Download as PDF, PPTX
More Related Content
Similar to ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)
ชีววิทยาเรื่อง การหายใจระดับเซลล์ cellular respiration (t)
- 1.
- 2. การเปลี่ยนรู ปพลังงานและการหมุนเวียนสารเคมีในระบบนิเวศ Chloroplast และ mitochondria เป็ น organelles ที่เปลี่ยนพลังงานรู ปหนึ่งไปอีกรู ปหนึ่ง ในChloroplast เกิดกระบวนการ photosynthesis ซึ่งพลังงานแสงถูก เปลี่ยนเป็ นพลังงานสะสมใน คาร์โบไฮเดรต ที่ mitochondria เกิด กระบวนการ cellular respiration พลังงานที่เก็บไว้ในคาร์โบไฮเดรตจะถูก เปลี่ยนเป็ นพลังงานในรู ป ATP ซึ่ง สิ่ งมีชีวตจะนาไปใช้ในเซลล์ต่อไป ิ พลังงานบางส่ วนสู ญเสี ยไปกับความ มี ร้อน
- 3. ATP (Adenosine triphosphate) เป็ นสารเคมีท่ มีพลังงานสูงพร้ อมที่จะแตกตัวปล่ อยให้ ี พลังงานออกมาใช้ ท่ ใดที่หนึ่งได้ ี
- 4. เมื่อ ~P สลายภายในเซลล์พลังงานบางส่ วนจะสูญเสียไปใน รูปของความร้ อน และบางส่ วนถูกนาไปใช้ ทางาน และเมื่อ ATP ถ่ ายทอด ~P ให้ กับโมเลกุลของสารอื่น โมเลกุลของสารนันจะได้ ้ พลังงานเพิ่มขึนด้ วย ทาให้ เกิดปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่นต่ อไป ดังนัน ้ ้ พลังงานจาก ATP สามารถทาให้ เกิดปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ ได้
- 5. ATP เมื่อถูกใช้ แล้วสามารถสร้ างกลับมาใหม่ ได้
- 6. พลังงานในรูป ATP ถูกนาไปใช้ทางานต่ างๆภายในเซลล์
- 7. ATP สร้ างขึนอย่างไร ้ เรียกกระบวนการสร้ าง ATP ว่ า Phosphorylation มีวธีการสร้ างหลายแบบ ิ 1. Oxidative phosphorylation 2. Substrate phosphorylation 3. Photophosphorylation
- 8. Oxidative phosphorylation การสร้ าง ATP จาก การถ่ ายทอด e- ผ่ านสาร นา e- เช่ น NADH, FADH2 ใน e- transport chain ที่ mitochondria และ มี O2 เป็ นตัวรับ e- ตัว สุดท้ าย
- 9. Substrate phosphorylation ATP ถูกสร้ างโดยการ ถ่ ายทอด ~P จากสารที่ มีพันธะเคมีพลังงานสูง กว่ ามายัง ADP โดยตรง โดยมี enzyme กระตุ้น
- 10. Photophosphorylation แสงทาให้ e- จากนา ถูกถ่ ายทอดไปตาม e- ้ transport chain ใน chloroplast ได้ พลังงานใน รูป ATP
- 11. Metabolic pathway กระบวนการ metabolismเป็ นผลของปฏิกิริยาเคมีท่ เกิดขึน ี ้ ในเซลล์ เริ่มต้ นจาก E1 E2 E3 E4 A B C D E ในแต่ ละขันตอนจะอาศัย enzymes เป็ นตัวเร่ งให้ เกิดปฏิกิริยา ้
- 12. Enzyme ช่ วยเร่งให้ เกิดปฏิกิริยาโดยตัวเองไม่ เปลี่ยนแปลงเป็ นสารอื่น งปฏิกิริยาเฉพาะ เร่ างานต้ องการ optimum factors การท
- 13. The induced fitbetween an enzyme and its substrate
- 14. The catalytic cycleof an enzyme
- 15. อัตราการเร่ งปฏิกิริยาเคมีโดย enzymeขึนกับ ้ Temperture pH Inhibition (noncompetitive inhibition, Competitive inhibition)
- 16. Environmental factors affectingenzyme activity Temperature
- 17.
