Bài giảng Sinh học đại cương - Chương 2: Năng lượng và sự trao đổi chất - Đồng Huy Giới

BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Giảng viên: TS. Đồng Huy Giới
 Đơn vị công tác: Bộ môn Sinh Học – Khoa CNSH
 Email: dhgioi@vnua.edu.vn
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Sự trao đổi chất và thông tin qua màng TB;
 Năng lượng sinh học; 
 Hô hấp nội bào;
 Quang hợp.
Chương II: Năng lượng và sự trao đổi chất
Các nội dung chính
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
2.1. Sự trao đổi chất và thông tin qua màng
2.1.1. Vận chuyển các phân tử nhỏ tan trong Lipid;
2.1.2. Vận chuyển các chất qua kênh Protein;
2.1.3. Vận chuyển các vật thể lớn qua màng;
2.1.4. Tiếp nhận và truyền thông tin qua màng.
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Vận chuyển các phân tử nhỏ tan trong Lipid qua lỗ màng
 Tính 
chất 
 Điều 
kiện
 Tốc 
độ
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Vận chuyển các chất xuôi dốc nồng độ qua kênh 
protein và protein mang
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Vận chuyển các chất ngược grdient nồng độ qua màng
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Vận chuyển các vật thể lớn qua màng
Hiện tượng 
nhập bào và 
xuất bào
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Vận chuyển các vật thể lớn qua màng
Hiện tượng thực bào vào ẩm bào
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Vận chuyển các vật thể lớn qua màng
Hiện tượng xuất bào
 Nước mắt thải ra 
ngoài từ tuyến lệ;
 Tế bào tuyến tuỵ 
tiết insulin vào máu
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Sự tiếp nhận thông tin qua màng tế bào
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Năng lượng tự do và năng lượng entropi
 Năng lượng hoạt hoá
 Năng lượng ATP
 Enzyme
2.2. Năng lượng sinh học
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Năng lượng tự do của một hệ sống là năng lượng 
có khả năng sinh ra công trong điều kiện nhiệt độ 
và áp suất không đổi.
 Entropi là trạng thái hỗn độn của năng lượng, nó 
là năng lượng không có khả năng sinh công.
 Trong một hệ thống, năng lượng tự do và entropi 
tỉ lệ nghịch với nhau
Năng lượng tự do và năng lượng entropi
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Course of
reaction
without
enzyme
EA
without 
enzyme
DG is unaffected
by enzyme
Progress of the reaction
F
re
e
 e
n
e
rg
y
EA with
enzyme
is lower
Course of
reaction
with enzyme
Năng lượng hoạt hóa
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Năng lượng ATP (Adenozin triphosphate)
Liên kết cao năng
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Năng lượng mặt trời Thức ăn
ATP
Sinh trưởng, phát triển, hoạt động, thải nhiệt...
Năng lượng để tổng hợp ATP
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Khái niệm
 Thành phần cấu tạo
 Cơ chế xúc tác
 Hoạt động của enzyme
 Tính đặc hiệu của enzyme
 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme
Enzyme
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Enzyme là chất xúc tác sinh học có bản chất là 
protein;
 Có hoạt tính rất cao, có khả năng làm tăng tốc độ 
của phản ứng nhưng không làm tăng nhiệt độ 
của phản ứng;
 Không bị tiêu hao trong quá trình tham gia phản 
ứng.
Khái niệm
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Thành phần:
 Enzyme đơn giản: Chỉ được cấu tạo bởi protein 
(Amilaza, ureaza, pepxin);
 Enzyme phức tạp: Protein (Apoenzyme) + nhóm ngoại
(Cofactors). VD: Catalase, peroxydase);
 Nhóm ngoại: Có thể là hợp chất hữu cơ (coenzyme) như 
vitamin, NAD hoặc ion kim loại như Fe, Cu, Mg... 
 Cấu trúc không gian:
 Trung tâm hoạt động: Là nơi gắn với cơ chất
 Một số enzyme có thêm vị trí dị lập thể: Là nơi gắn với 
chất ức chế không cạnh tranh hoặc chất hoạt hoá của E.
