Hô hấp hiếu khí

Hô hấp hiếu khí là quá trình hô hấp xảy ra trong môi trường có O₂, với sự tham gia của O₂ trong hô hấp. Hô hấp hiếu khí xảy ra với nhiều con đường khác nhau:

- Đường phân - chu trình Crebs.

- Chu trình Pentozo photphat.

- Đường phân - chu trình Glioxilic (ở thực vật).

- Oxy hoá trực tiếp (ở VSV).

1. Đường phân - chu trình Crebs

Hô hấp hiếu khí theo con đường đường phân - chu trình Crebs là con đường chính của hô hấp tế bào xảy ra phổ biến ở mọi sinh vật, ở mọi tế bào. Hô hấp hiếu khí theo con đường này xảy ra qua 3 giai đoạn:

- Đường phân tiến hành trong tế bào chất.

- Chu trình Crebs tiến hành trong cơ chất ty thể.

- Chuỗi hô hấp tiến hành trên màng trong ty thể.

* Đường phân: đường phân là quá trình phân huỷ phân tử glucose tạo acid pyruvic và NADH. Điểm đặc biệt của đường phân là không phải phân tử đường tự do phân giải mà phân tử đường đã được hoạt hoá bởi việc gắn gốc P vào mới bị phân huỷ. Ở dạng đường - photphat phân tử trở nên hoạt động hơn nên dễ biến đổi hơn.

Đường phân được chia làm 2 giai đoạn:

- Phân cắt phân tử glucose thành 2 phân tử trioza: AlPG và PDA.

- Biến đổi AlPG và PDA thành acid pyruvic.

Kết quả đường phân có thể tóm tắt là:

C₆H₁₂O₆ + 2NAD + ADP + 2H₃PO₄  →  2 CH₃COCOOH + 2NADH + H⁺ + 2ATP

Trong hô hấp hiếu khí, acid pyruvic tiếp tục phân huỷ qua chu trình Crebs, còn 2 NADH + H⁺ thực hiện chuỗi hô hấp để tạo H2O: 2NADH + H⁺ + O₂   →  2 NAD + 2 H₂O

Vậy kết quả của đường phân trong hô hấp hiếu khí là:

C₆H₁₂O₆ + O₂  →  2 CH₃COCOOH + 2H₂O

* Chu trình Crebs: sản phẩm của đường phân là acid pyruvic sẽ tiếp tục phân huỷ qua chu trình Crebs (chu trình do Crebs và SZ.Gyogy phát hiện ra năm 1937).

  Quá trình phân huỷ acid pyruvic qua chu trình Crebs được thực hiện tại cơ chất ty thể do nhiều hệ enzyme xúc tác. Phần lớn các phản ứng trong chu trình là decacboxyl hoá và dehydro hoá acid pyruvic. Chu trình xảy ra qua 2 phần:

- Phân huỷ acid pyruvic tạo CO₂ và các coenzime khử (NADH - H+, FADH2).

- Các coenzime khử thực hiện chuỗi hô hấp.

Kết quả của chu trình là:

2 CH₃COCOOH + 6H₂O  →   6CO₂ + 10H₂ (phần 1)

   10H₂ + 5O₂             →    10H₂O   (phần 2)

Kết quả chung là:  2 CH₃COCOOH + 5O₂  →   6CO₂ + 4H₂O

Nếu kết hợp giai đoạn đường phân ta có phương trình tổng quát của hô hấp là:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂  →   6CO₂ + 6H₂O

2. Chu trình Pentozo photphat

Phân huỷ glucose qua đường phân không phải là con đường duy nhất mà còn có nhiều con đường khác, trong đó, chu trình Pentozo P là con đường phổ biến hơn cả. Con đường Pentozo P được phát hiện đầu tiên ở nấm enzyme, sau đó ở động vật và cuối cùng ở thực vật (Warburg, Cristian, 1930; Grise, 1935; Diken, 1936 ...).

Khác với  đường phân, con  đường Pentozo - P không phân huỷ glucose thành 2 triose mà glucose bị oxy hoá và decacboxyl hoá để tạo ra các Pentozo - P. Từ các Pentozo P tái tạo lại glucozo P. Con đường Pentozo - P xảy ra trong tế bào chất cùng với đường phân, vì vậy, có sự cạnh tranh với đường phân.

Từ glucozo - P, nếu  được enzyme glucozo - 6P - izomerase xúc tác sẽ biến thành fructozo 6P và đường phân sẽ xảy ra. Còn nếu enzyme glucozo 6P -dehydrogenase hoạt động nó sẽ oxy hoá glucozo 6P thành acid 6P - gluconic và con đường pentozo P xảy ra.

Cũng như chu trình Crebs, con đường phân huỷ glucose theo chu trình Pentozo P cũng xảy ra theo 2 phần:

- Phân huỷ glucose tạo CO₂ và NADPH₂.

- NADPH2 thực hiện chuỗi hô hấp tạo H₂O.

Quá trình đó xảy ra một cách tổng quát là:

 C₆H₁₂O₆ + 6H₂O  →   6CO₂ + 12H₂O

 12H₂ + 6O₂ → 12 H₂O

Kết quả chung là:   C₆H₁₂O₆ + 6H₂O  →   6CO₂ + 6H₂O

Theo GTTBH

DOWNLOAD: