slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Energy transformation PowerPoint Presentation
Download Presentation
Energy transformation

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 51

Energy transformation - PowerPoint PPT Presentation


  • 187 Views
  • Uploaded on

Energy transformation. การเปลี่ยนรูปพลังงานและการหมุนเวียนสารเคมีในระบบนิเวศ. Chloroplast และ mitochondria เป็น organelles ที่เปลี่ยนพลังงานรูปหนึ่งไปอีกรูปหนึ่ง ใน Chloroplast เกิดกระบวนการ photosynthesis ซึ่งพลังงานแสงถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานสะสมในคาร์โบไฮเดรต

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Energy transformation' - libitha


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide2

การเปลี่ยนรูปพลังงานและการหมุนเวียนสารเคมีในระบบนิเวศการเปลี่ยนรูปพลังงานและการหมุนเวียนสารเคมีในระบบนิเวศ

  • Chloroplast และ mitochondria เป็น organelles ที่เปลี่ยนพลังงานรูปหนึ่งไปอีกรูปหนึ่ง
  • ในChloroplast เกิดกระบวนการ photosynthesis ซึ่งพลังงานแสงถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานสะสมในคาร์โบไฮเดรต
  • ที่ mitochondria เกิดกระบวนการ cellular respiration พลังงานที่เก็บไว้ในคาร์โบไฮเดรตจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานในรูป ATP ซึ่งสิ่งมีชีวิตจะนำไปใช้ในเซลล์ต่อไป
  • มีพลังงานบางส่วนสูญเสียไปกับความร้อน
slide3

ATP (Adenosine triphosphate)

เป็นสารเคมีที่มีพลังงานสูงพร้อมที่จะแตกตัวปล่อยให้พลังงานออกมาใช้ที่ใดที่หนึ่งได้

slide4

เมื่อ ~Pสลายภายในเซลล์ พลังงานบางส่วนจะสูญเสียไปในรูปของความร้อน และบางส่วนถูกนำไปใช้ทำงาน และเมื่อ ATPถ่ายทอด ~Pให้กับโมเลกุลของสารอื่น โมเลกุลของสารนั้นจะได้พลังงานเพิ่มขึ้นด้วย ทำให้เกิดปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่นต่อไป ดังนั้นพลังงานจาก ATPสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ได้

slide5

ATPเมื่อถูกใช้แล้วสามารถสร้างกลับมาใหม่ได้ATPเมื่อถูกใช้แล้วสามารถสร้างกลับมาใหม่ได้

slide6

พลังงานในรูปATP ถูกนำไปใช้ทำงานต่างๆภายในเซลล์

slide7

ATP สร้างขึ้นอย่างไร

  • เรียกกระบวนการสร้างATP ว่าPhosphorylation มีวิธีการสร้างหลายแบบ
  • Oxidative phosphorylation
  • Substrate phosphorylation
  • Photophosphorylation
slide8

Oxidative phosphorylation

การสร้างATP จากการถ่ายทอดe-ผ่านสารนำe-เช่นNADH, FADH2ในe- transport chain ที่mitochondria และมีO2เป็นตัวรับe-ตัวสุดท้าย

slide9

Substrate phosphorylation

ATP ถูกสร้างโดยการถ่ายทอด~P จากสารที่มีพันธะเคมีพลังงานสูงกว่ามายังADP โดยตรง โดยมีenzyme กระตุ้น

slide10

Photophosphorylation

แสงทำให้e-จากน้ำ ถูกถ่ายทอดไปตามe- transport chain ใน chloroplast ได้พลังงานในรูปATP

slide11

E1

E2

E3

E4

A B C D E

Metabolic pathway

กระบวนการmetabolism เป็นผลของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์

เริ่มต้นจาก

ในแต่ละขั้นตอนจะอาศัยenzymes เป็นตัวเร่งให้เกิดปฏิกิริยา

slide15

อัตราการเร่งปฏิกิริยาเคมีโดยenzyme ขึ้นกับ

    • Temperture
    • pH
    • Inhibition (noncompetitive inhibition, Competitive inhibition)
slide18

Inhibiton of enzyme activity

A substrate can normally bind to the active site of an enzyme

Competitive inhibitor

Noncompetitive inhibitor

slide19

Cofactor : Helpers of enzymes

  • enzymes หลายชนิดต้องการcofactor ที่ไม่ใช่โปรตีนช่วยในการทำงาน ตัวอย่างเช่นions ได้แก่Mg ++, K+, Ca ++
  • cofactors อื่นๆ เช่นorganic molecules เมื่อรวมกับenzymes แล้วจะเป็นเหมือนcarrier สำหรับchemical group หรือe-
  • Coenzymes หลายชนิดมีขนาดใหญ่ ร่างกายไม่สามารถสร้างได้ นอกจากการกินvitamine เข้าไป ซึ่งvitamine หลายชนิด เช่นniacin, thamin (vit B1), riboflavin, folate และbiotin เป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งของcoenzymes

ตัวอย่างเช่นNAD+, NADP+, FAD

slide21

NAD+

  • พบในเซลล์
  • ทำงานร่วมกับenzyme โดยเป็นตัวรับe-ในปฏิกิริยาoxidation-reduction

H

Dehydrogenase

R C R’ + NAD+ R C R’’ + NADH + H+

OH

O

Reduction

Oxidation

NAD+ = oxidized coenzyme

NADH = reduced coenzyme

slide22

Cellular respiration

รวมหมายถึง 2 กระบวนการ คือ

Aerobic cellular respiration

Fermentation

slide23

Organic compounds (food)

+ Oxygen CO2 + H2O + energy

Aerobic cellular respiration

เป็นกระบวนการย่อยสารอาหาร เพื่อให้ได้ ATP และมี O2เป็นตัวรับ e-ตัวสุดท้าย

slide24

6C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energy

แต่โดยทั่วไป cellular respiration จะอธิบายถึง Oxidation ของ glucose

slide25

Fermentation

  • เป็นกระบวนการย่อยสารอาหาร เพื่อให้ได้ATP โดยมีorganic compounds เป็นตัวรับe-
  • เป็นanaerobic process
  • เป็นการย่อยสลายglucose เพียงบางส่วน ผลได้lactate (animal cell) หรือCO2 + alcohol (yeast)
  • ได้ 2 ATP
slide26

Aerobic cellular respiration ประกอบด้วย

  • Glycolysis
  • Krebs cycle
  • Electron transport chain (ETC) and oxidative phosphorylation
slide28

เมื่อร่างกายของเราเกิดการเผาผลาญglucose ในเซลล์แล้วได้product ร่างกายทำอย่างไร

  • คนเราหายในO2 เข้าไปในปอดและรับประทานอาหารglucose ซึ่งO2และglucose เข้าไปในกระแสเลือดแล้วเข้าไปในเซลล์
  • Glycolysis เกิดขึ้นที่cytoplasm ได้pyruvate
  • Pyruvate เข้าไปในmitochondriaและถูกเผาผลาญต่อไปจนได้CO2 + H2O + พลังงานในรูปATP
  • CO2 ,H2O และATP แพร่ออกจากmitochondria ไปยังcytoplasm
  • ATP ถูกนำไปใช้ประโยชน์ภายในเซลล์ CO2แพร่ออกจากเซลล์เข้าไปในกระแสเลือดและหายใจออกไปส่วนH2O จะถูกนำไปใช้ในเซลล์
slide30

2 Pyruvate 2 Acetyl CoA + 2NADH

2C2O ออกจากเซลล์

โปรตีนที่อยู่ที่ผิวของmitochondriaจะขนส่ง pyruvateเข้าไปในmitochondria

Net:

slide32

ใน 2 Krebs cycle / 1 Glucose

2 Acetyl CoA 4CO2

+ 6NADH2

+2 FADH2

+ 2 ATP (substrate level phosphorylation)

e- transport chain

slide33

The pathway of electron transport

  • ETC ประกอบด้วยelectron carrier molecules (ตัวรับe-)ที่อยู่ในinner mitochondrial membrane
  • ตัวรับe-จะรับเฉพาะe-
  • H+จะถูกปล่อยออกมาและถูกส่งออกไปที่intermembrane space
slide34

½ O2 + 2e- + 2H+ H20

  • O2 จะเป็นตัวรับe-ตัวสุดท้ายแล้วรวมกับH+กลายเป็นH2O
  • สรุปว่า
  • ETC ไม่ทำให้สร้างATP โดยตรงแต่ทำให้เกิดH+ gradient ที่ผนังด้านในของmitochondria ซึ่งทำให้สะสมพลังงานมากพอที่จะทำให้เกิดphosphorylation
slide35

ATP synthaseเป็นprotein cmplex ทำหน้าที่สังเคราะห์ATP ซึ่งจะทำงานได้โดยการไหลผ่านของH+

