第äºç« ç©è´¨ä»£è°¢ä¸è½éè½¬æ¢ - å京大å¦çå½ç§å¦å¦é¢
第äºç« ç©è´¨ä»£è°¢ä¸è½éè½¬æ¢ - å京大å¦çå½ç§å¦å¦é¢
第äºç« ç©è´¨ä»£è°¢ä¸è½éè½¬æ¢ - å京大å¦çå½ç§å¦å¦é¢
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
第 五 章 物 质 代 谢 与 能 量 转 换<br />
新 陈 代 谢 是 生 命 的 基 本 特 征 之 一<br />
新 陈 代 谢 是 活 细 胞 中 全 部 化 学 反 应 的 总 称 ,<br />
它 包 括 物 质 代 谢 和 能 量 代 谢 两 个 方 面 。<br />
物 质 代 谢 : 合 成 代 谢 和 分 解 代 谢<br />
能 量 代 谢 : 放 能 代 谢 和 吸 能 代 谢<br />
• 物 质 代 谢 和 能 量 代 谢 是 密 不 可 分
物 质 代 谢 和 能 量 代 谢 的 关 系<br />
合 成 代 谢 :<br />
由 小 分 子 合 成 生 物 大 分 子 的 耗 能 过 程 ;<br />
分 解 代 谢 :<br />
将 生 物 大 分 子 分 解 成 小 分 子 的 放 能 过 程 ;
新 陈 代 谢 的 类 型 :<br />
自 养 型 (autotroph) h 与 异 养 型<br />
(heterotroph)<br />
自 养 型 : 能 够 利 用 无 机 物 合 成 细 胞 物 质 。<br />
异 养 型 : 必 需 利 用 小 分 子 有 机 物 才 能 合<br />
成 细 胞 自 身 的 大 分 子 。
需 氧 型 、 兼 性 厌 氧 型 和 厌 氧 型 —— 按 呼 吸<br />
类 型 不 同 分 为 :<br />
需 氧 型 : 依 靠 游 离 氧 , 分 解 有 机 物 以 获 取<br />
能 量 ;<br />
兼 性 厌 氧 型 : 有 无 O 2 均 可 生 活 ;<br />
厌 氧 型 : 进 行 无 氧 代 谢 , 有 O 2 抑 制 其 代 谢<br />
活 动 。
异 养 型<br />
自<br />
养<br />
型
新 陈 代 谢 的 特 点<br />
严 格 的 细 胞 内 定 位 —— 细 胞 内 的 区 域 化<br />
是 功 能 定 位 的 基 础<br />
特 异 的 温 和 的 酶 促 反 应<br />
严 谨 的 反 应 顺 序<br />
具 有 高 效 的 自 我 调 控 机 制<br />
形 成 高 度 有 序 的 代 谢 网 络
严 格 的 细 胞 内 定 位<br />
酶 在 细 胞 内 有 一 定 的 布 局 和 定 位 。 催 化 不 同 代 谢 途 径 的 酶 类 ,<br />
往 往 分 别 组 成 各 种 多 酶 体 系 。 多 酶 体 系 存 在 于 一 定 的 亚 细 胞 结<br />
构 区 域 中 , 或 存 在 于 胞 质 中 , 这 种 现 象 称 为 酶 的 区 域 化 。<br />
功 能 : 浓 缩 效 应 , 防 止 干 扰 , 便 于 调 节 。<br />
胞 质 : 糖 酵 解 , 糖 原 合 成 , 磷 酸 成 糖 途 径 , 脂 肪 酸 合 成 ,<br />
部 分 蛋 白 质 合 成 , 尿 素 循 环 ( 还 有 肝 细 胞 线 粒 体 )<br />
线 粒 体 : 脂 肪 酸 β 氧 化 , 三 羧 酸 循 环 , 呼 吸 链 , 氧 化 磷 酸 化<br />
氨 基 酸 分 解<br />
细 胞 核 叶 绿 体 线 粒 体 : 核 酸 的 合 成 、 修 饰 以 及 转 录 。<br />
叶 绿 体 : 糖 类 合 成<br />
粗 面 内 质 网 : 部 分 蛋 白 质 合 成 ( 膜 与 分 泌 蛋 白 , 溶 酶 体 蛋 白 )<br />
光 滑 内 质 网 : 脂 类 和 胆 固 醇 的 合 成<br />
溶 酶 体 : 多 种 水 解 酶<br />
高 尔 基 体 : 翻 译 后 加 工 糖 基 化
细 胞 内 的 代 谢 过 程 是 连 续 的 , 是 一 环 扣 一<br />
环 的 , 前 一 反 应 的 产 物 即 后 一 反 应 的 底 物 。 途<br />
径 有 线 性 和 分 支 之 分 。<br />
严 谨 的 反 应 顺 序
第 一 节<br />
生 物 体 内 的 物 质 转 运
一 生 物 体 内 的 物 质 转 运<br />
体 内 转 运 :<br />
循 环 系 统 ( 动 物 ) , 导 管 与 筛 管 ( 植 物 )<br />
细 胞 ( 内 外 ) 转 运 -- 进 入 细 胞 以 及 细 胞 内 部 转 运<br />
小 分 子 物 质 的 跨 膜 运 输<br />
大 分 子 或 颗 粒 性 物 质 的 跨 膜 运 输
小 分 子 物 质 的 跨 膜 运 输<br />
被 动 运 输 (passive transport)---- t t) 分 子 由 浓 度 较 高 的<br />
一 侧 通 过 细 胞 膜 向 浓 度 较 低 的 一 侧 转 运 , 不 需 要 提 供 能 量 。<br />
自 由 扩 散 (simple diffusion): 不 需 膜 蛋 白 的 协 助 , 转 运<br />
速 率 取 决 于 被 转 运 分 子 的 大 小 与 极 性 。<br />
协 助 扩 散 (facilitated diffusion): 需 要 膜 蛋 白 的 协 助 ,<br />
转 运 的 速 率 和 特 异 性 极 高 。<br />
主 动 运 输 (active transport)---- 分 子 由 浓 度 较 低 的 一 侧<br />
通 过 细 胞 膜 向 浓 度 较 高 的 一 侧 转 运 , 需 要 提 供 能 量 。<br />
如 : Na + K + 泵 , H + 泵 , Ca 2+ 泵 等 。<br />
协 同 运 输 (cotransport) 物 质 跨 膜 运 动 所 需 要 的 能 量 来 自<br />
膜 两 侧 离 子 的 电 化 学 浓 度 梯 度 , 而 维 持 这 种 电 化 学 势 的 是 钠 钾 泵<br />
或 质 子 泵 。 动 物 细 胞 常 利 用 Na+ 浓 度 梯 度 , 植 物 细 胞 和 细 菌 常 利 用<br />
H+ 浓 度 梯 度 来 驱 动 。
大 分 子 或 颗 粒 性 物 质 的 跨 膜 运 输<br />
胞 吞 作 用 : 细 胞 内 陷 , 将 外 界 物 质 裹 进 细 胞 内<br />
形 成 胞 吞 泡 。<br />
胞 饮 作 用 (pinocytosis): 胞 吞 物 为 液 体<br />
状 和 较 小 的 物 质 , 形 成 的 胞 吞 泡 小 于 0·15 微 米 ,<br />
有 笼 形 蛋 白 (clathrin) 参 与 。<br />
吞 噬 作 用 (phagocytosis): 胞 吞 物 为 大 的<br />
颗 粒 状 物 质 , 形 成 的 胞 吞 泡 大 于 0·25 微 米 , 肌 动 蛋<br />
白 (actin) 参 与 。
跨 膜 运 输 的 方 式
物 质 的 跨 膜 运 输<br />
• 运 输 物 质 的 分 类<br />
脂 溶 性 分 子<br />
水 溶 性 分 子<br />
通 透 性 逐 渐 减 小<br />
非 极 性 分 子 :CO 2 、 O 2 、 N 2<br />
不 带 电 的 小 分 子 (H 2 O CO 2 尿 素 甘 油 )<br />
极 性 分 子<br />
不 带 电 的 稍 大 分 子 ( 葡 萄 糖 核 苷 酸 氨 基 酸 )<br />
带 电 的 离 子 (K + Na + Ca 2+ Cl -…… )<br />
通<br />
透<br />
性<br />
逐<br />
渐<br />
减<br />
小<br />
大 分 子 及 其 颗 粒 性 物 质
物 质 的 跨 膜 运 输 --- 自 由 扩 散
协 助 扩 散 : 某 些 溶 质 在 特 异 性<br />
膜 蛋 白 的 帮 助 下 扩 散<br />
( 离 子 通 道 )
Na<br />
+<br />
-<br />
+<br />
泵<br />
K<br />
(<br />
主<br />
动<br />
运<br />
输<br />
)
主 动 运 输 ----- 质 子 泵
协 同 运 输<br />
(cotransport):<br />
由 钠 / 钾 离 子<br />
泵 ( 或 质 子<br />
泵 ) 与 载 体<br />
蛋 白 协 同 作<br />
用 , 逆 浓 度<br />
梯 度 , 间 接<br />
耗 能 所 完 成<br />
的 主 动 运 输
协 同 运 输 (coupled transport):
葡 萄 糖 协 同 运 输 协 助 扩 散<br />
( 小 肠 上 皮 , 肾 小 管 管 壁 上 皮 细 胞 ) ( 大 多 数 细 胞 )<br />
氨 基 酸 : 协 同 运 输<br />
协 助 扩 散<br />
( 小 肠 上 皮 , 肾 小 管 管 壁 上 皮 细 胞 )<br />
核 苷 酸 : 协 同 运 输<br />
协 助 扩 散<br />
脂 肪 酸 : 被 动 运 输<br />
脂 溶 性 分 子<br />
Na+ 内 流 是 协 助 扩 散 , 外 流 是 主 动 运 输 。<br />
K+ 内 流 是 主 动 运 输 , 外 流 是 协 助 扩 散 。<br />
水 分 子 是 简 单 扩 散 或 协 助 扩 散 运 输 ( 水 通 道 蛋 白 )<br />
Na + - 葡 萄 糖 同 向 转 运 体<br />
氢 离 子 - 蔗 糖 共 运 输 ( 植 物 细 胞 )<br />
Na + - 氨 基 酸 同 向 转 运 体
大 分 子 或 颗 粒 性 物 质 的 跨 膜 运 输<br />
胞 吞 作 用 : 细 胞 内 陷 , 将 外 界 物 质 裹 进 细 胞 内<br />
形 成 胞 吞 泡 。 涉 及 膜 融 合 和 膜 泡 转 运 ,<br />
主 动 运 输 。 受 体 介 导 和 非 受 体 介 导<br />
1. 胞 饮 作 用 (pinocytosis): 胞 吞 物 为 液 体 状 和 较<br />
小 的 物 质 , 形 成 的 胞 吞 泡 小 于 0·15 微 米 , 有 笼 形 蛋 白<br />
(clathrin) 参 与 。<br />
2. 吞 噬 作 用 (phagocytosis): 胞 吞 物 为 大 的 颗 粒 状<br />
物 质 , 形 成 的 胞 吞 泡 大 于 0·25 微 米 , 肌 动 蛋 白 (actin) 参 与 。<br />
物 质 形 成 胞 吞 大 微 米 蛋 ) 与<br />
多 细 胞 动 物 , 一 些 特 化 细 胞 如 巨 噬 细 胞 和 中 性 粒 细 胞 。
受 体 介 导 的 胞 饮 过 程<br />
某 些 病 毒 通 过 胞 饮 过 程 侵 入 细 胞
吞 噬 作 用
胞 饮 与 胞 吐 作 用
家 族 性 血 胆 甾 醇 过 多<br />
(familial hypercholesterolemia FH)<br />
纯 合 体 的 个 体 含 有 致 病 基 因 会 导 致<br />
严 重 增 加 血 清 胆 固 醇 浓 度 。 这 种 病 常 常<br />
导 致 阻 断 动 脉 ( 动 脉 粥 样 硬 化 ), 并 且<br />
通 常 在 患 者 20 岁 之 前 就 死 于 心 脏 病 。 在<br />
当 时 , 几 乎 没 有 人 知 道 这 种 致 病 的 生 理<br />
原 理 。 而 且 , 目 前 尚 无 特 效 药 物 可 以 治<br />
疗 。
• LDL( 低 密 度 脂 蛋 白 ) 受 体 广 泛 分 布<br />
于 肝 脏 、 动 脉 壁 平 滑 肌 细 胞 、 肾 上<br />
腺 皮 质 细 胞 、 血 管 内 皮 细 胞 、 淋 巴<br />
细 胞 、 单 核 细 胞 、 巨 噬 细 胞 , 各 组<br />
织 或 细 胞 的 LDL 受 体 活 性 差 别 很 大 。<br />
• LDL 受 体 主 要 功 能 是 通 过 摄 取 胆 固 醇<br />
进 入 细 胞 内 , 用 于 细 胞 增 殖 和 固 醇<br />
类 激 素 及 胆 汁 酸 盐 的 合 成 等 。
Michael S.Brown & Joseph L.Goldstein,1985
家 族 性 血 胆 甾 醇 过 多<br />
(familial hypercholesterolemia FH)<br />
LDL 受 体 的 缺 陷 ,<br />
导 致 受 体 结 合 脂<br />
蛋 白 不 能 被 内 化 ,<br />
所 以 就 不 能 被 传<br />
送 至 细 胞 质 的 溶<br />
酶 体 进 行 加 工 。
第 五 章 物 质 代 谢 与 能 量 转 换<br />
第 二 节 能 量 转 换<br />
一 、 细 胞 的 能 量 货 币 ——ATP<br />
二 、 绿 色 植 物 的 光 合 作 用<br />
三 、 生 物 氧 化<br />
四 、 生 物 体 内 的 代 谢 网 络
