Contenu connexe
Similaire à การสลายสารอาหารระดับเซลล์
Similaire à การสลายสารอาหารระดับเซลล์ (20)
การสลายสารอาหารระดับเซลล์
- 2. 1. เยื่อหุ้มชั้นนอก (Outer membrane)
- มีลักษณะเรียบหน้าที่คอยควบคุมการผ่านเข้าออกของสาร
2. เยื้อหุ้มชั้นใน (Inner membrane)
- มีลักษณะหยักไปมาคล้ายวิลลัสในลาไส้คน เรียกว่า
คริสตา (Crista)
- ที่เยื่อชั้นในมีโครงสร้างเล็ก ๆ ลักษณะเป็นเม็ดกกลม ๆ
เรียกว่า Inner membrane particle ติดกอยู่เต็มไปหมดก
- โครงสร้างเล็ก ๆ มีหน้าที่เป็นแหล่งเก็บสารที่เป็นตัวรับ
ไฮโดกรเจนและตัวรับอิเล็กตรอน
- 8. - เป็นกระบวนการสร้าง ATP จากโมเลกุลของกลูโคส
ไดก้มากที่สุดกถึง 36 -38 โมเลกุล หรือมากกว่าต่อกลูโคส
1 โมเลกุล
- เป็นการสลายสารอาหารโดกยใช้ออกซิเจนเข้าร่วม
ปฏิกิริยา
- 9. 1. ไกลโคลิซีส (Glycolysis)
2. การสร้างอะซิติลโคเอนไซม์เอ หรือการออกซิเดกชัน กรดก
ไพรูวิก (Pyruvate oxidation หรือ pyruvate
dehydrogenase complex pathway)
3. วัฏจักรเครบส์ (Krebs cycle)
4. การถ่ายทอดกอิเล็กตรอน (Electron transport system)
- 12. - คาร์บอน 6 อะตอมไปเป็นกรดกไพรูวิก (C3H4O3)
- ซึ่งมีคาร์บอน 3 อะตอม จานวน 2 โมเลกุล
- เกิดกที่ไซโทพลาสซึมของเซลล์ที่เรียกว่าไซโทซอล (Cytosol)
- มีหลายขั้นตอนแต่ละขั้นตอนมีเอนไซม์ต่างชนิดกกันเป็นตัวเร่ง
ปฏิกิริยา
- 14. - พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการสลายกลูโคสไปเป็นกรดกไพรูวิก
- สามารถสังเคราะห์ ATP ไดก้ 4 โมเลกุล และไฮโดกรเจนที่
ประกอบดก้วยอิเล็กตรอนที่มีค่าพลังงานศักย์สูงอีก 4 อะตอม
- โดกยมี NAD มารับโปรตอนและอิเล็กตรอน
- เนื่องจากอะตอมของไนโตรเจนมีประจุบวก จึงเขียน NAD+ โดกย
1 โมเลกุลของ NAD+ รับไฮโดกรเจนไดก้ 2 อะตอม และรับ
อิเล็กตรอนไดก้ 2 อะตอม ดกังนี้
NAD+ + 2H+ + 2e- NADH + H+
- 15. C6H12O6 + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ 2 C3H4O3 + 2ATP + 2NADH + H+
กระบวนการและผลลัพธ์เป็นอย่างไร
เรามาช่วยกันสรุปทบทวนกันดีกว่าสรุป
- 18. 3. ถ้าเริ่มจากกลูโคส ( C6H12O6 ) 1 โมเลกุล จะไดก้
ผลลัพธ์ที่สาคัญ คือ
3.1 ไดก้กรดกไพรูวิก 2 โมเลกุล (2 C3H4O3 )
3.2 เกิดก ATP จากกระบวนการ 4 ATP ใช้
ในการฟอสโฟรีเลชันไป 2 ATP เพราะฉะนั้นจึงไดก้พลังงาน
สุทธิ 2 ATP
3.3 เกิดกไฮโดกรเจน (H) 4 อะตอม โดกยมี
NAD+ มารับ
2 NAD+ + 4 H+ + 2e- 2 NADH + H+
- 22. 2 C3H4O3 + 2 NAD+ +2 Coenzyme A
2 C2H3O - S – Co A + 2NADH + H++ 2CO2
กระบวนการและผลลัพธ์เป็นอย่างไร
เรามาช่วยกันสรุปดีกว่า
- 23. 1. กรดกไพรูวิกแต่ละโมเลกุลจะถูกเปลี่ยนเป็นอะซิติลโค
