More Related Content Similar to Energy of cell mutipoint Similar to Energy of cell mutipoint (20) More from supreechafkk (13) Energy of cell mutipoint1. Cell Respiration
O2 CO2 BREATHING
Lungs
Muscle cells
CO2 Bloodstream O carrying out
2
CELLULAR
RESPIRATION
Sugar + O2 ATP + CO2 + H2O
1
2. ความหมายของการหายใจระดับเซลล์ Time
( cellular respiration ) หมายถึง r
การย่อยสลายสารอาหารโดยใช้กระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอนเพื่อสร้าง ATP
การใช้ออกซิ เจนเป็ นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุ ดท้าย ( final electron acceptor )
การใช้สารอื่นนอกจากออกซิ เจนมาเป็ นตัวรับอิเล็กตรอน
การสลายอาหารโดยเริ่ มต้นจากกลูโคส จนได้สารที่มีโมเลกุลเล็กที่สุด
2
3. การเปลี่ยนรูปพลังงานและการหมุนเวียนสารเคมีในระบบนิเวศ
Chloroplast และ
mitochondria เป็ น organelles
ที่เปลี่ยนพลังงานรู ปหนึ่งไปอีกรู ปหนึ่ง
Anabolism ในChloroplast เกิดกระบวนการ
photosynthesis ซึ่งพลังงานแสงถูก
เปลี่ยนเป็ นพลังงานสะสมใน
คาร์โบไฮเดรต
ที่ mitochondria เกิด
กระบวนการ cellular respiration
พลังงานที่เก็บไว้ในคาร์โบไฮเดรตจะถูก
Catabolism เปลี่ยนเป็ นพลังงานในรู ป ATP ซึ่ง
สิ่ งมีชีวตจะนาไปใช้ในเซลล์ต่อไป
ิ
มีพลังงานบางส่ วนสู ญเสี ยไปกับความ
ร้อน 3
7. เมื่อ ~P สลายภายในเซลล์ พลังงานบางส่ 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
7
8. The energy in an ATP molecule
• Lies in the bonds between its phosphate groups
Adenosine Triphosphate Adenosine diphosphate
Phosphate
groups H2O
P P P P P + P + Energy
Hydrolysis
Adenine
Ribose
ATP ADP
Figure 5.4A
10. ส่ วนประกอบของ ATP ประกอบไปด้ วย คือ 60
Phosphate groups 1 Metyonine 3 Ribosome 5
Phosphoenal 2 Ribose 4 Adenine 6
<Keypad will appear here based on shape
and location of this rectangle.>
10
15. ATP สร้ างขึนอย่ างไร
้
เรียกกระบวนการสร้ าง ATP ว่ า
Phosphorylation มีวธีการสร้ างหลายแบบ
ิ
1. Oxidative phosphorylation
2. Substrate phosphorylation
3. Photophosphorylation
15
16. 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
16
17. Substrate phosphorylation
ATP ถูกสร้ างโดยการ
ถ่ ายทอด ~P จากสารที่
มีพันธะเคมีพลังงานสูง
กว่ ามายัง ADP
โดยตรง โดยมี
enzyme กระตุ้น
17
20. การสร้ าง ATP จากการถ่ ายถอด e ผ่ านสารตัวนา คือ Time
r
Oxidative Substrate
phosphorylation phosphorylation
Photophosphorylation Photosynthesis
20
22. NAD+
พบในเซลล์
ทางานร่ วมกับ enzyme โดยเป็ นตัวรับ e- ในปฏิกิริยา
oxidation-reduction
Oxidation
H
Dehydrogenase
R C R’ + NAD+ R C R’’ + NADH + H+
OH O
Reduction
NAD+ = oxidized coenzyme
NADH = reduced coenzyme 22
23. รู้หรือไม่
NAD (nicltinamide adenine dinucleotide) เป็ นตัวนา
อิเล็กตรอน พร้อมด้วยโปรตรอนและเนื่องจากอะตอมของไนโตรเจนที่เป็ นองค์ประกอบ
ของ NAD มีประจุบวกจึงเขียนว่า NAD+ มีวิตามิน B5
คือไนอะซี น (niacin) เป็ นองค์ประกอบ
FAD (flavin adenine dinucleotide) เป็ นตัวนาอิเล็กตรอน พร้อมด้วย
โปรตรอน FAD 1 โมเลกุลรับอิเล็กตรอนและโปรตรอนจะได้ FADH2
ดังสมกำร
FAD + 2H+ + 2e- -----------> FADH2
FADH2 มีสมบัติเป็ นตัวให้อิเล็กตรอน เมื่อเข้าสู่ กระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอน
่
พลังงานที่สะสมอยูจะถูกนามาใช้ในการสร้าง ATP
FAD มีวิตามิน B2 (riblfavin) เป็ นองค์ประกอบ
24. ข้ อใดไม่ ใช่ สารตัวนาในการถ่ ายทอด e คือ Time
r
NADH FAD
NAD+ ข้อ B และ C
24
25. Cellular respiration
รวมหมายถึง 2 กระบวนการ คือ
- Aerobic cellular respiration
กระบวนกำรหำยใจแบบใช้ ออกซิเจน
- Anerobic cellular respiration
(Fermentation)
กระบวนกำรหำยใจแบบไม่ ใช้ ออกซิเจน หรือ
กระบวนกำรหมัก 25
26. Aerobic cellular respiration
เป็ นกระบวนการย่ อยสารอาหาร เพื่อให้ ได้ ATP และมี
O2 เป็ นตัวรับ e- ตัวสุดท้ าย
Loss of hydrogen atoms
(oxidation)
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + Energy
Glucose (ATP)
Gain of hydrogen atoms
(reduction)
26
27. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
ให้ นักเรียนเขียนปฏิกริยำกำรหำยใจระดับเซลล์
ิ
เมื่อใช้ glucose 2 โมเลกุล?