一 、 生 物 的 能 量 通 用 货 币 —ATP<br />
代 谢 过 程 中 能 量 的 转 移 、 储 存 与 利 用<br />
三 磷 酸 腺 苷 (ATP)
ATP 结 构
ATP 是 生 物 体 自 由 能 的 通 用 货 币<br />
生 命 机 体 内 , 具 有 高 能 键 的 化 合 物 很 多 :<br />
磷 氧 键 型 ;ATP, 磷 酸 甘 油 、 乙 酰 磷 酸 等 .<br />
氮 磷 键 型 : 磷 酸 肌 酸 、 磷 酸 精 氨 酸 ;<br />
硫 酯 键 型 : 酯 酰 CoA 等 ;<br />
甲 硫 键 型 :S- 腺 苷 甲 硫 氨 酸 。<br />
高 能 化 合 物 间 可 相 互 转 化 , 以 满 足 机 体 的 需<br />
要 , 其 中 ATP 最 容 易 被 机 体 利 用 。
磷 酸 肌 酸 的 生 成<br />
H 2N + H 2 N + H O<br />
C-NH 2<br />
ATP<br />
ADP C-N~P-OH<br />
H 3 C-N<br />
H 3 C-N OH<br />
CH 2<br />
CH 2<br />
COO - 肌 酸 激 酶 COO -<br />
肌 酸<br />
磷 酸 肌 酸<br />
(CP)<br />
肌 肉 和 脑 组 织 中 能 量 的 贮 存 形 式
生 物 系 统 中 的 能 流<br />
ADP<br />
★ ATP 是 细 胞 内 的 “ 能 量 通 货 ”<br />
ATP 是 生 物 系 统 能 量 交 换 的 中 心
是<br />
ATP<br />
是<br />
能<br />
量<br />
流<br />
通<br />
的<br />
货<br />
币
电 子 传 递 载 体<br />
NAD + ( 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸 )<br />
NADP + ( 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸<br />
磷 酸 )<br />
FAD + 黄 素 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸
ATP 与 生 命 活 动<br />
转 移 到 其 它 分 子 中 储 存 :<br />
ATP+ 肌 酸 ADP+ 磷 酸 肌 酸 ;<br />
用 于 耗 能 作 功 :<br />
一 个 人 在 静 卧 情 况 下 每 24 小 时 , 消 耗<br />
40kgATP; 一 个 人 在 重 体 力 劳 动 情 况 每 24 小 时 ,<br />
消 耗 1000kgATP。<br />
运 动 ( 机 械 能 )、 物 质 吸 收 ( 渗 透 能 )、 生<br />
物 合 成 ( 化 学 能 )、 生 物 电 ( 电 能 )、 体 温 ( 热<br />
能 )、 生 物 发 光 ( 光 能 )
其 它 核 苷 三 磷 酸<br />
UTP、CTP、GTP<br />
中 的 高 能 磷 酸 基 团 均 来 自 ATP<br />
GDP 核 苷 二 磷 酸 激 酶<br />
GTP<br />
ATP + UDP ADP + UTP<br />
CDP CTP<br />
高 能 键 转 移<br />
ATP +<br />
UDP<br />
CDP<br />
UTP( 糖 原 合 成 )<br />
ADP + CTP( 磷 脂 合 成 )<br />
GDP GTP( 蛋 白 质 合 成 )
化 学 能 转 化 为 机 械 能
二 、 绿 色 植 物 的 光 合 作 用 (photosynthesis)<br />
人 类 应 向 叶 绿 体 ( 素 ) 脱 帽 致 敬<br />
生 命 世 界 最 初 的 能 量 来 源 于 太 阳 能 。<br />
光 合 作 用 是 自 然 界 通 过 自 养 生 物 ( 绿 色 植 物<br />
和 光 合 细 菌 ) 将 光 能 转 变 为 化 学 能 的 主 要 途 径 。<br />
叶 绿 体 是 绿 色 植 物 光 合 作 用 的 器 官 。
光 合 作 用 的 研 究 历 史<br />
1771 年 , 英 国 科 学 家 普 利 斯<br />
特 利 把 一 支 点 燃 的 蜡 烛 和 一 只 小<br />
白 鼠 分 别 放 到 密 闭 的 玻 璃 罩 里 ,<br />
蜡 烛 不 久 就 熄 灭 了 , 小 白 鼠 很 快<br />
也 死 去 了 。<br />
他 把 两 盆 植 物 分 别 放 到 两 个<br />
密 闭 的 玻 璃 罩 里 。 他 发 现 植 物 能<br />
够 长 时 间 地 活 着 , 蜡 烛 没 有 熄 灭 ,<br />
小 鼠 活 动 正 常 。<br />
植 物 可 以 在 光 下 净 化 “ 坏<br />
了 ” 的 空 气 光 合 作 用
光 合 作 用 概 述<br />
定 义 及 公 式<br />
1 定 义 : 绿 色 植 物 吸 收 阳 光 的 能 量 , 同 化<br />
二 氧 化 碳 和 水 , 制 造 有 机 物 并 释 放 氧 气<br />
的 过 程 。<br />
光<br />
2 公 式 : 6CO + 12H O *<br />
2 2 叶 绿 体<br />
C 6 H 12 O 6 +6H 2 O+6O 2<br />
*
绿 叶 中 的 光 合 作 用
叶 绿 体 及 光 合 色 素<br />
叶 绿 体 的 结 构<br />
1 双 层 膜 : 内 膜 为 选<br />
择 性 屏 障 。<br />
2 基 质 :CO2 同 化 ;<br />
淀 粉 形 成<br />
3 基 粒 : 由 类 囊 体 垛<br />
叠 而 成 的 绿 色 颗 粒 。<br />
叶 绿 体 的 结 构
光 合 作 用 的 总 过 程<br />
光 反 应<br />
光<br />
NADPH NADP +<br />
ATP<br />
ADP+PiPi<br />
电 子 传 递 链<br />
暗 反 应 :<br />
CO 2<br />
糖 类<br />
NADPH 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 磷 酸
电 子 传 递 载 体<br />
NADP + ( 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸<br />
磷 酸 ) 光 合 作 用<br />
NAD + ( 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸 )<br />
FAD + 黄 素 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸
光 合 作 用 中 光 能 转 化 过 程<br />
光 能 转 化<br />
成 电 能<br />
电 能 转 化 成<br />
活 跃 化 学 能<br />
活 跃 化 学 能<br />
转 化 成 稳 定<br />
的 化 学 能
光 合 色 素 ( 叶 绿 素 和 类 胡 萝 卜 素 )<br />
1 叶 绿 素 :Chlorophyll,Chl<br />
2 类 胡 萝 卜 素 :<br />
Chla: 蓝 绿 色 , 吸 收 兰 紫 光 和 红 光 , 大<br />
部 分 用 于 捕 光 , 少 部 分 用 于 转 化 光 能<br />
Chlb: 黄 绿 色 , 吸 收 蓝 光 和 橙 光 , 全 部<br />
用 于 捕 光<br />
胡 萝 卜 素 :<br />
叶 黄 素 :<br />
聚 光 作 用 , 消 耗 多 余<br />
光 能
光 能 在 色 素 中 的 转 移<br />
• 在 光 的 照 射 下 , 具 有 吸 收 和 传 递 光 能 作 用<br />
的 色 素 , 将 吸 收 的 光 能 传 到 处 在 特 殊 状 态<br />
的 的 叶 绿 素 a 上 。
电 子 传 递 与 光 合 磷 酸 化 堆<br />
光<br />
反 应<br />
PQ: 质 体 醌<br />
PC: 质 体 蓝 素<br />
NADPH 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸 磷 酸<br />
基 质<br />
+2e<br />
PQ 穿 梭<br />
膜 腔
光 合 作 用 : 光 反 应 和 暗 反 应<br />
光 反 应 : 由 光 所 引 起 的 一 系 列 光 物 理<br />
和 光 化 学 反 应 , 发 生 在 类 囊 体 片 层 中 。<br />
光 能 的 吸 收 、 传 递 和 转 换<br />
光 反 应 系 统 Ⅰ(PSⅠ): 反 应 中 心 色 素 ( 叶 绿<br />
素 a)P700 。 聚 光 复 合 体 和 电 子 受 体 , 含 有 被 称 为<br />
“P700” 的 高 度 特 化 的 叶 绿 素 a<br />
光 反 应 系 统 Ⅱ(PSⅡ): 反 应 中 心 色 素 ( 叶 绿<br />
素 a)P680 。 聚 光 复 合 体 和 放 氧 复 合 体 , 含 有 被 称 为<br />
“P680” 高 度 特 化 的 叶 绿 素 a。
光 系 统 II 和 光 系 统 I 的 协 同 作 用
光 合 磷 酸 化<br />
利 用 贮 存 在 跨 类 囊 体 膜 的 质 子 梯 度 的 光 能 把 ADP 和<br />
无 机 磷 合 成 为 ATP 的 过 程 。 与 电 子 传 递 相 偶 联 。<br />
• 1) 光 合 磷 酸 化 机 理<br />
• 普 遍 被 接 受 的 是 米 切 尔<br />
(Mitchell) 的 化 学 渗 透 学 说 。<br />
根 据 化 学 渗 透 学 说 , 光 合 电<br />
子 传 递 的 作 用 是 建 立 一 个 跨<br />
类 囊 体 膜 的 质 子 动 力 势 , 在<br />
质 子 动 力 势 的 作 用 下 , 类 囊<br />
体 膜 上 的 ATP 合 成 酶 合 成<br />
ATP。<br />
• 根 据 化 学 渗 透 学 说 , 光 合 磷<br />
酸 化 过 程 可 分 为 两 个 阶 段<br />
,<br />
一 是 质 子 动 力 势 的 建 立 , 二 Peter Mitchell (1920 - 1992)<br />
是 ATP 的 合 成 。<br />
The 1978 Nobel Prize laureate in Chemistry
化 学 渗 透 假 说 简 单 示 意 图<br />
H 2 O<br />
O 2<br />
e -<br />
基 质<br />
ATP<br />
- - - -<br />
ADP<br />
+<br />
Pi<br />
H +<br />
+ + + + ATP 合 成 酶<br />
H +<br />
膜 腔
ATP 合 成 酶
电<br />
子<br />
传<br />
递<br />
与<br />
光<br />
合<br />
磷<br />
酸<br />
化
光<br />
反<br />
应
电 子 传 递 与 光 合 磷 酸 化 :<br />
将 光 能 转 换 为 化 学 能 , 储 存 在 ATP 和<br />
NADPH 中 , 同 时 水 被 光 解 生 成 分 子 氧 。
暗 反 应 : 利 用 光 反 应 生 成 的 活 跃 的 化<br />
学 能 (ATP 和 NADPH) 固 定 CO 2<br />
生 成 糖 的 过 程 。<br />
暗 反 应 在 叶 绿 体 基 质 中 进 行
暗 反 应 ( 碳 同 化 )<br />
场 所 : 叶 绿 体 基 质<br />
C 3 途 径 ( 卡 尔 文 循 环 )<br />
基 本 途 径 , 所 有 植 物 必 经 之 路<br />
同 化 途 径 : C 4 途 径 ( 四 碳 二 羧 酸 途 径 )<br />
CO 2 固 定 的 分 支 ,C 4 植 物 特 有<br />
CAM 途 径 ( 景 天 科 酸 代 谢 途 径 )<br />
CO 2 固 定 的 分 支 ,CAM 植 物 特 有<br />
CO 2<br />
C 4 途 径<br />
CAM 途 径<br />
固 定 CO 2 CO 2<br />
C3 途 径<br />
糖
核 酮 糖 二 磷 酸 羧 化 酶 )<br />
Rubisco(RuBP 羧 化 酶 )<br />
卡<br />
尔<br />
文<br />
循<br />
环<br />
GAP<br />
(3- 磷 酸 甘 油 醛 )
GAP<br />
(3- 磷 酸 甘 油 醛 )<br />
• GAP 是 一 种 三 碳 糖 , 可 以 稳 定 的 贮 存 能<br />
量 , 至 此 , 消 耗 的 光 反 应 的 ATP 和<br />
NADPH, 使 光 能 转 化 为 稳 定 的 化 学 能 ,<br />
光 合 的 贮 能 过 程 结 束 。<br />
GAP 的 出 路<br />
叶 绿 体 内<br />
淀 粉 或 葡 萄 糖 ( 贮 存 形 式 )<br />