เอนไซม์ เอ โดกยกลุ่มของเอนไซม์ Pyruvate dehydrogenase
complex
2. ปฏิกิริยาการเปลี่ยนกรดกไพรูวิกแต่ละโมเลกุล ไปเป็นอะซิติล
โคเอนไซม์ เอ นี้ ไดก้ผลลัพธ์ที่สาคัญ คือ
2.1 เกิดกคาร์บอนไดกออกไซดก์ 1 โมเลกุล จากแต่ละ
ปฏิกิริยา กลูโคส 1 โมเลกุล ทาให้ไดก้กรดกไพรูวิก 2 โมเลกุล
เพราะฉะนั้นจึงไดก้ผลลัพธ์เป็นคาร์บอนไดกออกไซดก์รวมทั้งสิ้น 2
โมเลกุล/ 1 โมเลกุลของ กลูโคส
- 24. 2.2 เกิดกไฮโดกรเจน 2 อะตอม จากแต่ละปฏิกิริยา ซึ่งรวมกับ
NAD+ กลายเป็น NADH + H+ 1 โมเลกุล
เริ่มต้นจากกลูโคส 1 โมเลกุล ไดก้กรดกไพรูวิก 2
โมเลกุล เพราะฉะนั้นจึงไดก้ไฮโดกรเจนทั้งสิ้น 4 อะตอม หรือ
NADH + H+ 2 โมเลกุล
- 25. - มีชื่อเรียกอย่างอื่นอีก เช่น วัฏจักรของกรดกซิตริก (Citric
acid cycle) หรือวัฏจักรของกรดกไทรคาร์บอกซิลิก
(Tricarboxylic acid cycle = TCA cycle)
- ปฏิกิริยาในช่วงนี้มีลักษณะเป็นวัฏจักรเกิดกขึ้นบริเวณเมทริกซ์
(Matrix) ของไมโทคอนเดรีย
- ต้องอาศัยเอนไซม์และโคแฟกเตอร์หลายชนิดก ที่เกี่ยวข้องกับ
การสร้างสารพลังงานสูงให้กับเซลล์จานวนมาก
- 26. 1. อะซิติลโคเอนไซม์เอ 1 โมเลกุล ทาปฏิกิริยากับ H2O แล้ว
โคเอนไซม์ เอ จะแยกเป็นอิสระ จะเหลือสารที่มีคาร์บอน
2 อะตอม (C2H4O2)
2. สารที่มีคาร์บอน 2 อะตอม จะทาปฏิกิริยากับสารที่มี
คาร์บอน 4 อะตอม คือกรดกออกซาโลอะซิติก
(Oxaloacetic acid) ซึ่งมีอยู่แล้วภายในเซลล์ ไดก้เป็น
กรดกซิตริก ซึ่งมีคาร์บอน 6 อะตอม
- 29. 5. กรดกซักซินิก จะเปลี่ยนเป็นกรดกฟูมาริก(Fumaric) ให้
ไฮโดกรเจน ออกมา 2 อะตอม โดกยมี FAD มารับ กลายเป็น
FADH2
FAD + 2H+ + 2e- FADH2
6. กรดกฟูมาริกทาปฏิกิริยากับน้า ไดก้สารที่มีคาร์บอน 4
อะตอม คือ กรดกมาลิก(Malic acid)
7. กรดกมาลิกจะเปลี่ยนเป็นกรดกออกซาโลอะซิติกโดกยปล่อย
ไฮโดกรเจน ออกมา 2 อะตอม และมี NAD+ มารับ กลายเป็น
NADH + H+
- 31. 2CH3COSCoA + 6 NAD++ 2FAD + 2GDP + 2Pi + 6H2O
4 CO2 + 6NADH + 6H+ + 2FADH2 + 2GTP + 2CoASH
กระบวนการและผลลัพธ์เป็นอย่างไร
เรามาช่วยกันสรุปกันดีกว่า
- 32. 1. เกิดกขึ้นที่ของเหลว (Matrix) ในไมโทคอนเดกรีย
2. ผลลัพธ์ที่สาคัญของปฏิกิริยามีดกังนี้ (เริ่มต้นจากลูโคส 1
โมเลกุลหรืออะซิติลโค เอ 2 โมเลกุล)
2.1 เกิดกพลังงานอิสระเก็บไว้ในรูปของ GTP
(Guanosine triphosphate) 2 โมเลกุล เมื่อถูกไฮโดกรลิซีสแล้วจะ
ให้พลังงานออกมาเท่ากับ 1 ATP จึงอาจถือว่าให้พลังงานเท่ากับ
2 ATP ไดก้
- 33. 2.2 เกิดกไฮโดกรเจน 16 อะตอม โดกย H 12 อะตอม
มี NAD+ มารับกลายเป็น 6 (NADH + H+) และ H 4
อะตอม มี FAD มารับกลายเป็น 2 FADH2 โมเลกุล NADH
