Konsultační hodina. základy biochemie pro 1. ročník. Přírodní látky Úvod do metabolismu Glykolysa Krebsův cyklus Dýchací řetězec Fotosynthesa



Podobné dokumenty
Cukry (Sacharidy) Sacharidy a jejich metabolismus. Co to je?

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Energetický metabolizmus buňky

DYNAMICKÁ BIOCHEMIE. Daniel Nechvátal ::

FYZIOLOGIE ROSTLIN VÝŽIVA ROSTLIN 1) AUTOTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN 2) HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN

Didaktické testy z biochemie 2

Otázka: Metabolismus. Předmět: Biologie. Přidal(a): Furrow. - přeměna látek a energie

Oxidace proteinů, tuků a cukrů jako zdroj energie v živých organismech

Charakteristika složky 3) cytochrom-c NADH-Q-reduktasa cytochrom-c- oxidasa ubichinon cytochromreduktasa

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

Metabolismus. Source:

Ukázky z pracovních listů z biochemie pro SŠ A ÚVOD

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Buněčné dýchání Ch_056_Přírodní látky_buněčné dýchání Autor: Ing. Mariana Mrázková

FOTOSYNTÉZA. Mgr. Alena Výborná Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_01_1_07_BI1

ANABOLISMUS SACHARIDŮ

Obchodní akademie a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Písek

Metabolismus krok za krokem - volitelný předmět -

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

Fotosyntéza (2/34) = fotosyntetická asimilace

Biologie 30 Metabolismus, fotosyntéza, dýchání, glykolýza, kvašení

Metabolismus. - soubor všech chemických reakcí a příslušných fyzikálních procesů, které souvisejí s aktivními projevy života daného organismu

Test pro přijímací řízení magisterské studium Biochemie Napište vzorce aminokyselin Q a K

Energetika a metabolismus buňky

9. Citrátový cyklus, oxidační dekarboxylace pyruvátu a anaplerotické dráhy

Praktické cvičení č. 11 a 12 - doplněno

Název: Fotosyntéza, buněčné dýchání

Fyziologie buňky. RNDr. Zdeňka Chocholoušková, Ph.D.

Energie fotonů je předávána molekulám chlorofylu A, který se zachyceným fotonem excituje (uvolní se energeticky bohatý elektron).

FOTOSYNTÉZA Správná odpověď:

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Metabolismus sacharidů. VY_32_INOVACE_Ch0216.

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin D a Y a vzorce adenosinu a thyminu

Katabolismus - jak budeme postupovat

FOTOSYNTÉZA. soubor chemických reakcí,, probíhaj v rostlinách a sinicích. z CO2 a vody jediný zdroj kyslíku ku pro život na Zemi

Předmět: KBB/BB1P; KBB/BUBIO

FOTOSYNTÉZA. Princip, jednotlivé fáze

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Citrátový cyklus. VY_32_INOVACE_Ch0218.

Biosyntéza sacharidů 1

B4, 2007/2008, I. Literák

Centrální dogma molekulární biologie

sloučeniny C, H, O Cukry = glycidy = sacharidy staré názvy: uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty

Sacharidy a polysacharidy (struktura a metabolismus)

Obecný metabolismus.

Metabolismus příručka pro učitele

DÝCHÁNÍ. uložená v nich fotosyntézou, je z nich uvolňována) Rostliny tedy mohou po určitou dobu žít bez fotosyntézy

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

Autor: Katka Téma: fyziologie (fotosyntéza) Ročník: 1.

Biochemie, Makroživiny. Chemie, 1.KŠPA

Eva Benešová. Dýchací řetězec

Pentosový cyklus. osudy glykogenu. Eva Benešová

FOTOSYNTÉZA. CO 2 a vody. - soubor chemických reakcí. - probíhá v rostlinách a sinicích. - zachycení a využití světelné energie

Biochemie. ochrana životního prostředí analytická chemie chemická technologie Forma vzdělávání: Platnost: od do

Dýchací řetězec (DŘ)

fce jater: (chem. továrna, jako 1. dostává všechny látky vstřebané GIT) METABOLICKÁ (jsou metabolicky nejaktivnější tkání v těle)

Přehled energetického metabolismu

ení k tvorbě energeticky bohatých organických sloučenin

Metabolismus bílkovin. Václav Pelouch

- metabolismus soubor chemických reakcí probíhajících v živých organismech a mezi organismy a jejich životním prostředím

Sekunda (2 hodiny týdně) Chemické látky a jejich vlastnosti Směsi a jejich dělení Voda, vzduch

14. Fyziologie rostlin - fotosyntéza, respirace

Citrátový cyklus. Tomáš Kučera.

umožňují enzymatické systémy živé protoplazmy, nezbytný je kyslík,

Řízení metabolismu. Bazální metabolismus minimální látková přeměna potřebná pro udržení života při tělesném i duševním klidu

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK. Anotace. Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20. Číslo projektu:

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Citrátový cyklus a Dýchací řetězec. Milada Roštejnská Helena Klímová

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin E a W a vzorce guanosinu a uracilu

Metabolismus sacharidů

Didaktické testy z biochemie 1

Metabolismus mikroorganismů

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Fotosyntéza

Biochemie Ch52 volitelný předmět pro 4. ročník

Nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny. Genetická informace. Gen a genom. Složení nukleových kyselin. Centrální dogma molekulární biologie

Dýchací řetězec (Respirace)

Nukleové kyseliny. obecný přehled

VAKUOLA. membránou ohraničený váček membrána se nazývá tonoplast. běžná u rostlin, zvířata specializované funkce či její nepřítomnost

Digitální učební materiál

Oligobiogenní prvky bývají běžnou součástí organismů, ale v těle jich již podstatně méně (do 1%) než prvků makrobiogenních.

Dýchací řetězec. Viz též přednášky prof. Kodíčka (snímky a blány v levém sloupci)

disacharidy trisacharidy atd. (do deseti jednotek)

DUM VY_52_INOVACE_12CH33

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

Respirace. (buněčné dýchání) O 2. Fotosyntéza Dýchání. Energie záření teplo BIOMASA CO 2 (-COO - ) = -COOH -CHO -CH 2 OH -CH 3

Pokuste se vlastními slovy o definici pojmu Sacharidy: ? Které sacharidy označujeme jako cukry?

33.Krebsův cyklus. AZ Smart Marie Poštová

1- Úvod do fotosyntézy

1. ročník Počet hodin

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Glykolýza a neoglukogenese

Doučování IV. Ročník CHEMIE

Aminokyseliny, proteiny, enzymologie

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Vymezení biochemie moderní vědní obor, který chemickými metodami zkoumá biologické děje (bios = řecky život) spojuje chemii s biologií poznatky velmi

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

Vyjádření fotosyntézy základními rovnicemi

35.Fotosyntéza. AZ Smart Marie Poštová

AUTOTROFNÍ A HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN, VODNÍ REŽIM ROSTLIN, RŮST A POHYB ROSTLIN

Efektivní adaptace začínajících učitelů na požadavky školské praxe

FOTOSYNTÉZA ZÁKLAD ŽIVOTA NA ZEMI

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Fotosyntéza světelná fáze. VY_32_INOVACE_Ch0214.

Transkript:

Konsultační hodina základy biochemie pro 1. ročník Přírodní látky Úvod do metabolismu Glykolysa Krebsův cyklus Dýchací řetězec Fotosynthesa Přírodní látky 1

Co to je? Cukry (Sacharidy) Organické látky, které obsahují karbonylovou skupinu (C=O) a hydroxylové skupiny (-OH) vázané na uhlících Aldosy: karbonylová skupina na konci řetězce Ketosy: karbonylová skupina uvnitř řetězce Cukry (Sacharidy) - Jak to vypadá? 2

Cukry (Sacharidy) - Jak to vypadá? Cukry (Sacharidy) - Jak to vypadá? 3

Cukry (Sacharidy) - Jak to vypadá? Cukry (Sacharidy) - Jak to vypadá? 4

Cukry (Sacharidy) K čemu je to dobré? Monosacharidy: Zdroj energie (glukosa, galaktosa) Stavební částice DNA, RNA (ribosa, desoxyribosa) Meziprodukty metabolických drah (glyceraldehyd, dihydroxyaceton) Oligosacharidy (2 cca 25 jednotek): Zdroj energie (laktosa) Součást proteinů, lipidů Stavební hmota pojiv Role v komunikaci buněk Polymerní sacharidy (více jednotek vázaných za sebou): Stavební hmota (celulosa) Úschova energie (škrob, glykogen) Aminokyseliny Co to je? Organické látky karboxylové kyseliny, které mají na sousedním uhlíku navázanou aminoskupinu Jak to vypadá? K čemu je to dobré? AK jsou stavební kameny všech proteinů Pro výstavbu všech proteinů je třeba pouze 20 AK (+1) AK mohou být přídavnými látkami v potravinách (glutamát, aspartam), kosmetice (šampony) 5

Aminokyseliny Bílkoviny (Proteiny) Co to je? Polymery aminokyselin Dlouhé řetězce na sebe poutaných AK (peptidová vazba) Jak to vypadá? 6

Bílkoviny (Proteiny) peptidová vazba Bílkoviny (Proteiny) Jak to vypadá? 7

Bílkoviny (Proteiny) K čemu je to dobré? Stavební hmota vlasů, nehtů Zdroj energie Enzymy: Přírodní katalysatory Všechny chemické reakce v živých organismech jsou řízeny enzymy Hlavní energetické platidlo organismu AMP ADP ATP Adenosinfosfáty 8

Koenzym A Aktivuje a přenáší organické kyseliny (acetát, mastné kyseliny, etc) pro metabolické procesy Pro funkci je důležitá SH skupina = váže se na karboxylovou skupinu kyselin Celá struktura má za cíl zvýšit počet kontaktů s enzymem NAD + Oxidačně-redukční činidlo v živých organismech Rozpustný 9

FAD Oxidačně-redukční činidlo v živých organismech Obvykle vázaný na enzym Úvod do metabolismu 10

Metabolismus Metabolismus = soubor všech chemických dějů v organismu Anabolismus = výstavbová část metabolismu z jednoduchých výchozích látek se vystavují složité struktury Spotřebovává energii Fotosynthesa Glukoneogenese Replikace, transkripce, translace Katabolismus = odbourávacíčást metabolismu ze složitých struktur se stávají jednoduché, které jsou následně rozloženy Poskytuje energii Glykolysa β-oxidace Krebsův cyklus Dýchací řetězec Glykolysa 11

Co to je? Způsob, jak postupně odbourat glukosu za zisku energie Dvě části: Přípravná Zisková Konečným produktem je pyruvát Probíhá v cytosolu buněk Co je na tom zajímavé? Vstupující glukosa je fosforylována: - Fosfát funguje jako kotva -Brání úniku glukosy z buňky Glukosa je přeměněna na fruktosu: -Přeměna zaručuje vznik dvou C 3 -fragmentů -Zjednodušuje to zpracování glukosy Vznikající C 3 -fragmenty mezi sebou mohou přecházet Přípravná fáze buňku stojí 2 molekuly ATP 12

Co je na tom zajímavé? Pro další průběh je třeba NAD + : -Pokud by v buňce došly zásoby NAD +, zastavil by se metabolismus glukosy -NAD + je tedy nutné po glykolyse regenerovat Při glykolyse vzniká ATP: -Každý C 3 -fragment vede ke vzniku 2 molekul ATP -Celý proces tak dává vzniknout 2 molekul ATP (po odečtení přípravné fáze) K čemu je to dobré? Glykolysouzískávají energii anaerobní organismy, zatížené svaly a červené krvinky Je to universální cesta odbourávání cukrů všechny cukry jsou převedeny na glukosu a následně odbourány za zisku energie Prakticky celý proces může běžet oběma směry, pokud je tedy nadbytek energie, je možné glykolysuobrátit a použít ji pro synthesu glukosy (proces se poté nazývá glukoneogenese). 13

Jak to vyjádřit lidsky? Glykolysa je proces, kdy organismus tráví glukosu a získává tím energii Dá se vcelku vyjádřit jako: Glukosa + 2 NAD + + 2ADP + 2 P i 2 pyruvát + 2 NADH/H + + 2 ATP Problém Jak regenerovat NAD +? Dýchací řetězec Mléčné kvašení Alkoholové kvašení 14

Problém Co s pyruvátem? Krebsův cyklus 15

Co to je? Centrální metabolická dráha Křižovatka mezi anabolickými a katabolickými drahami Katabolismus odbourává dvouhlíkatézbytky tuků, cukrů a aminokyselin na oxid uhličitý Vodíkové ekvivalenty a elektrony jsou předávány dál do dýchacího řetězce Probíhá v mitochondriích Jak to probíhá? 16

Co je na tom zajímavé? Vstupující C2-fragmetnt na CoA se během cyklu neodbourává Během Krebsova cyklu vzniká NADH/H + : -Podobně jako v glykolyse se spotřebovává NAD + -Toto NAD + se regeneruje v dýchacím řetězci Během Krebsova cyklu vzniká FADH 2 : -FAD má podobnou funkci jako NAD + -Enzym, který katalysuje tuto reakci je přímo součástí dýchacího řetězce! Během Krebsova cyklu se získává energie ve formě GTP K čemu je to dobré? Meziprodukty Krebsova cyklu mohou sloužit jako zdroj látek pro jiné dráhy (synthesa aminokyselin) nejedná se tak o čistě katabolickou dráhu (anaplerotická dráha) Krebsovým cyklem je možné odbourat trávené látky až na CO 2 Krebsův cyklus je hlavním zdrojem elektronů pro dýchací řetězec 17

Jak to vyjádřit lidsky? Krebsův cyklus je nástroj organismu, jak odstranit živiny ve formě oxidu uhličitého a elektrony a vodíky použít pro získávání energie Je to možné souhrnně napsat jako: CH 3 -CO-SCoA + 3 NAD + + FAD + GDP + P i + 2 H 2 O 2 CO 2 + 3 NADH/H + + FADH 2 + HSCoA + GTP Dýchací řetězec 18

Dýchací řetězec je poslední drahou v organismu při úplném odbourání živin Během dýchacího řetězce tečou elektrony mezi jednotlivými komplexy, které toho využívají pro čerpání kationtů vodíku přes membránu Vznikající nerovnováha je využita pro získávání energie ve formě ATP Po průchodu elektronů řetězcem se tyto přenáší na kyslík a vzniká voda Co to je? Co je na tom zajímavé? Je regenerováno NAD + : -Díky dýchacímu řetězci je obnovena hladina NAD+ -To udržuje organismus v chodu Jednotlivé komplexy si předávají elektrony a přitom pumpují H+ přes membránu Jeden z komplexů dýchacího řetězce je současně součástí Krebsova cyklu F 0 F 1 -ATPasa synthetisuje ATP: -Pomocí enzymu je využita nerovnováha v koncentracích H + pro synthesu ATP -Celý proces funguje obdobně jako přečerpávací vodní elektrárna 19

Co je na tom zajímavé? Při průtoku protonů přes F 0 F 1 -ATPasu funguje enzym jako turbína v generátoru elektrárny rotor se otáčí a ve startoru dochází k synthese ATP K čemu je to dobré? Pomocí dýchacího řetězce se vytváří největší podíl ATP v aerobních organismech Největší zdroj energie 20

Jak to vyjádřit lidsky? Dýchací řetězec je nástroj organismu pro recyklaci NAD + a získávání velkého množství energie Funguje jako přečerpávací vodní elektrárna komplexy I IV pumpují protony přes membránu (nádrž) a ty posléze protékají turbínou F 0 F 1 -ATPasy (generátor) za tvorby ATP (elektřina) Jak to vyjádřit lidsky? 21