细 胞 质<br />
蔗 糖 ( 运 输 形 式 )
C4 途 径<br />
研 究 历 史 :<br />
CO 2 固 定 的 最 初 产 物 为 四 碳 化 合 物 的 途 径 。<br />
• 1965 年 发 现 甘 蔗 光 合 时 , 14 CO 2 在 1 秒 钟 内 ,<br />
80% 在 苹 果 酸 和 天 冬 氨 酸 中 , 只 有 10% 在<br />
GAP 中 。<br />
• 后 来 , 在 研 究 玉 米 光 合 作 用 时 , 证 实 CO 2 被<br />
固 定 后 的 最 初 产 物 不 是 三 碳 化 合 物 , 而 是 四<br />
碳 的 二 羧 酸 , 草 酰 乙 酸 。 草 酰 乙 酸 不 稳 定 ,<br />
很 快 转 变 为 苹 果 酸 。 由 此 发 现 一 个 新 的 CO 2<br />
固 定 途 径 。
C 4<br />
植 物 具 有 高 效 利 用 CO 2<br />
能 力 。<br />
• 具 有 C 4 途 径 的 植 物 称 为 C 4 植 物 。 只 具 有<br />
4 4<br />
C 3 途 径 的 植 物 称 为 C 3 植 物 。<br />
• 在 农 作 物 中 , 只 有 玉 米 、 高 粱 、 甘 蔗 等<br />
属 于 C 4 植 物 。 而 其 它 的 农 作 物 , 如 水 稻 、<br />
小 麦 、 大 豆 都 属 于 C 3 植 物 , 大 多 数 树 木<br />
等 也 属 于 C 3 植 物 。
C4 途 径
CAM 途 径 ( 景 天 科 酸 代 谢 途 径 )<br />
景 天 科 酸 代 谢 植 物 ( 景 天 科 、 仙 人 掌 和 菠 萝 等 ),<br />
通 过 白 天 减 少 有 机 酸 , 晚 上 增 加 有 机 酸 , 而 固 定<br />
CO 2 的 光 合 途 径 。<br />
瓦 松<br />
龙 舌 兰 落 地 生 根 芦 荟<br />
仙<br />
人<br />
掌<br />
昙<br />
花
CAM 途 径<br />
• 景 天 科 酸 代 谢 植 物 的 特 点 :<br />
气 孔 昼 闭 夜 开<br />
1) 过 程 :<br />
夜<br />
间<br />
气 孔 开 放<br />
气 孔 关 闭<br />
白<br />
天<br />
C4 途 径<br />
CO 2 增 加<br />
草 酰 乙 酸<br />
苹 果 酸 进 入 胞 质<br />
脱 羧<br />
CO 2 ( 酸 减 少 )<br />
苹 果 酸 ( 增 加 )<br />
进 入 液 泡 贮 存<br />
C 3 途 径<br />
PGA
C4<br />
及<br />
景<br />
天<br />
酸<br />
植<br />
物<br />
与<br />
C3<br />
植<br />
物<br />
的<br />
比<br />
较
光 反 应 和 暗 反 应 的 比 较<br />
光 反 应<br />
暗 反 应<br />
条 件<br />
有 光 、 色 素<br />
能 量 、 多 种 酶<br />
场 所<br />
发 生 的<br />
反 应<br />
产 物<br />
基 粒 片 层 膜 上 基 质 中<br />
1. 水 的 光 解 1.CO2 的 固 定<br />
2.ATP 的 生 成 2.C3 的 还 原<br />
[H]、ATP、NADPH 、 O 2 C 2 HO、ADP、NADP + 、 Pi<br />
能 量 变 化 光 能 ATP 中 活 跃 化 学 能 稳 定 化 学 能<br />
关 系<br />
光 反 应<br />
[H]、ATP<br />
ADP、Pi<br />
暗 反 应
光 合 作 用 的 意 义<br />
环 境 保 护 : 空 气 净 化 器 , 保 持 CO 2 和 O 2 的<br />
平 衡 。 植 物 减 少 ,CO2 增 加 , 产 生 温 室 效<br />
应 。<br />
干 旱 沙 漠 化<br />
冰 川 融 解
粮 食 危 机<br />
• 世 界 卫 生 组 织 的 年 度 报 告 说 , 世 界 上 每 14 个 儿 童<br />
中 就 有 一 人 因 为 营 养 不 良 死 亡 , 在 不 发 达 国 家 , 儿<br />
童 死 亡 人 数 有 50% 是 营 养 不 良 造 成 的 。 研 究 光 合<br />
作 用 机 理 能 够 提 高 产 量 。
三 、 生 物 氧 化 —— 细 胞 主 要 的 获 能 方 式<br />
生 物 氧 化 的 概 念 与 特 征 :<br />
生 物 氧 化 的 概 念<br />
是 指 糖 、 脂 类 、 蛋 白 质 等 有 机 化 合 物 在<br />
细 胞 内 氧 化 分 解 为 CO 2 和 H 2 O, 并 释 放 能 量<br />
的 过 程 。
生 物 氧 化 的 过 程<br />
糖 酵 解<br />
在 细 胞 质 基 质 中 进 行 , 不 需 要 O 2<br />
维 持 细 胞 基 本 能 源 供 应 的 形 式 , 也 是<br />
生 物 进 化 中 古 老 的 代 谢 途 径<br />
反 应 过 程<br />
丙 酮 酸 在 无 氧 条 件 下 的 命 运
糖<br />
酵<br />
解<br />
途<br />
径
糖 酵 解 途 径<br />
乙 醇 发 酵<br />
乳 酸 发 酵
无 氧 呼 吸 意 义<br />
乳 酸 发 酵<br />
( 动 物 , 植 物 和 微 生 物 )<br />
乙 醇 发 酵<br />
( 酵 母 , 植 物 和 微 生 物 )
糖 异 生<br />
乳 酸 循 环<br />
Cori 循 环<br />
葡 萄 糖<br />
乳<br />
酸<br />
的<br />
命<br />
运<br />
* 肝 脏<br />
血 液<br />
丙 酮 酸<br />
乳 酸<br />
葡 萄 糖<br />
1 乳 酸 再 利 用 , 避 免 了 乳 酸 的 损 失<br />
2 防 止 乳 酸 的 堆 积 引 起 酸 中 毒 。<br />
3 应 急 能 量 供 给<br />
* 肌 肉<br />
丙 酮 酸<br />
乳 酸
1<br />
糖 酵 解 生 化<br />
2<br />
反 应 过 程<br />
5 异 构 体 转 换<br />
6<br />
3<br />
共 有 10 步 反 应 组 成<br />
7 个 可 逆 , 3 个 不 可 逆<br />
激 酶 参 与 4 个 反 应 ,1 个 不 可 逆<br />
