3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ. Μεταβολισμός του κυττάρου

Transcript

1 3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Μεταβολισμός του κυττάρου

2 ΤΥΠΟΙ ΧΗΜΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ Α. Εξώθερμη αντίδραση = απελευθέρωση ενέργειας Β. Ενδόθερμη αντίδραση = πρόσληψη ενέργειας 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 2

3 1. Το ATP ΤΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΝΟΜΙΣΜΑ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 3

4 ΜΟΝΤΕΛΟ ATP 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 4

5 ATP, ADP, AMP 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 5

6 Ενέργεια από τον ήλιο ή από τροφή Ενέργεια αξιοποιήσιμη από το κύτταρο Μετατροπή του ATP σε ADP και αντίστροφα 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 6

7 ΑΝΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 7

8 ΕΝΖΥΜΑ Ενέργεια ενεργοποίησης θεωρούμε το ελάχιστο ενεργειακό επίπεδο στο οποίο πρέπει να βρίσκεται ένα μόριο ώστε να μπορεί να αντιδράσει με κάποιο άλλο. 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 8

9 Απελευθερούμενη ενέργεια 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 9

10 Χωρίς τη χρήση καταλύτη η αντίδραση χρειάζεται υψηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης Ε α. Με καταλύτη, η αντίδραση χρειάζεται λιγότερη Ε α. Το ενεργειακό κέρδος (ΔG) και των δύοαντιδράσεωνείναιτοίδιο. 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 10

11 ΜΟΝΤΕΛΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΕΝΖΥΜΟΥ Ενεργό κέντρο Υπόστρωμα ένζυμο σύμπλοκο ενζύμουυποστρώματος διάσπαση υποστρώματος ένζυμο έτοιμο για νέα αντίδραση 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 11

12 ΤΡΟΠΟΣ ΔΡΑΣΗΣ ΤΩΝ ΕΝΖΥΜΩΝ 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 12

13 Αλλαγή της χωροδιάταξης του ενζύμου όταν το μόριο της γλυκόζης ενώνεται με το ενεργό κέντρο του ενζύμου 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 13

14 Η ταχύτητα των ενζυμικών αντιδράσεων εξαρτάται από μερικούς παράγοντες όπως: θερμοκρασία: τα ένζυμα καθίστανται ανενεργά σε σχετικά ψηλές θερμοκρασίες (50 ή 60 C). ph: η ταχύτητα ενός ενζύμου εξαρτάται από το αν το περιβάλλον μέσα στο οποίο θα δράσει, είναι όξινο ή βασικό και πόσο. αναστολείς διεγέρτες: είναι σώματα τα οποία μπορούν να καταστείλουν τη δράση ενός ενζύμου ή άλλα να το διεγείρουν σε δράση. 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 14

15 Κάθε ένζυμο (π.χ. αμυλάση, πεψίνη, αργινάση) έχουν μία τιμή ph στην οποία είναι περισσότερο ενεργά Αλλαγές στο ph μπορούν να αλλάξουν το σχήμα του ενζύμου (μετουσίωση) και να μειώσουν τη δραστικότητά του. Τα ένζυμα λειτουργούν σε ένα συγκεκριμένο ph ήπεριοχήph ph = log [H + ] 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 15

16 ΑΝΑΣΤΟΛΗ ΑΠΟ ΤΑ ΠΡΟΪΟΝΤΑ Αρνητική ανάδραση σε μία μεταβολική οδό. Το τελικό προϊόν (G) όταν φθάσει σε επαρκή ποσότητα, γεμίζει την τετράγωνη αναδραστική υποδοχή στο ένζυμο και σταματάει η μεταβολική σειρά ανάμεσα στο βήμα C και D. 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 16

17 3. Φωτοσύνθεση Η φωτοσύνθεση είναι η διαδικασία με την οποία η φωτεινή ενέργεια δεσμεύεται από τους φωτοσυνθετικούς οργανισμούς, μετατρέπεται σε χημική και αποθηκεύεται σε οργανικά μόρια. Η διαδικασία αυτή πραγματοποιείται από τη χλωροφύλλη των χλωροπλαστών καθώς και άλλες χρωστικές. Οι οργανισμοί που φωτοσυνθέτουν χαρακτηρίζονται αυτότροφοι και παραγωγοί. Τέτοιοι οργανισμοί είναι τα φυτά, τα φύκη και τα φωτοσυνθετικά βακτήρια. 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 17

18 ΧΛΩΡΟΠΛΑΣΤΕΣ Οι χλωροπλάστες είναι οργανίδια που περιέχουν τις πράσινες χρωστικές χλωροφύλλη α και β, οι οποίες δεσμεύουν την ηλιακή (φωτεινή) ενέργεια, για την φωτοσύνθεση. Το εσωτερικό του χλωροπλάστη που ονομάζεται στρώμα περιέχει ένζυμα που βοηθούν στη σύνθεση της γλυκόζης από CO 2 και H 2 O. Στο εσωτερικό τους υπάρχει DNA που περιέχει πληροφορίες για την σύνθεση διαφόρων πρωτεϊνών. 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 18

19 4. Κυτταρική αναπνοή 1. Γλυκόλυση : (γίνεται στο κυτταρόπλασμα) Είναι μια σειρά από δέκα περίπου χημικές αντιδράσεις κατάτιςοποίεςηγλυκόζηδιασπάταισεπυροσταφυλικό οξύ, με καθαρό ενεργειακό κέρδος 2ΑΤΡ, παραγωγή υδρογόνων και 2NADH.Είναι μία διαδικασία που μπορεί να γίνει και αναερόβια. 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 19

20 2. Μετατροπή του πυροσταφυλικού οξέος σε ακέτυλοσυνένζυμο A (CoA) (γίνεται στα μιτοχόνδρια ). Στη συνέχεια το ακετυλο συνένζυμο Α, εισέρχεται στον κύκλο του κιτρικού οξέος (Krebs). 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 20

21 3. Κύκλος του κιτρικού οξέος (Krebs): (γίνεται στα μιτοχόνδρια ). Σειρά αντιδράσεων όπου το ακέτυλο CοA υφίσταται αφυδρογονώσεις και αποκαρβοξυλιώσεις. τελικά προϊόντα: CO 2,ATP. 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 21

22 4. Τελική οξείδωση (μεταφορά e και φωσφορυλίωση): (γίνεται στα μιτοχόνδρια). Η ενέργεια που παράγεται από επιμέρους οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις αποθηκεύεται σε μόρια ΑΤΡ. παράγονται: ATP, H 2 O. 3ο λύκ. Ηλιούπολης επιμέλεια: Αργύρης Γιάννης 22