Thành phần cấu tạo
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Trung tâm hoạt động: Là nơi gắn với cơ chất
 Một số enzyme có thêm vị trí dị lập thể: Là nơi gắn với chất 
ức chế không cạnh tranh hoặc chất hoạt hoá của E.
Cấu trúc không gian
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Cơ chế xúc tác
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Giả thuyết chìa và ổ khoá: Do
Fisher đề xuất năm 1894, theo
đó enzyme là ổ khoá, cơ chất là
chìa khoá, chỉ khi chìa khớp với
ổ khoá phản ứng mới xáy ra.
 Giả thuyết về khớp cảm ứng:
Do Koshland Koshland đề xuất
năm 1958, Giả thuyết này mềm
dẻo hơn, phù hợp với đặc điểm
của sinh học, cho đến nay chưa
có giả thuyết nào khác thay thế
nó.
Hoạt động của enzyme
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Đặc hiệu phản ứng
 Enzyme dehydrogenase xúc tác cho phản ứng vận 
chuyển hydro từ chất cho (rượu bậc nhất hay rượu bậc 
hai) đến chất nhận (NAD+ hay NADP+);
 Enzyme aminotransferase xúc tác cho phản ứng chuyển 
nhóm amin từ một amino acid đến một ceto acid.
Tính đặc hiệu của enzyme
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Đặc hiệu cơ chất
 Đặc hiệu tuyệt đối:
 Là enzyme hầu như chỉ tác dụng lên một cơ chất nhất định
 Ví dụ: Enzyme urease xúc tác cho phản ứng phân giải ure tạo ra 
NH3 và CO2. ngoài ra nó có thể phân giải hydroxyure nhưng với 
tốc độ thấp hơn 120 lần.
 Đặc hiệu nhóm tuyệt đối:
Ví dụ: Enzyme Maltase chỉ xúc tác cho phản ứng phân huỷ 
Glucoside được tạo thành từ nhóm OH-Glucoside của Glucose 
với nhóm OH của một monose khác. 
Tính đặc hiệu của enzyme
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Đặc hiệu cơ chất
 Đặc hiệu tương đối:
 Là các enzyme có khả năng tác động lên một kiểu liên 
kết hoá học nhất định trong phân tử cơ chất mà không 
phụ thuộc vào các phần tham gia cấu tạo nên liên kết đó. 
 Ví dụ: - lipase thuỷ phân được tất cả các liên kết este.
- Aminopeptidase có thể xúc tác thuỷ phân nhiều 
peptid
Tính đặc hiệu của enzyme
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Nồng độ Enzyme, cơ chất
 Nhiệt độ
 pH
 Chất ức chế
Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của 
enzyme
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Optimal temperature for
typical human enzyme
Optimal temperature for
enzyme of thermophilic
(heat-tolerant
bacteria)
Temperature (°C)
Optimal temperature for two enzymes
0 20 40 60 80 100
Optimal pH for pepsin
(stomach enzyme)
Optimal pH
for trypsin
(intestinal
enzyme)
pH
Optimal pH for two enzymes
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Chất ức chế và cơ chất có sự tương đồng về mặt 
hoá học. 
 ví dụ: malic acid và succinic acid Malic acid là 
chất ức chế của enzyme succinatedehydrogenase, 
là enzyme xúc tác cho sự biến đổi succinic acid 
thành acid fumaric acid
Ảnh hưởng của chất ức chế cạnh tranh
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Ảnh hưởng của chất ức chế không cạnh tranh
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
LE 8-21
Active site
available
Initial substrate
(threonine)
Threonine
in active site
Enzyme 1
(threonine
deaminase)
Enzyme 2
Intermediate A
Isoleucine
used up by
cell
Feedback
inhibition Active site of
enzyme 1 can’t
bind
theonine
pathway off
Isoleucine
binds to
allosteric
site
Enzyme 3
Intermediate B
Enzyme 4
Intermediate C
Enzyme 5
Intermediate D
End product
(isoleucine)
Ức chế liên hệ 
ngược
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Đại cương về hô hấp
 Hô hấp là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ giàu 
năng lượng (chủ yếu là gluxit), để giải phóng ra năng 
lượng dưới dạng ATP cung cấp cho các hoạt động sống 
của tế bào và cơ thể.
Phương trình tổng quát:
(CH2O)n+ O2 CO2+ H2O + NL
2.3. Hô hấp nội bào (Cellular Respiration)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Glucose
CO2, C2 H5 OH, C3H4O3 CO2 + H2O + NL
Pyruvate
Đường phân
Đủ oxy Hô hấp hiếu khíThiếu oxy Lên men
Sơ đồ tổng quát
2.3. Hô hấp nội bào (Cellular Respiration)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
2.3. Hô hấp nội bào (Cellular Respiration)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Là giai đoạn chung, kỵ khí, gồm 10 phản ứng chính, Xảy ra 
ở bào tương (cytosol). 
 Được chia thành 2 giai đoạn:
 Giai đoạn đầu tư năng lượng (Glycolysis preparatory phase)
 Giai đoạn sinh năng lượng (Glycolysis pay-off phase)
Đường phân (Glycolysis)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Hexokinase
Phosphohexose 
isomerase
Phosphofructokinase
Isomerase
Glucose
Glucose 6-phosphate
Fructose 6-phosphate
Fructose 1,6-diphosphate
Glyceraldehyde 3-phosphate
Dihydroxyacetone 3-phosphate
ATP
ATP + Pi
ATP
ATP + Pi
Aldolase
Giai đoạn đầu tư năng lượng 
(Glycolysis preparatory phase)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Giai đoạn sinh năng 
lượng (Glycolysis 
pay-off phase)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Nguyên liệu và sản phẩm của đường phân
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Nguyên liệu
Số lượng
Sản phẩm
Số lượng
Glucose NAD+ ADP + Pi
1 2 2
Pyruvat NADH+H+ ATP
2 2 2
Nguyên liệu và sản phẩm của đường phân
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
2.3. Hô hấp nội bào (Cellular Respiration)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Lên men rượu (Ethanol fermentation)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Lên men rượu (Ethanol fermentation)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Sản xuất bánh mỳ, sản xuất bia, rượu, cồn; bảo quản 
nông sản sau thu hoạch.
Ứng dụng của lên men rượu
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Lên men 
Lactic (Lactic 
acid fermention)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Sản xuất phomat, sữa chua, muối dưa cà, ủ chua thức ăn 
cho gia súc 
 Lên men lactic ở người và động vật: Gây ra sự mệt mỏi, nếu 
lượng axit lactic nhiều sẽ gây ra hiện tượng chuột rút. 
Ứng dụng của lên men Lactic
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Hô hấp hiếu khí (Aerobic respiration)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Hô hấp hiếu khí
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Pyruvate
NAD+ NADH + H+
Coenzyme ACO2
Acetyl Co A
tế bào chất
Protein vận chuyển
Ty thể
Quá trình oxy hoá pyruvate 
(Oxidative decarboxylation of pyruvate)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Chu trình Krebs (Chu trình acid Citric)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Chu trình Krebs (Chu trình acid Citric)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 ATP: 1
 NADH + H+: 3
 FADH + H+: 1
 CO2: 2
Sản phẩm của một chu trình Krebs
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Sơ đồ hoá thấm 
tổng hợp ATP
trong ty thể
Hóa thấm tổng hợp ATP (Oxidative phosphorylation)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Sơ đồ hoá 
thấm tổng 
hợp ATP trong 
ty thể
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Năng lượng sinh ra trong hô hấp hiếu khí
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Các giai đoạn Số lượng chất 
mang e- và H+
Số ATP tạo 
thành bằng 
hoá thấm
Số ATP tạo 
thành từ 
bản thể
ATP tổng số
- Đường phân
-Oxy hoá pyruvat
- Chu trình axit
citric
-Tổng số 
Hiệu suất năng lượng của hô hấp
Eglucose= 686 kcal, EATP= (38 x 7,3) = 277,4 kcal  H=0,4 (40%)
2 NADH+ H+
2 NADH+ H+
6 NADH+ H+
2 FADH2
6 hoặc 4
6 
18 
4 
2 
2 
8 hoặc 6
6
20
4
34 hoặc 32 4 38 hoặc 36
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Sự oxy hoá lipit: Lipit sẽ bị thuỷ phân nhờ enzyme lipaza 
để tạo thành glyxerin và axit béo. Tiếp đó glyxerin sẽ bị 
oxy hoá để tạo GAL3P sau đó biến đổi thành pyruvat, còn 
axit béo cũng bị oxy hoá tạo ra acetyl đi vào chu trình 
Krebs.