+ H+ และ FADH2 ที่เกิดกขึ้นทั้งหมดกจะถูกส่งเข้าสู่กระบวนการ
ถ่ายทอดกอิเล็กตรอน เพื่อออกซิเดกชันให้ไดก้ ATP ต่อไป
2.3 เกิดก CO2 ทั้งสิ้น 4 โมเลกุล
- 50. 24 H + 6 O2 + 34 ADP + 34Pi 12 H2O + 34 ATP
NAD+ เป็นสารตัวแรกที่มารับอิเล็กตรอน เมื่อการถ่ายทอด
อิเล็กตรอนสิ้นสุดลงจะสังเคราะห์ ATP ได้ 3 โมเลกุล
FAD เป็นสารตัวแรกที่มารับอิเล็กตรอน เมื่อการถ่ายทอด
อิเล็กตรอนสิ้นสุดลงจะสังเคราะห์ ATP ได้ 2 โมเลกุล
- 53. 6. - NADH + H+ เมื่อผ่านกระบวนการถ่ายทอดกอิเล็กตรอนจะไดก้
พลังงาน = 3 ATP
- FADH2 เมื่อผ่านกระบวนการถ่ายทอดกอิเล็กตรอนจะไดก้
พลังงาน = 2 ATP
สรุป .....ลักษณะกระบวนการและผลลัพธ์สาคัญของ
..............ระบบการถ่ายทอดอิเล็กตรอน
- 55. C6H12O6 + 6O 2 + 36 – 38 ADP + 36 – 38 Pi
6CO2 + 6H2O + 36 - 38ATP
- 56. C6H12O6 + 6O 2 + 36 – 38 ADP + 36 – 38 Pi
6CO2 + 6H2O + 36 - 38ATP
C6H12O6 + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ 2 C3H4O3 + 2ATP + 2NADH + H+
2 C3H4O3 + 2 NAD+ +2 Coenzyme A
2 C2H3O - S – Co A + 2NADH + H++ 2CO2
2CH3COSCoA + 6 NAD++ 2FAD + 2GDP + 2Pi + 6H2O
4 CO2 + 6NADH + 6H+ + 2FADH2 + 2GTP + 2CoASH
- 58. ประกอบดก้วย 2 ขั้นตอน คือ
1. ไกลโคลิซีส (Gycolysis)
2. การหมัก(Fermentation)
การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกกันจะให้ผลลัพธ์
จากปฏิกิริยาบางขั้นตอนไม่เหมือนกัน เช่น
1. การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในเซลล์ยีสต์
2. การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของเซลล์กล้ามเนื้อ
- 59. - ขาดกแก๊สออกซิเจนซึ่งเป็นตัวรับอิเล็กตรอนในขั้นตอนสุดกท้าย
(จึงไม่สามารถสร้าง ATP ไดก้)
- มีการสะสม NADH และ FADH2 มากขึ้นจึงทาให้ขาดกแคลน NAD+
และ FAD
- มีผลให้ปฏิกิริยาไกลโคลิซีส วัฏจักรเครบส์ และการถ่ายทอดก
อิเล็กตรอนดกาเนินต่อไปไม่ไดก้และยังทาให้เซลล์ขาดก ATP
-เซลล์จึงมีกระบวนการผันกลับให้ NADH กลายเป็น NAD+ เพื่อให้
กระบวนการไกลโคลิซีสไม่หยุดกชะงัก และสามารถ
สร้าง ATP ต่อไปไดก้
- เรียกกระบวนการนี้ว่า กระบวนการหมัก (Fermentation)
- 60. - เริ่มจากไกลโคลิซีส
- NADH + H+ จะถ่ายทอดกอะตอมของไฮโดกรเจนไปยัง
acetaldehyde ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีคาร์บอน 2 อะตอม ทาให้ไม่
สามารถใช้พลังงานจากอิเล็กตรอนที่มีอยู่ในอะตอมของไฮโดกรเจนมา
สร้าง ATP ไดก้อีก
เอทิลแอลกอฮอล์เป็นสารพิษเป็นอันตรายต่อเซลล์ ถ้ามี
เอทิลแอลกอฮอล์มากๆ ยีสต์อาจทนไม่ไดก้และตายในที่สุดก
- 62. 2 C3H4O3 Pyruvate decarboxylase 2 C2H4O + 2CO2