4<br />
反 应 1 葡 萄 糖 磷 酸 化<br />
控 制 葡 萄 糖 的 逃 逸<br />
带 负 电 , 不 稳 定<br />
反 应 3 磷 酸 果 糖 激 酶<br />
限 速 反 应 ( 还 有 1,10)<br />
反 应 45 4,5 裂 解 葡 萄 糖<br />
甘 油 醛 -3- 磷 酸 的 消 耗<br />
7<br />
驱 动 反 应 向 下 进 行<br />
反 应 6<br />
8<br />
生 成 NADH<br />
唯 一 氧 化 还 原 反 应<br />
10 反 应 7,10<br />
9<br />
生 成 ATP 底 物 磷 酸 化
NADH 和 丙 酮 酸 的 去 向<br />
有 氧 还 是 无 氧 <br />
在 有 氧 状 态 下 NADH 和 丙 酮 酸 的 命 运<br />
(1)NADH 的 命 运<br />
NADH 在 呼 吸 链 被 彻 底 氧 化 成 H 2 O 并 产 生 更 多 的 ATP。<br />
(2) 丙 酮 酸 的 命 运<br />
丙 酮 酸 进 入 线 粒 体 基 质 , 被 基 质 内 的 丙 酮 酸 脱 氢 酶 系 氧<br />
化 成 乙 酰 -CoA<br />
在 缺 氧 状 态 或 无 氧 状 态 下 NADH 和 丙 酮 酸 的 命 运<br />
(1) 乳 酸 发 酵<br />
(2) 酒 精 发 酵
三 羧 酸 循 环<br />
在 细 胞 线 粒 体 基 质 中 进 行 , 需 O 2 反<br />
应 过 程 ;<br />
细 胞 内 物 质 代 谢 的 最 后 共 同 途 径 ;<br />
反 应 过 程
电 子 传 递 载 体<br />
NADP + ( 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸<br />
磷 酸 ) 光 合 作 用<br />
NAD + ( 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸 )<br />
FAD + 黄 素 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸
三 羧 酸 循 环 - 丙 酮 酸 进 入 线 粒 体 的 转 运<br />
线 粒 体 外 膜<br />
丙 酮 酸<br />
细 胞 质 基 质<br />
线 粒 体 内 膜<br />
丙 酮 酸 转 运 酶<br />
丙 酮 酸<br />
线 粒 体 基 质<br />
1. 线 粒 体 外 膜 通 透 性<br />
较 大 , 丙 酮 酸 可 扩<br />
散 穿 过<br />
2. 线 粒 体 丙 酮 酸 穿<br />
过<br />
内 膜 需 要 质 子 的 浓<br />
度 梯 度<br />
3. 协 同 运 输
三<br />
羧<br />
酸<br />
循<br />
环<br />
准<br />
备<br />
乙 酰 辅 酶 A CH 3<br />
CO-SCoA<br />
乙 酰 基 - 辅 酶 A<br />
丙 酮 酸<br />
辅 酶 A 循 环<br />
乙 酰 辅 酶 A<br />
丙 酮 酸 脱 氢 酶 复 合 体 : 是 一 种 催 化 丙 酮 酸 脱 羧 反 应 的 多 酶 复 合 体 , 由<br />
三 种 酶 ( 丙 酮 酸 脱 氢 酶 、 二 氢 硫 辛 酸 转 乙 酰 基 酶 、 二 氢 硫 辛 酸 脱 氢 酶 )<br />
和 六 种 辅 助 因 子 ( 焦 磷 酸 硫 胺 素 、 硫 辛 酸 、FAD、NAD、CoA 和 Mg 离<br />
子 ) 组 成 , 在 它 们 的 协 同 作 用 下 , 使 丙 酮 酸 转 变 为 乙 酰 CoA 和 CO2。
丙 酮 酸<br />
乙 酰 辅 酶 A<br />
苹 果 酸<br />
草 酰 乙 酸<br />
柠 檬 酸<br />
a- 酮 戊 二 酸<br />
三<br />
羧<br />
酸<br />
循<br />
环<br />
琥 珀 酸
三<br />
羧<br />
酸<br />
三 羧 酸 循 环 柠 檬 酸 循 环 Krebs 循 环<br />
循<br />
环
三 羧 酸 循 环<br />
途 径<br />
共 8 酶 , 催 化 9 个 反 应<br />
彻 底 氧 化 分 解 一 分 子 乙 酰 辅 酶 A<br />
包 括<br />
特 点<br />
两 次 脱 羧 —— 2CO 2<br />
四 次 脱 氢 —— 3 次 / NADH<br />
1 次 / FADH2<br />
一 次 底 物 磷 酸 化 产 能<br />
• 在 有 氧 条 件 下 是 产 生 能 量 的 主 要 途 径<br />
• 三 羧 酸 循 环 是 单 向 不 可 逆 转 的<br />
• 三 羧 酸 循 环 的 中 间 物 质 必 需 补 充 与 更 新
三 羧 酸 产 能<br />
延 胡 索 酸<br />
L- 苹 果 酸<br />
H<br />
HOC<br />
COOH<br />
C COOH<br />
H<br />
H (9) 2<br />
2<br />
O<br />
HC<br />
COOH<br />
C<br />
H<br />
(8)<br />
COOH<br />
FADH 2<br />
FAD<br />
H 2<br />
C COOH<br />
C COOH<br />
H GTP<br />
2<br />
CoASH<br />
GDP+Pi<br />
琥 珀 酸<br />
(7)<br />
琥 珀 酰 CoA<br />
CO~SCoA<br />
H<br />
2 O<br />
CH 2<br />
CH 2<br />
COOH<br />
丙 酮 酸<br />
草 酰 乙 酸<br />
OC<br />
H 3<br />
C CO COOH<br />
NAD +<br />
(1)<br />
CoASH<br />
NADH +H + CO 2<br />
COOH<br />
C COOH<br />
H 2<br />
+<br />
NADH+H<br />
H 2 O<br />
NAD +<br />
CoASH<br />
(10)<br />
NADH +H + NAD<br />
+<br />
CH 3<br />
CO~SCoA<br />
H O (2)<br />
乙 酰 CoA<br />
CH 2<br />
COOH<br />
C(OH)COOH<br />
CH 2<br />