C6H12O6 O2 H 2O 2 12 12 38 76 76
H 2O CO2 CO2 ATP 2 12 12 38 76 76
ATP O2 C6H12O6 2 12 12 38 76 76
+ + +
+ + +
29. Fermentation
เป็ นกระบวนการย่ อยสารอาหาร เพื่อให้ ได้ ATP
โดยมี organic compounds เป็ นตัวรับ e-
เป็ น anaerobic process
เป็ นการย่ อยสลาย glucose เพียงบางส่ วน ผลได้
lactate (animal cell) หรือ CO2 + alcohol
(yeast)
ได้ 2 ATP
29
34. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
จับคู่ตาแหน่ งการเกิดปฏิกริยาการหายใจระดับเซลล์
ิ
Glycolysis Matrix
Cytosol
Kreb’s Cycle
Inner membrane
mitochondria
ETC
Outer membrane
mitochondria
34
35. จำกแผนภำพ A คือ Time
r
การสังเคราะห์ดวยแสง
้ การสังเคราะห์ไขมัน
การสังเคราะห์โปรตีน ไกลโคลิซิส 35
36. จำกแผนภำพ B และ C คืออะไร Time
r
B คือกลูโคส C คือกรดไพรู วิก B คือคาร์โบไฮเดรต C คือกรดไพรู วิก
B คือกลูโคส C คือกรดแลกติก B คือโปรตีน C คือกรดแลกติก
36
37. เมื่อร่ างกายของเราเกิดการเผาผลาญ glucose ในเซลล์ 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
CO2 , H2O และ ATP แพร่ ออกจาก mitochondria ไปยัง
cytoplasm
ATP ถูกนาไปใช้ ประโยชน์ ภายในเซลล์ CO2 แพร่ ออกจากเซลล์ เข้ าไป
ในกระแสเลือด และหายใจออกไป ส่ วน H2O จะถูกนาไปใช้ ในเซลล์
37
38. 6C Glycolysis
6C
6C
3C 3C
6C
42. เมื่อสิ้ นสุ ดกระบวนการไกลโคลิซิสแล้ว จะได้กรด Time
ไพรู วกซึ่ งเปลี่ยนแปลงต่อไป ในการหายใจและใช้
ิ r
ออกซิเจน คือ
ทาปฏิกิริยากับโคเอนไซม์ เอ เปลี่ยนเป็ น CO2 หมด
เปลี่ยนเป็ นกรดซิ ตริ ก เปลี่ยนเป็ นกรดแลกติก
42
44. Krebs cycle 2C
เกิดที่
mitochondria 4C
6C
matrix
6C
4C
6C
5C
4C
5C
4C
4C
4C 44
45. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
ให้ นักเรียนจัดเรียงจำนวน C อะตอมที่เกินขึนใน Kreb’s Cycle?
้
5C 4C 2C 6C
46. สรุป Kreb’s Cycle
ใน 2 Krebs cycle / 1 Glucose
2 Acetyl CoA 4CO2
+ 6NADH2
e- transport chain
+2 FADH2
+ 2 ATP (substrate level
phosphorylation)
46
50. The pathway of
electron transport
ETC ประกอบด้ วย
electron carrier
molecules (ตัวรั บ e-)ที่ อยู่
ใน inner mitochondrial
membrane
ตัวรั บ e- จะรับเฉพาะ e-
H+ จะถูกปล่ อยออกมาและ
ถูกส่ งออกไปที่
intermembrane space
50
51. O2 จะเป็ นตัวรั บ e- ตัวสุดท้ าย
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
51
52. ATP synthase เป็ น
protein cmplex ทาหน้ าที่
สังเคราะห์ ATP ซึ่งจะทางานได้
โดยการไหลผ่ านของ H+
การสร้ าง ATP แบบนี ้
เรี ยกว่ า Chemiosmotic
ATP synthesis
52
59. Review: how each molecules of glucose yields many
ATP molecules during cellular respiration
59
64. เฉพาะในวัฏจักรเครบส์ 1 รอบ จะได้พลังงานเกิดขึ้นเท่าใด Time
หลังจากผ่านการถ่ายทอดอิเล็กตรอนแล้ว r
2 ATP 12 ATP
13 ATP 36 ATP
64
66. Fermentation
(Backup ATP production)
Glycolysis Pyruvate Lactate (animal)
CO2 + alcohol (yeast)
หรือ อาจจะได้ product อื่นๆ ขึนอยู่กับ enzyme ใน
้
สิ่งมีชีวิตนัน
้
66
69. ในกระบวนการสลายกลูโคสของยีสต์ ถ้าขาดออกซิเจน Time
มารับไฮโดรเจนสิ่ งที่จะเกิดขึ้นตามมา คือ r
ปฏิกิริยาจะหยุดอยูแค่การ
่ จะได้เอทิลแอลกอฮอล์และ
ถ่ายทอดอิเล็กตรอน คาร์บอนไดออกไซด์
จะได้กรดแลกติกและ
กระบวนการหยุดแค่กรดไพรู วิก
คาร์บอนไดออกไซด์
69
70. การที่เราอาจหมักเหล้าไวน์ในขวดฝาปิ ดระบายแก๊สออก Time
ได้ แต่แก๊สภายนอกเข้าไปไม่ได้ เพราะ r
ยีสต์สามารถสลายอาหารได้โดยไม่ตองออกซิ เจน
้
่
ออกซิ เจนที่ละลายอยูมีพอแก่ความต้องการของยีสต์
ยีสต์สามารถสลายโมเลกุลของน้ าแล้วนาเอาออกซิ เจนมาใช้
ยีสต์สามารถสลายอาหารได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่ตองใช้ออกซิ เจน
้
70
74. Pyruvate as a key junction in catabolism
ผลของ Glycolysis
คือ pyruvate ซึ่งจะ
ถูกเผาผลาญต่ อไปด้ วย
fermentation หรื อ
aerobic cellular
respiration แล้ วแต่
ว่ าจะอยู่ในภาวะที่มี O2
หรื อไม่ สาหรับเซลล์ ท่ ี
สามารถเกิด
กระบวนการหายใจได้
ทัง 2 แบบ
้
74
75. ถึงแม้ ว่า fermantation จะได้ พลังงานน้ อย แต่ กสาคัญเพราะว่ าทาให้
็
ได้ 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
จากการที่ ค้นพบกระบวนการ fermentation จึงนามาใช้ ประโยชน์ ได้
มากมาย 75
76. กระบวนการหายใจแบบใช้ออกซิเจน ให้พลังงานมากกว่า Time
การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน เพราะกระบวนการแบบหลัง r
เกิดขึ้นเฉพาะในสิ่ งมีชีวตชั้นต่า เช่น ยีสต์ และพืชซึ่งใช้พลังงานน้อยกว่า
ิ
ต้องการออกซิ เจนเป็ นตัวรับไฮโดรเจนอะตอม
ย่อยสลายโมเลกุลอินทรี ยสารได้พลังงานน้อยกว่ากระบวนการแรก
เป็ นกระบวนการเคมีที่เกิดกับสารประกอบคาร์ โบไฮเดรต
76
77. แก๊สชีวภาพที่นามาใช้เป็ นเชื้อเพลิงแทนถ่านหรื อฟื นใน Time
การหุงต้มอาหารตามชนบทนั้น เกิดจาก r
ปฏิกิริยาของมูลสัตว์กบ ( 1 ) และแก๊สที่ได้คือ ( 2 )
ั
( 1 ) แบคทีเรี ยแอโรบิก ( 1 ) แบคทีเรี ยแอนาโรบิก
( 2 ) แก๊สมีเทน ( CH4 ) ( 2 ) แก๊สมีเทน
( 1 ) แบคทีเรี ยแอโรบิก ( 1 ) แบคทีเรี ยแอนาโรบิก
( 2 ) แก๊สออกซิ เจน ( 2 ) แก๊สออกซิ เจน
77
78. The catabolism of
various food 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
78
79. หากเริ่ มต้นจากกรดอะมิโนเข้าสู่กระบวนการหายใจระดับ Time
เซลล์น้ น จะต้องผ่านกระบวนการใดมาก่อน
ั r
เปลี่ยนกรดอะมิโนให้เป็ นแอซิ ติลโคเอนไซม์ เอ เสี ยก่อน
เปลี่ยนกรดอะมิโนให้เป็ นกรดไพรู วิก
ขจัดหมู่คาร์ บอกซี ลออกไปเสี ยก่อน
ขจัดหมู่อะมิโน ( - NH3 ) ออกไปเสี ยก่อน
79