  • การสร้างATP แบบนี้เรียกว่าChemiosmotic ATP synthesis
slide37

Review: how each molecules of glucose yields many ATP molecules during cellular respiration

slide38

Glycolysis Pyruvate Lactate (animal)

CO2 + alcohol (yeast)

Fermentation

(Backup ATP production)

หรืออาจจะได้product อื่นๆขึ้นอยู่กับenzyme ในสิ่งมีชีวิตนั้น

slide39

ผลของfermentation จะได้ 2ATP

  • NADH ที่ได้จากfermantation จะถูกเปลี่ยนเป็นNAD+ เพื่อใช้ในglycolysis ได้
slide42

Pyruvate as a key junction in catabolism

ผลของGlycolysis คือpyruvate ซึ่งจะถูกเผาผลาญต่อไปด้วยfermentation หรือaerobic cellular respiration แล้วแต่ว่าจะอยู่ในภาวะที่มีO2หรือไม่สำหรับเซลล์ที่สามารถเกิดกระบวนการหายใจได้ทั้ง 2 แบบ

slide43

ถึงแม้ว่าfermantation จะได้พลังงานน้อยแต่ก็สำคัญเพราะว่าทำให้ได้ATP อย่างรวดเร็วในร่างกายของเราmuscle cell จะเกิดfermentation มากในขณะที่ร่างกายทำงานหนักในระยะเวลาสั้นเช่นวิ่งfermentation เป็นกระบวนการให้เกิดATP และlactate ในmuscle cell ในตอนแรกเมื่อมีจำนวนมากขึ้นทำให้เกิดอาการเมื่อยล้าเนื่องจากมีสภาพเป็นกรดมากเมื่อหยุดวิ่งร่างกายหายใจแรงเป็นการนำเอาO2มาใช้เพิ่มมากขึ้นlactate จะถูกส่งไปที่ตับและถูกเปลี่ยนเป็นpyruvate

  • ในเซลล์ของยีสถ้ามีglucose จำนวนมากยีสจะหายใจแบบanaerobicได้เป็นalcohol เมื่อมีalcohol เพิ่มจำนวนมากขึ้นจะทำให้ยีสตายได้
  • จากการที่ค้นพบกระบวนการfermentation จึงนำมาใช้ประโยชน์ได้มากมาย
slide44

The catabolism of various food molecules

ร่างกายของเราได้พลังงานส่วนใหญ่จากfats, proteins, disaccharides และpolysaccharides ที่กินเข้าไปโมเลกุลเหล่านี้ถูกย่อยให้เป็นโมเลกุลที่เล็กลงด้วยenzymes ซึ่งสามารถจะเข้าไปในกระบวนการglycolysis หรือKrebs cycle ได้

slide45

The control of cellular respiration

  • กลไกที่ควบคุมกระบวนการย่อยสารอาหารให้ได้พลังงานหรือการสังเคราะห์ในร่างกายส่วนใหญ่เป็นfeedback inhibition
  • กระบวนการGlycolysis และKrebs cycle ควบคุมโดยPhosphofructokinase
slide46

ปริมาณATP, ADP และAMP มีผลต่อการทำงานของPhosphofructokinase

  • ADP, AMP เป็นallosteric activators ถ้ามีมากจะเร่งการทำงานของenzyme ให้มากมีผลให้Glycolysis และKrebs cycle เกิดมากขึ้นดังนั้นATP จะมีปริมาณมากขึ้น
  • Citrate และATP เป็นallosteric inhibitors ถ้ามีมากenzyme ตัวนี้จะทำงานน้อยดังนั้นglycolysis เกิดน้อยacetyl Co A จะมีปริมาณน้อยด้วย
slide47

Photosynthesis

  • แบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน
  • Light reactions
  • Calvin cycle
slide49

Light reactions:

  • เกิดขึ้นที่thylakoid membranes
  • เป็นกระบวนการที่เปลี่ยนพลังงานแสงไปเป็นพลังงานเคมีของATP และNADPH
  • ให้O2 ออกมาสู่บรรยากาศ
slide50

Calvin cycle reactions:

  • เกิดขึ้นที่stroma
  • เป็นกระบวนการที่ใช้CO2 สร้างเป็นsugur โดยใช้พลังงานที่ได้จากLight reaction (ATP, NADPH)
  • ให้ADP, Pi, NADP+กลับไปใช้ในlight reaction
slide51

Differences:

Photosynthesis

Energy + 6CO2 + 6H2O C6H12O6 +6O2

Aerobic cellular respiration

Comparison of aerobic cellular respiration and photosynthesis