- 18. Inhibiton of enzymeactivity A substrate can normally bind to the active site of an enzyme Competitive inhibitor Noncompetitive inhibitor
- 19. Cofactor : Helpersof enzymes enzymes หลายชนิดต้ องการ cofactor ที่ไม่ ใช่ โปรตีนช่ วยใน การทางาน ตัวอย่ างเช่ น ions ได้ แก่ Mg ++, K+, Ca ++ cofactors อื่นๆ เช่ น organic molecules เมื่อรวมกับ enzymes แล้ วจะเป็ นเหมือน carrier สาหรับ chemical group หรือ e- Coenzymes หลายชนิดมีขนาดใหญ่ ร่ างกายไม่ สามารถสร้ าง ได้ นอกจากการกิน vitamine เข้ าไป ซึ่ง vitamine หลายชนิด เช่ น niacin, thamin (vit B1), riboflavin, folate และ biotin เป็ นส่ วนสาคัญส่ วนหนึ่งของ coenzymes ตัวอย่ างเช่ น NAD+, NADP+, FAD
- 20. NAD+ = nicotinamideadenine dinucleotide
- 21. NAD+ พบในเซลล์ างานร่ วมกับenzyme โดยเป็ นตัวรับ e- ในปฏิกิริยา ท oxidation-reduction Oxidation H Dehydrogenase R C R’ + NAD+ R C R’’ + NADH + H+ OH O Reduction NAD+ = oxidized coenzyme NADH = reduced coenzyme
- 22. Cellular respiration รวมหมายถึง 2กระบวนการ คือ Aerobic cellular respiration Fermentation
- 23. Aerobic cellular respiration เป็ นกระบวนการย่ อยสารอาหาร เพื่อให้ ได้ ATP และมี O2 เป็ นตัวรับ e- ตัวสุดท้ าย Organic compounds + Oxygen CO2 + H2O + energy (food)
- 24. แต่ โดยทั่วไป cellularrespiration จะ อธิบายถึง Oxidation ของ glucose 6C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energy
- 25. Fermentation นกระบวนการย่ อยสารอาหารเพื่อให้ ได้ ATP โดย เป็ มี organic compounds เป็ นตัวรับ e- น anaerobic process เป็ นการย่ อยสลาย glucose เพียงบางส่ วน ผลได้ เป็ lactate (animal cell) หรือ CO2 + alcohol (yeast) 2 ATP ได้
- 26. Aerobic cellular respirationประกอบด้ วย Glycolysis Krebs cycle Electron transport chain (ETC) and oxidative phosphorylation
- 27.
- 28. เมื่อร่ างกายของเราเกิดการเผาผลาญ glucoseในเซลล์ แล้ ว ได้ product ร่ างกายทาอย่ างไร คนเราหายใน O2 เข้ าไปในปอด และรั บประทานอาหาร glucose ซึ่ง O2 และ glucose เข้ าไปในกระแสเลือด แล้ วเข้ าไปในเซลล์ Glycolysis เกิดขึนที่ cytoplasm ได้ pyruvate ้ Pyruvate เข้ าไปใน mitochondria และถูกเผาผลาญต่ อไป จนได้ CO2 + H2O + พลังงานในรู ป ATP 2 , H2O และ ATP แพร่ ออกจาก mitochondria ไปยัง CO cytoplasm ATP ถูกนาไปใช้ ประโยชน์ ภายในเซลล์ CO2 แพร่ ออกจากเซลล์ เข้ าไป ในกระแสเลือด และหายใจออกไป ส่ วน H2O จะถูกนาไปใช้ ในเซลล์
- 29.
- 30. โปรตีนที่อยู่ท่ ผิวของ mitochondriaจะขนส่ ง pyruvate ี เข้ าไปใน mitochondria Net: 2 Pyruvate 2 Acetyl CoA + 2NADH 2C2O ออกจากเซลล์
- 31.
- 32. ใน 2 Krebscycle / 1 Glucose 2 Acetyl CoA 4CO2 + 6NADH2 e- transport chain +2 FADH2 + 2 ATP (substrate level phosphorylation)
- 33. The pathway of electrontransport ETC ประกอบด้ วย electron carrier molecules (ตัวรั บ e-)ที่ อยู่ ใน inner mitochondrial membrane วรั บ e- จะรั บเฉพาะ e- ตั + จะถูกปล่ อยออกมาและถูก H ส่ งออกไปที่ intermembrane space
- 34. จะเป็ นตัวรับ e- ตัวสุดท้ าย O2 แล้ วรวมกับ H+ กลายเป็ น H2O ½ O2 + 2e- + 2H+ H20 สรุ ปว่ า ETC ไม่ ทาให้ สร้ าง ATP โดยตรง แต่ ทาให้ เกิด H+ gradient ที่ผนังด้ านในของ mitochondria ซึ่งทาให้ สะสม พลังงานมากพอที่จะทาให้ เกิด phosphorylation
- 35. ATP synthaseเป็ น protein cmplex ทาหน้ าที่ สังเคราะห์ ATP ซึ่งจะทางานได้ โดยการไหลผ่ านของ H+ การสร้ าง ATP แบบนีเ้ รี ยกว่ า Chemiosmotic ATP synthesis
- 36. Electron transport chainand oxidative phosphorylation
- 37. Review: how eachmolecules of glucose yields many ATP molecules during cellular respiration
- 38. Fermentation (Backup ATP production) Glycolysis Pyruvate Lactate (animal) CO2 + alcohol (yeast) หรือ อาจจะได้ product อื่นๆ ขึนอยู่กับ enzyme ใน ้ สิ่งมีชีวิตนัน ้
- 39. ผลของ fermentation จะได้2ATP NADH ที่ได้ จาก fermantation จะถูก เปลี่ยนเป็ น NAD+ เพื่อใช้ ใน glycolysis ได้
- 40.