 Sự oxy hoá protein: Protein cũng có thể bị thuỷ phân để 
tạo axitamin, sau đó nhóm amin tách ra, phần gốc còn lại 
được biến đổi qua nhiều giai đoạn cuối cùng tạo ra 
pyruvat, axetyl-CoA hoặc một trong những chất trung 
gian của chu trình Krebs. Việc sử dụng protein vào hô 
hấp còn gọi là sự hô hấp đói.
Nguyên liệu khác trong hô hấp
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Quang hợp - Photosynthesis
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Khái niệm: Là quá trình cây xanh sử dụng năng lượng ánh
sáng mặt trời để tổng hợp các hợp chất hữu cơ giàu năng
lượng (gluxit) từ các hợp chất vô cơ nghèo năng lượng như
CO2 và H2O, đồng thời giải phóng oxy phân tử vào khí
quyển.
 Phương trình tổng quát:
 CO2 + H2O ánh sáng, diệp lục [CH2O]n + O2
 Quang hợp ở vi khuẩn:
2H2S + CO2 + ánh sáng mặt trời [CH2O] + H2O + 2S.
Quang hợp - Photosynthesis
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
6 CO2 12 H2O
C6H12O6 6 H2O 6 O2Reactants:
Products:
Oxy trong quang hợp được sinh ra từ CO2 hay H2O?
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Thí nghiệm của Joseph Priestley, 1772
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Sắc tố diệp lục (Chlorophyll)
 Sắc tố Carotennoit
 Caroten
 Xantophyl
 Sắc tố phycobilin
Các sắc tố tham gia vào quá trình quang hợp
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Sắc tố diệp lục (Chlorophyll)
- Chlorophyll a: 
C55H72O5N4Mg, 
có màu xanh 
lục
- Chlorophyll b: 
C55H70O6N4Mg, 
có màu vàng 
lục.
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Công thức hoá học: C40H56; có 3 loại là α, β và γ; 
 Màu sắc: Có màu đỏ, da cam;
 Bước sóng hấp thụ: 446 – 476nm;
 Được gọi là tiền tố của vitamin A vì một phân tử carotene khi bị 
cắt đôi sẽ tạo ra 2 phân tử vitamin A.
Carotene
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Công thức hoá học: C40H56On (n=1-6).
 Màu sắc: Màu vàng;
 Bước sóng hấp thụ: 451 – 481nm. 
Xantophyl
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Thu hút côn trùng, giúp cho sự thụ phấn hay để
phát tán quả và hạt.
 Bảo vệ diệp lục khi cường độ ánh sáng quá
mạnh;
 Tham gia vào quang phân ly nước và giải phóng
oxy;
 Tiếp nhận năng lượng ánh sáng và truyền đến
diệp lục.
Chức năng của Carotenoid
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Là sắc tố có ở thực vật bậc thấp sống dưới nước
như tảo lam, tảo đỏ, vi khuẩn xanh.
 Trong tế bào, sắc tố này được liên kết với protein
và được gọi là phycobiliprotein.
 Bước sóng hấp thụ: 505-612nm, vùng ánh sáng
lục và vàng.
 Chức năng: Hấp thụ ánh sáng chuyển đến diệp lục
a để sử dụng trong quang hợp với hiệu suất cao.
Sắc tố phycobilin
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Thành phần: 
Các sắc tố quang hợp (khoảng 300 phân tử sắc tố/hệ)
Các chất trong hệ dẫn truyền điện tử như feredoxin, plastokinon, 
xytocrom
Các phân tử protein và enzyme ATPsynthetaza.
