การสลายสารอาหารระดบเซลล ( Cellular respiration )

โดย..ครปนชยา นาคจ ารญ

การสลายสารอาหารระดบเซลล

กระบวนการสลายโมเลกลของสารอาหารในเซลลเพอใหไดพลงงาน

อยในรปสารประกอบพลงงานสงทเซลลพรอมทจะน าพลงงานไปใชได เชน ATP

แบงเปน 2 แบบ คอแบบใชออกซเจน และไมใชออกซเจน (การหมก)

การสลายโมเลกลของสารอาหารแบบใชออกซเจน

สารอาหารทเปนแหลงพลงงานไดแก โปรตน คารโบไฮเดรต ไขมน เมอสลายกลโคสไดเสรจสมบรณจะไดกาซคารบอนไดออกไซด และน า และยงปลอยพลงงานในรปความรอน และ ATP อกดวย

C6H12O6 6O2 6H2O 6CO2 36/38ATP

การสลายโมเลกลของสารอาหารแบบใชออกซเจน

สารอาหารทเปนแหลงพลงงานไดแก โปรตน คารโบไฮเดรต ไขมน เมอสลายกลโคสไดเสรจสมบรณจะไดกาซคารบอนไดออกไซด และน า และยงปลอยพลงงานในรปความรอน และ ATP อกดวย

C6H12O6 6O2 6H2O 6CO2 36/38ATP

การสลายกลโคส 1 โมเลกล

มลกษณะเปนหลายๆปฏกรยาเชอมตอกน โดยแบงเปน ๔ ข นตอนคอ ไกลโคไลซส การสรางอะซตล โคเอนไซม เอ วฏจกรเครบส ระบบการถายทอดอเลกตรอน

ไกลโคไลซส (Glycolysis)

ชววทยา ม.

ไกลโคไลซส (Glycolysis)

เกดข นในสงมชวตทกชนด เกดในไซโตพลาสซม ไดสารสดทายคอ กรดไพรวก จากกลโคสทม C – 6 อะตอม เปนกรดไพรวก ซงม C – 3 อะตอม 2 ตว สารทเกดข นระหวางปฏกรยาคอ 2NADH 4 ATP (แตใช 2 ATP)

กลโคส (6C) C6H12O6

2 Pyruvate(3C) 2C3H4O3

2NADH+ 2H+ 2NAD+

2ATP 4ATP

ไกลโคไลซส

กลโคส (6C)

กลโคสฟอสเฟต (6C)(Pi)

ATP ADP

ฟรกโทสไดฟอสเฟต (Pi)(6C)(Pi)

ATP ADP 2ฟอสโฟกลเซอไรด(PGAL) (3C)(Pi)

2ไดฟอสโฟกลเซอรก(Pi)(3C)(Pi)

2Pi 4H

2ฟอสโฟกลเซอรก(3C)(Pi)

2ADP 2ATP

2กรดไพรวก(3C)

2ADP 2ATP

ATP ATP

2ATP 2ATP

ไกลโคไลซส

ไกลโคไลซส

ไกลโคไลซส

การสรางแอซตล โคเอนไซด เอ

ชววทยา ม.

การสรางแอซตล โคเอนไซด เอ

มสารเรมตน คอกรดไพรวก โดยจะเคลอนเขาสไมโตคอนเดรย และท าปฏกรยากบโคเอนไซม เอ ไดเปนอะซตล โคเอนไซม เอ จากกรดไพรวก ซงม C – 3 อะตอม เปนเปนอะซตล โคเอนไซม เอซงม C – 2 อะตอม โดยจะปลอยออกมาในรปของ 2CO2 และ 2NADH

2 Pyruvate(3C) 2C3H4O3

2NADH+ 2H+ 2NAD+

2 Acetyl CoA (2C) 2C2H3O – SCoA

Coenzyme A 2CO2

การสรางแอซตล โคเอนไซด เอ

ไกลโคไลซส

วฏจกรเครบส (Krebs' cycle)

ชววทยา ม.

วฏจกรเครบส (Krebs' cycle)

ผคนพบ คอ เซอรฮน อดอลฟ เครบส อาจเรยกวา วฏจกรของกรดซตรกเพราะสารตวแรกทเกด คอกรดซตรก สารต งตน คอ Oxaloacetic Acid กบ Acetyl CoA สารทเกดข นระหวางปฏกรยาคอ 6NADH 4 FADH2 4CO2 2 ATP

2 Acetyl CoA (2C) 2C2H3O – SCoA

Oxaloacetic Acid

4CO2

2ATP 2FAD2

6NADH

วฏจกรเครบส

Oxaloacetic acid(4C) Citric acid(6C)

Acytyl CoA (2C) CoASH

IsoCitric acid(6C)

Oxalosuccinic acid(6C)

2H

Ketoglutaric acid(5C)

CO2

Succinyl CoA(4C)

CoASH 2H , CO2

Succinic Acid(4C)

ATP Fumaric Acid(4C)

2H

Malic Acid(4C)

2H2O

2H

วฏจกรเครบส

ไกลโคไลซส

การถายทอดอเลกตรอน

ชววทยา ม.

การถายทอดอเลกตรอน

เปนกระบวนการถายทอดอเลกตรอนจาก NADH และ FADH2 โดยผานตวรบอเลกตรอนชนดตางๆ เปนล าดบข น พลงงานทไดจะถกน าไปสรางATP และมตวรบอเลกตรอนตวสดทาย คอ O2 ไดเปน H2O โดย 1NADH จะใหพลงงาน 3 ATP และ 1 FADH2 ใหพลงงาน 2 ATP

NADH FAD Cytochrome b

Cytochrome c Cytochrome a O2

การถายทอดอเลกตรอน

การถายทอด อเลกตรอน

สรปการสลายสารอาหารแบบใชออกซเจน

กลโคส (6C)

ไซโทพลาสซม

ไกลโคไลซส

ไพรเวต (3C)

2ATP 4ATP

แอซตล โคเอนไซม เอ(2C)

2NADH

2CoAS 2CO2

2NADH

ไมโทคอนเดรย

วฎจกร เครบส

6NADH

6CO2

2ATP

2FADH2

การถายทอดอเลกตรอน

รวม 10NADH = 30 ATP 2FADH2 = 4 ATP

สรปการสลายสารอาหารแบบใชออกซเจน

มาจากATP รวม 4 ATP มาจาก NADH-FADH2 32-34 ATP

รวมท งส น 36-38 ATP

ไกลโคไลซส 2ATP

การสรางแอซตล โคเอนไซม เอ

วฎจกร เครบส

2ATP

การถายทอดอเลกตรอน

24ATP

2NADH

2NADH

6NADH

2FADH2

ท าไมคาพลงงานรวม ม 2 คา

นนเพราะ 2NADH ทเกดจากข นไกลโคไลซส จะตองเคลอนทเขาสไมโทคอนเดรย และมตวรบอเลกตรอนทตางกน โดยทกลามเน อหวใจ ไต หรอตบ จะม NADH มารบ สวนเซลลกลามเน อยดกระดก หรอเซลลสมอง เซลลอนๆ จะม FADH2 มารบ ในกลามเน อหวใจ ไต หรอตบ จะได 38 ATP สวนเซลลกลามเน อยดกระดก หรอเซลลสมอง เซลลอนๆ จะได 36 ATP

การสลายโมเลกลของสารอาหารแบบไมใชออกซเจน

ชววทยา ม.

การสลายโมเลกลของสารอาหารแบบไมใชออกซเจน

จดเปนเปนการสลายอาหารทไมสมบรณ ในข นตอนของการถายทอดอเลกตรอน (ไมม O2) จงไมสามารถสราง ATP จาก NADH และ FADH2 ได เซลลจงมกระบวนการผนกลบให NADH กลายเปน NAD+ แลวเกดเปนการหมกแทน เพอใหเกดข นตอนไกลโคไลซสใหม และไดพลงงานเพยง 2 ATP จากไกลโคไลซสนนเอง

การสรางเอทลแอลกอฮอล

พบในยสต และพช เมอผานกระบวนไกลโคไลซส จนได กรดไพรวก กรดไพรวก จะท าปฏกรยากบ H ทมารบไดเปนเอทลแอลกอฮอล และ CO2

จากกรดไพรวก ซงม C – 3 อะตอม จงกลายเปนเอทลแอลกอฮอล ซงม C – 2 อะตอม และไดพลงงานเพยง 2 ATP จากไกลโคไลซสนนเอง

กลโคส (6C) C6H12O6

2ไพรเวต (3C) CH3-CO-COOH

2ATP

2NADH + 2H+

4H 2เอทลแอลกอฮอล

(2C) CH3-CH2-OH

2CO2

การสราง เอทลแอลกอฮอล

การสรางกรดแลกตก

พบในเซลลกลามเน อลาย พยาธตวตด และแบคทเรยบางชนด กรดไพรวก จะท าปฏกรยากบ H ทมารบไดเปนกรดแลคตก

จากกรดไพรวก ซงม C – 3 อะตอม จงกลายเปนกรดแลคตก ซงม C – 3 อะตอม เทาเดม จงไมมการปลอยแกส CO2 นนเอง

กลโคส (6C) C6H12O6

2ไพรเวต (3C) CH3-CO-

COOH

2ATP

2NADH + 2H+

4H 2 กรดแลกตก(3C)

CH3-CH-COOH-OH

การสราง กรดแลกตก

การสรางกรดแลกตก

สรปการสลายโมเลกลของสารอาหารแบบไมใชออกซเจน

อาหารสลายตวไมสมบรณ(ปฏกรยาส นสดลงแคข นไกลโคลซส) แบงไดเปนการสรางเอทลแอลกอฮอล และการสรางกรดแลกตก การสรางเอทลแอลกอฮอลเกด CO2 ข นแตการสรางกรดแลกตกไมเกด CO2

ไมเกด H2 O

ไดพลงงานนอยกวาการหายใจแบบใชแกสออกซเจน 18 – 19 เทา

เกดในไซโทพลาสซมเทาน น