Fotosynthesa Co to je? Proces, při kterém je v rostlinách a některých mikroorganismech využívána energie slunečního záření pro tvorbu cukrů V rostlinách probíhá ve specialisovaných organelách buněk zelených částí chloroplastech Probíhá ve dvou fázích: Světelné: energie světla je využita pro tvorbu ATP, NADPH a rozklad vody (konservování energie) Temnotní: získané ATP a NADPH jsou využity pro tvorbu glukosy z oxidu uhličitého 22

Světelná fáze slouží k přeměně svtelné energie na energii chemickou (ATP, NADPH) Takto připravená energie je později využita pro synthesu glukosy Součástí světelné fáze je i rozklad vody (Hillovareakce), kdy dochází k uvolnění kyslíku Světelná fáze V chloroplastech jsou barviva, která umí chytit světlo (absorbují ve viditelné oblasti) Hlavní podíl tvoří chlorofyly Vše je ve spojení s proteiny uspořádáno do lapacích komplexů antén, které fungují jako past na světlo Past funguje na principu energetického vybuzení elektronu a postupném předávání vzniklého vzruchu mezi anténami Jak se chytá světlo? 23

Jak se chytá světlo? Energie je pomocí elektronů předávána až do středu pasti, kde je umístněno reakční centrum Reakční centrum je molekula fotosystému Po doputování vzruchu do reakčního centra je proces fotosynthesy zahájen Jak se ze světla získává energie? Při aktivaci fotosystémů dojde k uvolnění elektronů Existují dva fotosystémy Elektron z fotosystému I může být použit pro pohon protonové pumpy, nebo na synthesu NADPH Elektron z fotosystému II je použit pro pohon protonové pumpy a současně doplňuje elektron fotosystému I Fotosystém II doplňuje svůj elektron rozkladem vody Vzniklá protonová nerovnováha (gradient) je použita pro synthesu ATP stejně jako v dýchacím řetězci 24

Jak se ze světla získá energie? Jak se rozkládá voda? Voda je rozkládána pomocí složitého komplexu v blízkosti fotosystému II Odpadním produktem rozkladu vody je kyslík Proces se nazývá Hillova reakce 25

Temnotní fáze Slouží k synthese glukosy Jako výchozí materiál slouží ATP a NADPH ze světelné fáze a oxid uhličitý z atmosféry Proces se nazývá Calvinův cyklus Calvinův cyklus Regenerační fáze: -Výchozí ribosa musí být postupně regenerována -Spotřeba ATP ze světelné fáze Asimilační fáze: -Váže se CO 2 z ovzduší -Je třeba 3 molekuly CO 2 pro synthesu glyceraldehydu-3- fosfátu -Ten je posléze předán do glukoneogenese k synthese glukosy -Spotřeba ATP a NADPH ze světelné fáze 26

Recyklace ribosy Chemicky komplexní děj Cílem je z glyceraldehydu-3- fosfátu postupným spojováním a rozpojováním vazeb získat zpět molekulu ribosy Pro funkci je potřeba ATP ze světelné fáze C 4 -rostliny, aneb jak na to jdou kaktusy a kukuřice V teplých krajích by rostliny ztrácely při fotosynthese mnoho vody díky pórům, kterými je vyměňován kyslík a oxid uhličitý Aby se minimalisovalyztráty, rostliny mají jinou anatomii listů a fotosynthesa je rozdělena jak časově, tak prostorově V noci, když je okolní vzduch vlhký a studený, jsou póry otevřené a přijímají CO 2, který je ukládán v hloubi listu Ve dne probíhá světelné fáze, CO 2 je uvolněn a fixován do glukosy 27

Jak to vyjádřit lidsky? Fotosynthesa je proces, kterým rostliny vyrábí za pomoci Slunce cukr a kyslík Celková rovnice procesu: 6 CO 2 + 12 H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 + 6 H 2 O 28