COOH<br />
(3)<br />
柠 檬 酸<br />
CH 2<br />
COOH<br />
CHCOOH<br />
CH(OH)COOH<br />
+<br />
NAD(P)<br />
+<br />
NAD(P)H+H<br />
(4)<br />
CH COOH<br />
2<br />
CHCOOH<br />
CH 2<br />
COOH<br />
COCOOH<br />
CH 2 (5)<br />
COCOOH<br />
CO<br />
CO 2<br />
CO 2 (6) CoASH α- 酮 戊 二 酸<br />
异 柠 檬 酸<br />
草 酰 琥 珀 酸<br />
(4)(6)(8)(10)<br />
3NADH<br />
1FADH2<br />
(7)<br />
1GTP<br />
(1) 丙 酮 酸 脱 氢 酶 复 合 体<br />
(2) 柠 檬 酸 合 成 酶<br />
(3) 顺 乌 头 酸 酶<br />
(4)(5) 异 柠 檬 酸 脱 氢 酶<br />
(6) α- 酮 戊 二 酸 脱 氢 酶 复 合 体<br />
(7) 琥 珀 酰 CoA 合 成 酶<br />
(8) 琥 珀 酸 脱 氢 酶<br />
(9) 延 胡 索 酸 酶<br />
(10)L- 苹 果 酸 脱 氢 酶
如 果 考 虑 丙 酮 酸 脱 氢 酶 的 反 应 , 考 虑 到 每 分 子 葡 萄 糖 产 生 2 分 子 丙 酮 酸 , 葡 萄 糖<br />
通 过 酵 解 和 三 羧 酸 循 环 的 分 解 代 谢 方 程 式 为 :<br />
葡 萄 糖 + 6H 2 O + 10 NAD + + 2FAD + 4ADP + 4 Pi →<br />
6CO + 2 + 10 NADH + 10H + 2FADH 2 + 4ATP<br />
到 此 为 止 , 每 摩 尔 葡 萄 糖 在 这 个 方 程 式 中 只 产 生 4 摩 尔 ATP。 在 酵 解 部 分 产 生 的<br />
ATP 是 2 摩 尔 。<br />
葡 萄 糖 氧 化 产 生 的 ATP 大 多 数 不 是 直 接 从 酵 解 和 三 羧 酸 循 环 产 生 的 , 而 是 通 过 还<br />
原 的 电 子 载 体 在 呼 吸 链 中 再 氧 化 产 生 的 。<br />
氧 化 磷 酸 化
三 羧 酸 循 环 反 应<br />
三 羧 酸 循 环 的 8 个 反 应 可 写 成 一 个 化 学 平 衡 方 程 , 总 反 应 式 为 :<br />
乙 酰 辅 酶 A + 2H 2 O + 3NAD + + FAD + GDP + Pi<br />
2<br />
2CO 2 + 3NADH + 3H + + FADH 2 + CoA-SH + GTP<br />
→<br />
在 动 物 中 , 琥 珀 酰 CoA 合 成 酶 反 应 形 成 的 GTP 在 能 量 上 与 ATP 相 等 。<br />
( 来 自 1 分 子 丙 酮 酸 )<br />
整 个 循 环 不 需 要 氧 , 但 离 开 氧 无 法 进 行<br />
循 环 中 消 耗 两 分 子 水 。<br />
1 分 子 乙 酰 CoA 通 过 TCA 循 环 被 氧 化 , 可 生 成 10 分 子 ATP<br />
但 没 有 氧 化 磷 酸 化 ,ATP 的 产 量 很 低 。
电 子 传 递 与 氧 化 磷 酸 化<br />
电 子 传 递 链 与 氧 化 磷 酸 化 均 发 生 在<br />
线 粒 体 内 膜 上<br />
化 学 渗 透 学 说 与 质 子 驱 动 力 的 形 成<br />
电 子 传 递 链 与 氧 化 磷 酸 化 相 偶 联 形 成<br />
电 子 传 递 链 与 氧 化 磷 酸 化 相 偶 联 形 成<br />
ATP
线 粒 体 的 结 构<br />
呼 吸 链
线<br />
粒<br />
体<br />
内<br />
膜<br />
的<br />
功<br />
能<br />
定<br />
位
呼 吸 链 的 组 成<br />
四 个 蛋 白 复 合 体 : 复 合 体 I ~ IV<br />
两 个 可 灵 活 移 动 的 成 分 : 泛 醌 (Q) 和 细 胞 色 素 C
( 一 ) 呼 吸 链 的 组 成 及 其 作 用<br />
1、NAD +<br />
( 不 需 氧 脱 氢 酶 的 辅 酶 )<br />
2、 FAD ( 黄 素 蛋 白 类 的 辅 酶 )<br />
3、 CoQ<br />
4、 Fe-S-Pr<br />
5、 Cyt-Fe 2+/ 3+ ( b、c 1 、c、aa 3 )<br />
递 氢 体<br />
递 电 子 体<br />
( 二 ) 两 条 重 要 的 呼 吸 链<br />
1、 NADH 氧 化 呼 吸 链<br />
2、 FAD 氧 化 呼 吸 链<br />
( 组 成 、 排 列 顺 序 、 传 递 作 用 、 两 链 汇 合 点 )
电<br />
子<br />
传<br />
递<br />
与<br />
氧<br />
化<br />
磷<br />
酸<br />
化<br />
的<br />
偶<br />
联
ATP 的 形 成
ATP 的 形 成<br />
质 子 驱 动 力 的 产 生
电 子 传 递 和 氧 化 磷 酸 化 知 识 要 点<br />
1 部 位 : 真 核 细 胞 发 生 在 线 粒 体 内<br />
膜 上 , 原 核 细 胞 发 生 在 质 膜 上 。<br />
2 作 用 :NADH 和 FADH2 再 氧 化 ,<br />
释 放 的 能 量 为 ADP 所 捕 获 。<br />
3 产 能 : 每 个 NADH 被 氧 化 产 生<br />
2.5 个 ATP, 每 个 FADH2 被 氧 化<br />
产 生 2 个 ATP。
线 粒 体 外 NADH( 糖 酵 解 产 生 ) 进 入 线 粒 体<br />
(1)α- 磷 酸 甘 油 穿 梭<br />
特 点 :<br />
• 经 琥 珀 酸 氧 化 呼 吸 链 ,<br />
产 生 2ATP<br />
• 主 要 存 在 于 骨 骼 肌 、 神 经 细 胞<br />
(2) 苹 果 酸 穿 梭 系 统<br />
特 点 :<br />
• 通 过 NADH 氧 化 呼 吸 链<br />
产 生 3ATP<br />
• 主 要 存 在 于 肝 、 心 肌 组 织 中 。
FAD 氧 化 呼 吸 链<br />
ATP 产 生<br />
ATP 产 生<br />
NADH 氧 化 呼 吸 链<br />
ATP 产 生<br />