- กรดกไพรูวิกจะเปลี่ยนเป็นแอซีทัลดกีไฮดก์ ( Acetaldehyde) เป็น
สารประกอบที่มีคาร์บอน 2 อะตอม
- ไดก้แก๊สคาร์บอนไดกออกไซดก์ โดกยเอนไซม์ไพรูเวตดกีคาร์บอกซีเลส
( Pyruvate decarboxylase)
สมการ
- 63. 2 C2H4O + 2NADH + 2H+ Alcohol dehydrogenase
2 C2H5OH + 2 NAD+ + 2CO2
- แอซิทิลดกีไฮดก์จะถูกออกซิไดกซ์ดก้วย NADH + H+ เป็น
เอทิลแอลกอฮอล์หรือเอทานอล โดกยเอนไซม์แอลกอฮอล์ดกีไฮโดกรจีเนส
(Alcohol dehydrogenase)
สมการ
- 65. - เบียร์
- สุรา
- ไวน์ชนิดกต่าง ๆ
- การผลิตแอลกอฮอล์จากกากน้าตาล
- นามาใช้เป็นเชื้อเพลิง
- 66. - พยาธิตัวตืดก และแบคทีเรียบางชนิดก
- กรดกไพรูวิกจะทาปฏิกิริยากับไฮโดกรเจนไดก้เป็นกรดกแลกติก (C3H6 O3)
- ขณะที่เราออกกาลังกาย เลือดกจะมีกรดกแลกติก (Lactic acid) สูงพร้อม ๆ
กับการทางานหนักของกล้ามเนื้อลาย (แลกเปลี่ยนแก๊สสูงถึง 24,000 ลูกบาศก์
เซนติเมตร/นาที ปกติ แลกเปลี่ยนแก๊สไดก้มากที่สุดกประมาณ 5,000 ลูกบาศก์เซนติเมตร )
- ร่างกายขาดกออกซิเจนหรือไดก้รับแก๊สออกซิเจนไม่เพียงพอ การสลาย
กลูโคสในเซลล์กล้ามเนื้อจะไม่สมบูรณ์ และไม่เข้าสู่วัฏจักรเครบส์และ
ระบบถ่ายทอดกอิเล็กตรอน แต่จะสลายไปสู่กรดกแลกติกหรือแลกเตดก
โดกยตรง
- 68. - NAD+ ถูกสร้างขึ้นมาโดกย NADH (จากไกลโคลิซีส) ให้อิเล็กตรอน
และไฮโดกรเจนแก่ไพรูเวตโดกยตรง
- เกิดกแลกเทตขึ้น 2 โมเลกุล
C6H12O6 + 2 ADP + 2Pi → 2 C3H6 O3
สมการ
- 71. -มีแบคทีเรียบางชนิดก เช่น แลกโตบาซิลลัส (Lactobacillus) สามารถ
สลายสารอาหารโดกยไม่ใช้แก๊สออกซิเจน ทาให้เกิดกกรดกแลกติก
- เราจึงนาจุลินทรีย์เหล่านี้มาใช้ประโยชน์ในการหมักหรือผลิตอาหาร
บางชนิดก
- เช่น นมเปรี้ยว โยเกิร์ต เต้าหู้ยี้ การดกองผักและผลไม้ต่าง ๆ
- 75. การสลายสารอาหารแบบใช้ O2 การสลายสารอาหารแบบไม่ใช้ O2
1. สลายโมเลกุลอาหารไดก้สมบูรณ์ คาร์บอน
อินทรีย์ถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนอินทรีย์ไดก้
ทั้งหมดก
1. สลายโมเลกุลอาหารไดก้ไม่สมบูรณ์ คาร์บอน
อินทรีย์ยังคงปรากฏเหลืออยู่
2. สารตัวสุดกท้ายที่รับไฮโดกรเจนจากกลูโคสคือ O2 2. สารตัวสุดกท้ายที่รับไฮโดกรเจนจากกลูโคสคือ กรดก
ไพรูวิก
3. ผลลัพธ์ตัวสุดกท้ายไดก้ CO2 + H2O และ
พลังงาน
3. ผลลัพธ์ตัวสุดกท้ายในยีสต์ และพืช คือ
เอทิลแอลกอฮอล์ และ CO2 กับพลังงาน
สาหรับกล้ามเนื้อลาย พยาธิตัวตืดก และ
แบคทีเรียจะไดก้กรดกแลกติกและพลังงาน
4. พลังงาน 36 หรือ 38 ATP/ กลูโคส 1
โมเลกุล
4. พลังงาน 2 ATP/ กลูโคส 1 โมเลกุล
5. เกิดกทั้งใน Cytoplasm และ ไมโทคอนเดกรีย 5. เกิดกใน Cytoplasm เท่านั้น
6. เกิดกน้า 6. ไม่เกิดกน้า