบวนการหายใจไดทง 2 แบบ
![Page 43: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/43.jpg)
ถงแมวา fermantation จะไดพลงงานนอย แตกส าคญเพราะวาท าใหได
ATP อยางรวดเรว ในรางกายของเรา muscle cell จะเกด
fermentation มากในขณะทรางกายท างานหนกในระยะเวลาสน เชน วง fermentation เปนกระบวนการใหเกด ATP และ lactate ใน
muscle cell ในตอนแรก เมอมจ านวนมากขนท าใหเกดอาการเมอยลา เนองจากมสภาพเปนกรดมาก เมอหยดวงรางกายหายใจแรงเปนการน าเอา O2 มาใชเพมมากขน lactate จะถกสงไปทตบ และถกเปลยนเปน
pyruvate
ในเซลลของยส ถาม glucose จ านวนมาก ยสจะหายใจแบบ
anaerobic ไดเปน alcohol เมอม alcohol เพมจ านวนมากขนจะท าใหยสตายได
จากการทคนพบกระบวนการ fermentation จงน ามาใชประโยชนไดมากมาย
![Page 44: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/44.jpg)
The catabolism of
various food molecules
รางกายของเราไดพลงงานสวนใหญจาก fats, proteins,
disaccharides และ polysaccharides ทกนเขาไป โมเลกลเหลานถกยอยใหเปนโมเลกลทเลกลงดวย
enzymes ซงสามารถจะเขาไปในกระบวนการ glycolysis หรอ Krebs
cycle ได
![Page 45: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/45.jpg)
The control of
cellular respiration
กลไกทควบคมกระบวนการยอยสารอาหารใหไดพลงงาน หรอการสงเคราะหในรางกาย สวนใหญเปน
feedback inhibition
กระบวนการ Glycolysis และ Krebs cycle ควบคมโดย
Phosphofructokinase
![Page 46: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/46.jpg)
ปรมาณ ATP, ADP และ AMP มผลตอการท างานของ Phosphofructokinase
ADP, AMP เปน allosteric activators ถามมากจะเรงการท างานของ enzyme ใหมาก มผลให Glycolysis
และ Krebs cycle เกดมากขน ดงนน ATP จะมปรมาณมากขน
Citrate และ ATP เปน allosteric inhibitors ถามมาก enzyme ตวนจะท างานนอย ดงนน glycolysis เกดนอย acetyl Co A จะมปรมาณนอยดวย
![Page 47: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/47.jpg)
Photosynthesis
แบงออกเปน 2 ขนตอน
1. Light reactions
2. Calvin cycle
![Page 48: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/48.jpg)
![Page 49: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/49.jpg)
Light reactions:
เกดขนท thylakoid membranes
เปนกระบวนการทเปลยนพลงงานแสงไปเปนพลงงานเคมของ ATP และ NADPH
ให O2 ออกมาสบรรยากาศ
![Page 50: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/50.jpg)
Calvin cycle reactions:
เกดขนท stroma
เปนกระบวนการทใช CO2 สรางเปน sugur โดยใชพลงงานทไดจาก Light reaction (ATP, NADPH)
ให ADP, Pi, NADP+กลบไปใชใน light reaction
![Page 51: ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050817/5560e3a0d8b42a016e8b4d29/html5/thumbnails/51.jpg)
Comparison of aerobic cellular respiration
and photosynthesis
Differences:
Energy + 6CO2 + 6H2O C6H12O6 +6O2
Photosynthesis
Aerobic cellular respiration