Hô hấp hiếu khí
theo đường phân –
chu trình Crebs
Hô hấp hiếu khí qua đường
phân và chu trình Crebs là
con đường chính của hô hấp tế
bào, xảy ra phổ biến ở mọi sinh
vật và mọi tế bào.
Hô hấp 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.
- Sự vận chuyển điện tử xảy ra
trong màng ty thể.
* Đường phân: là giai đoạn
phân huỷ phân tử glucose tạo
ra axit pyruvic và NADH
2
.
Điểm đặc biệt của quá trình
đường phân là không phải phân
tử đường tự do phân giải mà
phân tử đường đã được hoạt hoá
nhờ quá trình photphoryl hoá tạo
dạng đường – photphat. Ở dạng
đường photphat phân tử trở nên
hoạt động hơn dễ bị biến đổi
hơn.
Đường phân được chia làm 2 giai
đoạn, mỗi giai đoạn xảy ra nhiều
phản ứng phức tạp:
- Giai đoạn đầu tiên là phân cắt
đường glucose thành 2 phân tử
đường 3C: AlPG và PDA.
- Giai đoạn hai là biến đổi các
đường 3C thành Axit pyruvic.
Kết quả của đường phân có thể
tóm tắt như sau:
C
6
H
12
O
6
+ 2 NAD + 2ADP +
2H
3
PO
4
=> 2CH
3
COCOOH +
2NADH
2
+ 2ATP
Các phản ứng của đường phân
được trình bày theo sơ đồ sau.
Sơ đồ quá trình đường phân
Trong hô hấp hiếu khí Axit
pyruvic phân huỷ tiếp qua
chu trình Crebs còn
2NADH
2
thực hiện chuỗi hô hấp
để tạo 2H
2
O.
2NADH
2
+ O
2
=> 2NAD +
2H
2
O.
Vậy kết quả của chu trình đường
phân trong hô hấp hiếu khí sẽ là:
C
6
H
12
O
6
+ O
2
=>
2CH
3
COCOOH + 2H
2
O
* Chu trình Crebs: Sau khi
đường phân phân huỷ glucose tạo
ra Axit pyruvic, trong điều kiện
hiếu khí Axit pyruvic tiếp tục bị
phân huỷ hoàn toàn. Sự phân
huỷ này xảy ra theo chu trình
được H.Crebs khám phá từ năm
1937. Đó là chu trình Crebs.
Quá trình phân huỷ axit pyruvic
qua chu trình Crebs xảy ra trong
cơ chất ty thể nhờ sự xúc tác
nhiều hệ enzime. Bản chất của
các phản ứng xảy ra trong chu
trình Crebs chủ yếu là
decacboxyl hoá và dehydro hoá
axit pyruvic.
Chu trình gồm 2 phần:
- Phân huỷ axit pyruvic tạo CO
2
và các coenzime khử.
- Các coenzime khử thực hiện
chuỗi hô hấp để tạo H
2
O và tổng
hợp ATP.
Cơ chế chu trình được trình bày
theo sơ đồ sau:
Chu trình Crebs
Kết quả chu trình là
2CH
3
COCOOH + 6 H
2
O =>
6CO
2
+ 10H
2
(phần 1)
10H
2
+ 5 O
2
=> 10H
2
O (Phần 2)
Kết quả chung là:
2CH
3
COCOOH + 5O
2
=>
6CO
2
+ 4H
2
O
Nếu kết hợp với giai đoạn đường
phân được phương trình tổng
quát của hô hấp hiếu khí
C
6
H
12
O
6
+ O
2
=> 6CO
2
+
6H
2
O
Chu trình Crebs tạo 4NADH
2
,
1FADH
2
và 1 ATP. Các
coenzime khử NADH
2
và
FADH
2
thực hiện chuỗi hô hấp
sẽ tổng hợp ATP:
4 NADH2 x 3 = 12 ATP
1 FADH2 x 2 = 2 ATP
1 ATP = 1ATP
Tổng : 15ATP
Như vậy cứ 1 Axit pyruvic phân
huỷ qua chu trình tạo ra được 15
ATP, nên từ 2 A.pyruvic sẽ tạo
được 30 ATP. Trong chặng
đường phân tạo ra được 2ATP +
2NADH2 => 8ATP. Vậy hô
hấp hiếu khí cung cấp cho tế bào
38 ATP khi phân huỷ một phân
tử glucose.