- 41. Lactic acid fermentation(animal cell)
- 42. Pyruvate as akey junction in catabolism ผลของ Glycolysis คือ pyruvate ซึ่งจะ ถูกเผาผลาญต่ อไปด้ วย fermentation หรื อ aerobic cellular respiration แล้ วแต่ ว่ าจะอยู่ในภาวะที่มี O2 หรื อไม่ สาหรั บเซลล์ ท่ ี สามารถเกิด กระบวนการหายใจได้ ทัง 2 แบบ ้
- 43. งแม้ ว่าfermantation จะได้ พลังงานน้ อย แต่ กสาคัญเพราะว่ าทาให้ ได้ ถึ ็ ATP อย่ างรวดเร็ว ในร่ างกายของเรา muscle cell จะเกิด fermentation มากในขณะที่ร่างกายทางานหนักในระยะเวลาสัน เช่ น วิ่ง้ fermentation เป็ นกระบวนการให้ เกิด ATP และ lactate ใน muscle cell ในตอนแรก เมื่อมีจานวนมากขึนทาให้ เกิดอาการเมื่อยล้ า ้ เนื่องจากมีสภาพเป็ นกรดมาก เมื่อหยุดวิ่งร่ างกายหายใจแรงเป็ นการนาเอา O2 มาใช้ เพิ่มมากขึน lactate จะถูกส่ งไปที่ตับ และถูกเปลี่ยนเป็ น ้ pyruvate ในเซลล์ ของยีส ถ้ ามี glucose จานวนมาก ยีสจะหายใจแบบ anaerobic ได้ เป็ น alcohol เมื่อมี alcohol เพิ่มจานวนมากขึนจะทา ้ ให้ ยีสตายได้ จากการที่ค้นพบกระบวนการ fermentation จึงนามาใช้ ประโยชน์ ได้ มากมาย
- 44. The catabolism of variousfood molecules ร่ างกายของเราได้ พลังงานส่ วน ใหญ่ จาก fats, proteins, disaccharides และ polysaccharides ที่กน ิ เข้ าไป โมเลกุลเหล่ านีถกย่ อย ู้ ให้ เป็ นโมเลกุลที่เล็กลงด้ วย enzymes ซึ่งสามารถจะเข้ า ไปในกระบวนการ glycolysis หรื อ Krebs cycle ได้
- 45. The control of cellularrespiration กลไกที่ควบคุมกระบวนการย่ อย สารอาหารให้ ได้ พลังงาน หรื อการ สังเคราะห์ ในร่ างกาย ส่ วนใหญ่ เป็ น feedback inhibition กระบวนการ Glycolysis และ Krebs cycle ควบคุมโดย Phosphofructokinase
- 46. มาณ ATP,ADP และ AMP มีผลต่ อการทางานของ ปริ Phosphofructokinase ADP, AMP เป็ น allosteric activators ถ้ ามีมากจะ เร่ งการทางานของ enzyme ให้ มาก มีผลให้ Glycolysis และ Krebs cycle เกิดมากขึน ดังนัน ATP จะมีปริมาณ ้ ้ มากขึน ้ Citrate และ ATP เป็ น allosteric inhibitors ถ้ ามี มาก enzyme ตัวนีจะทางานน้ อย ดังนัน glycolysis เกิด ้ ้ น้ อย acetyl Co A จะมีปริมาณน้ อยด้ วย
- 47. Photosynthesis แบ่ งออกเป็ น2 ขันตอน ้ 1. Light reactions 2. Calvin cycle
- 49. Light reactions: ดขึนที่thylakoid membranes เกิ ้ นกระบวนการที่เปลี่ยนพลังงานแสงไปเป็ นพลังงานเคมี เป็ ของ ATP และ NADPH O2 ออกมาสู่บรรยากาศ ให้
- 50. Calvin cycle reactions: ดขึนที่ stroma เกิ ้ นกระบวนการที่ใช้ CO2 สร้ างเป็ น sugur โดยใช้ เป็ พลังงานที่ได้ จาก Light reaction (ATP, NADPH) ADP, Pi, NADP+กลับไปใช้ ใน light reaction ให้
- 51. Comparison of aerobiccellular respiration and photosynthesis Differences: Photosynthesis Energy + 6CO2 + 6H2O C6H12O6 +6O2 Aerobic cellular respiration