Hệ quang hợp I (kí hiệu là PSI): Có trung tâm phản ứng 
(reaction center) là P700 (vì nó không thể hấp thu ánh sáng 
có độ dài sóng cao hơn 700nm).
Hệ quang hợp II (ký hiệu là PSII). Có trung tâm phản ứng 
(reaction center) là P680 (vì nó không thể hấp thu ánh sáng 
có độ dài sóng cao hơn 680nm).
Hệ quang hợp (photosystem)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Pha sáng (Light reactions)
 Nơi diễn ra: Màng Thylacoid
 Nguyên liệu: H2O từ môi trường, năng lượng ánh sáng,
NADP+ và ADP lấy từ pha tối
 Sản phẩm: ATP, NADPH + H+, O2 và ion hydro (H
+).
 Diễn biến: Có thể chia thành 3 giai đoạn
 Quang lý và quang hoá khởi nguyên
 Quang phân li nước và dẫn truyền điện tử
 Hoá thấm tổng hợp ATP.
Các pha của quá trình quang hợp
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Thylakoid
Photon
hệ thống hấp thụ 
ánh sáng
hệ thống quang hợp
Chất nhận e
STROMA
e–
Phân tử diệp 
lục a 
Đặc biệt
m
à
n
g
T
h
y
la
k
o
id
Xoang của túi thylacoid
Vận chuyển
năng lượng Phân tử sắc tố
Giai đoạn Quang 
lý và quang hoá 
khởi nguyên
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Vận chuyển điện tử vòng
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Vận chuyển điện tử vòng
Hệ quang hoá I
ATP
Pc
Fd
Phức hệ
Cytochrome
Pq
Fd
NADP+
reductase
NADP+
NADPH
Primary
acceptor
Chất nhận 
e đầu tiên
Hệ quang hoá II
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
ADP
LIGHT
REACTIONS
O2
+
NADP+
reductase
Ánh sáng
P680
e–
Primary
acceptor
[CH2O] (sugar)
NADPH
ATP
CALVIN
CYCLE
NADP+
Light
H2O CO2
N
ă
n
g
 l
ư
ợ
n
g
 đ
iệ
n
 t
ử
e–
e–
2 H+
H2O
O21/2
Pq
Phức hệ 
Cytochrome
Pc
ATP
P700
e–
Primary
acceptor
e–
e–
Fd
NADP+
NADPH
+ H+
+ 2 H+
Ánh sáng
Hệ quang hoá IHệ quang hoá II
Vận chuyển điện tử không vòng
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Nơi thực hiện?
 Nơi điện tử đi ra?
 Chất nhận điện tử cuối cùng?
 Sản phẩm tạo ra?
So sánh vận chuyển điện tử vòng và không vòng
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
LE 10-17
Fd
Pc
Pq
O2
ADP
P
H2O
[CH2O] (sugar)O2
ADP
STROMA
(Low H+ concentration)
Light
Photosystem II
Cytochrome
complex
2 H+
Light
Photosystem I
NADP+
reductase
+2 H+
1/2
2 H+
NADP+ + 2H+
+ H+NADPH
To
Calvin
cycle
THYLAKOID SPACE
(High H+ concentration)
STROMA
(Low H+ concentration)
Thylakoid
membrane
ATP
synthase
ATP
H+
NADPH
ATP
NADP+
CO2H2O
LIGHT
REACTIONS
CALVIN
CYCLE
Light
ADP + Pi
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Còn được gọi là pha cố định Cacbon (Carbon fixation), hay cố định
CO2.
 Nơi diễn ra: Trong chất nền của lục lạp (Stroma), không cần có ánh
sáng.
 Nguyên liệu: ATP, NADPH + H+ lấy từ pha sáng; CO2 lấy từ môi
trường.
 Diễn biến: Có thể diễn ra theo 1 trong 3 cơ chế sau đây
 Chu trình Calvin hay còn gọi là cơ chế C3
 Chu trình Hatch – Slack hay còn gọi là cơ chế C4
 Chu trình CAM (Crassulacean acid metabolism).
 Sản phẩm: Các hợp chất hữu cơ, ADP, NADP+
Pha tối của quá trình quang hợp (Dark Reaction )
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Melvin Calvin 
(1911-1997)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Chu trình Calvin (C3) 
- Chu trình Calvin hay chu trình Calvin–Benson-
Bassham
- Diễn ra ở tất cả các loài thực vật
- Các loài thực vật chỉ tồn tại duy nhất theo kiểu cố 
định các bon C3 được gọi là thực vật C3, đa số các 
loài thực vật là thực vật C3.
- Thực vật C3 phát triển tốt trong các khu vực với các 
điều kiện sau: cường độ ánh sáng Mặt Trời và nhiệt 
độ vừa phải, hàm lượng CO2 là khoảng 200ppm hoặc 
cao hơn, nước đầy đủ. 
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Diễn biến chu trình Calvin (C3)
Ba giai đoạn 
chu trình 
Calvin: 
- Gđ Cacboxyl 
hóa
- Gđ khử
- Gđ phục hồi 
chất nhận
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Chất tiếp nhận CO2?
 Chất đầu tiên được tạo ra sau khi tiếp nhận CO2?
 Số lượng ATP và NADPH cần sử dụng để thực 
hiện 1 chu trình calvin (để cố định 1 phân tử CO2)?
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Được hai nhà nghiên cứu người Australia là M. D. Hatch và 
C. R. Slack phát hiện năm 1966 
 Các loài thực vật sử dụng cơ chế cố định cacbon C4 được 
gọi chung là thực vật C4 (ngô, mía, kê châu phi...). 
 Khác với thực vật C3, quá trình cố định các bon ở thực vật 
C4:
 Gồn 2 chu trình và được thực hiện ở lục lạp của 2 loại tế bào 
khác nhau là tế bào mô đồng hóa và tế bào bọc mạch.
 Chất tiếp nhận CO2 là PEP có 3 các bon; chất được tạo thành 
đầu tiên sau khi tiếp nhận CO2 là hợp chất có 4 các bon.
Chu trình Hatch-Slack (C4)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Cấu trúc lá của thực vật C3 và C4
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Cấu trúc lá của thực vật C4
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Diễn biến chu trình Hatch-Slack (C4)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Chu trình Hatch-Slack (C4)
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Chất tiếp nhận CO2 trong chu trình C4?
 Chất đầu tiên được tạo ra sau khi tiếp nhận CO2?
 Số lượng ATP và NADPH cần sử dụng để thực 
hiện 1 chu trình C4 (để cố định 1 phân tử CO2)?
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Chu Trình CAM (Crassulacean acid metabolism)
 Cố định các bon theo chu trình CAM là một kiểu cố định các 
bon ở một số loài thực vật thích nghi với điều kiện sống khô 
hạn (xương rồng, thuốc bỏng, dứa). 
 CAM được đặt tên theo họ thực vật mà cơ chế này lần đầu 
tiên được phát hiện ra, là họ thiên cảnh (Crassulaceae). 
 Cơ chế pha tối của thực vật CAM gần giống thực vật C4, 
ngoại trừ:
 Ở thực vật CAM chỉ xảy ra trên 1 loại tế bào (Thực vật C4 2 loại)
 Ở thực vật CAM, giai đoạn 1 xảy ra vào ban đêm, giai đoạn 2 xảy 
ra vào ban ngày. 
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
Bundle-
sheath
cell
Mesophyll
cell Organic acid
C4
CO2
CO2
CALVIN
CYCLE
Sugarcane Pineapple
Organic acids
release CO2 to
Calvin cycle
CO2 incorporated
into four-carbon
organic acids
(carbon fixation)
Organic acid
CAM
CO2
CO2
CALVIN
CYCLE
Sugar
Spatial separation of steps Temporal separation of steps
Sugar
Day
Night
BÀI GIẢNG MÔN:
SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
LE 10-21
+ i
Light
CO2
H2O
Light reactions Calvin cycle
NADP+
RuBP
G3PATP
Photosystem II
Electron transport
chain
Photosystem I
O2
Chloroplast
NADPH
ADP
P
3-Phosphoglycerate
Starch
(storage)
Amino acids
Fatty acids
Sucrose (export)