辅 酶 Q 是 呼 吸 链 中 唯 一 的 非 蛋 白 氧 化 还 原 载 体 , 可 在 膜 中 迅 速 移 动 。 它<br />
在 电 子 传 递 链 中 处 于 中 心 地 位 , 可 接 受 各 种 黄 素 酶 类 脱 下 的 氢 。COQH2<br />
脱 下 2H + +2e, 其 中 2H+ 游 离 于 介 质 中 ,2e 传 递 。<br />
复 合 体 Ⅰ: 即 NADH: 辅 酶 Q 氧 化 还 原 酶 复 合 体 . 传 给 辅 酶 Q。 泵 H+<br />
复 合 体 Ⅱ : 由 琥 珀 酸 脱 氢 酶 (FAD 为 辅 基 的 黄 素 蛋 白 ) 和 铁 硫 蛋 白 组 成 , 将 从 琥 珀 酸<br />
得 到 的 电 子 传 递 给 辅 酶 Q。<br />
复 合 体 Ⅲ : 细 胞 色 素 bc1 氧 化 还 原 酶 复 合 体 。 泵 H+<br />
复 合 体 IV: 细 胞 色 素 C 氧 化 酶 复 合 体 。 将 电 子 传 递 给 氧 。 泵 H+<br />
一 分 子 NADH 经 过 呼 吸 链 积 累 6 个 质 子 , 产 生 25 2.5 个 ATP<br />
一 分 子 FADH2 经 过 呼 吸 链 积 累 4 个 质 子 , 产 生 1.5 个 ATP
FAD 氧 化 呼 吸 链<br />
ATP 产 生<br />
ATP 产 生<br />
NADH 氧 化 呼 吸 链<br />
ATP 产 生<br />
辅 酶 Q 是 呼 吸 链 中 唯 一 的 非 蛋 白 氧 化 还 原 载 体 , 可 在 膜 中 迅 速 移 动 。 它<br />
在 电 子 传 递 链 中 处 于 中 心 地 位 , 可 接 受 各 种 黄 素 酶 类 脱 下 的 氢 。COQH2<br />
脱 下 2H + +2e, 其 中 2H+ 游 离 于 介 质 中 ,2e 传 递 。<br />
复 合 体 Ⅰ: 即 NADH: 辅 酶 Q 氧 化 还 原 酶 复 合 体 . 传 给 辅 酶 Q。 泵 H+<br />
复 合 体 Ⅱ : 由 琥 珀 酸 脱 氢 酶 (FAD 为 辅 基 的 黄 素 蛋 白 ) 和 铁 硫 蛋 白 组 成 , 将 从 琥 珀 酸<br />
得 到 的 电 子 传 递 给 辅 酶 Q。<br />
复 合 体 Ⅲ : 细 胞 色 素 bc1 氧 化 还 原 酶 复 合 体 。 泵 H+<br />
复 合 体 IV: 细 胞 色 素 C 氧 化 酶 复 合 体 。 将 电 子 传 递 给 氧 。 泵 H+<br />
一 分 子 NADH 经 过 呼 吸 链 积 累 6 个 质 子 , 产 生 25 2.5 个 ATP<br />
一 分 子 FADH2 经 过 呼 吸 链 积 累 4 个 质 子 , 产 生 1.5 个 ATP
能 量 统 计 :<br />
糖 酵 解 底 物 水 平 的 磷 酸 化 4 个<br />
ATP, 己 糖 活 化 消 耗 2 个 ATP。<br />
纯 剩 2ATP<br />
糖 酵 解 产 生 2 个 NADH, , 每 个<br />
NADH 可 得 1.5 或 2.5 个 ATP,<br />
共 可 得 3 个 或 5 个 ATP。<br />
<br />
陈 旧<br />
三 羧 酸 循 环 产 生 2ATP.<br />
三 羧 酸 循 环 产 生 8 分 子 NADH<br />
和 2 分 子 FADH2, 经 电 子 传<br />
递 可 得 到 23 个 ATP,<br />
线 粒 体<br />
1 分 子 葡 萄 糖 彻 底 氧 化 分 解 共 得 :30 或 32 个 ATP
按 36 个 ATP 计 算 : 储 存 能 量<br />
73kcal∕mol×36mol<br />
7.3kcal∕mol×36mol=262.8kcal;<br />
1mol 葡 萄 糖 完 全 燃 烧 可 放 出 686kcal 的 能 量 ;<br />
细 胞 呼 吸 的 产 能 效 率 :<br />
262.8kcal∕686kcal=38%<br />
( 汽 车 能 量 利 用 效 率 15%~25%)
电 子 传 递 体 系 磷 酸 化 是 指 当 电 子 从 NADH 或 FADH 2 经 过<br />
电 子 传 递 体 系 ( 呼 吸 链 ) 传 递 给 氧 形 成 水 时 , 同 时<br />
伴 有 ADP 磷 酸 化 为 ATP 的 全 过 程 。 通 常 所 说 的 氧 化<br />
磷 酸 化 是 指 电 子 传 递 体 系 磷 酸 化 。<br />
AH 2<br />
2H NADH+H +<br />
A<br />
( 或 FADH 2 )<br />
NAD +<br />
( 或 FAD)<br />
H 2 O<br />
电 子 传 递 链<br />
氧 化 过 程<br />
1/2 O 2<br />
释 放 能 量<br />
ADP + Pi<br />
ATP 磷 酸 化 过 程<br />
ATP 合 成 酶<br />
氧<br />
化<br />
磷<br />
酸<br />
化
• 底 物 水 平 磷 酸 化 是 在 被 氧 化 的 底 物 上 发 生 磷 酸 化<br />
作 用 。 即 底 物 被 氧 化 的 过 程 中 , 形 成 了 某 些 高 能<br />
磷 酸 化 合 物 的 中 间 产 物 , 通 过 酶 的 作 用 可 使 ADP 生<br />
成 ATP。<br />
分 解 代 谢 过 程 中 , 底 物 因 脱 氢 、 脱 水 等 作 用 而 使 能 量 在 分 子 内 部 重<br />
新 分 布 , 形 成 高 能 磷 酸 化 合 物 , 然 后 将 高 能 磷 酸 基 团 转 移 到 ADP 形 成<br />
ATP 的 过 程 。
人 酒 量 的 大 小 <br />
乙 醛<br />
器 官 病 变 ( 肝 硬 化 , 上 下 消 化 道 癌<br />
酒 精 敏 感 反 应 ( 脸 红 , 心 跳 加 速 , 恶 心 , 呕 吐 ,<br />
酒 精 敏 感 反 应 ( 脸 红 , 心 跳 加 速 , 恶 心 , 呕 吐 ,<br />
头 晕 , 血 压 下 降 )
人 酒 量 的 大 小 <br />
• 与 醛 脱 氢 酶 的 活 性 有 关 !!<br />
• 基 因 型 正 常 纯 合 子 异 常 纯 合 子 杂 合 子<br />
• 人 群 比 例 45 10 45<br />
• 酒 量 大 小 中 等
四 、 生 物 体 内 的 代 谢 网 络
脂 肪<br />
多 糖<br />
蛋 白 质<br />
生 物 体 内 能 量 产<br />
生 的 三 个 阶 段<br />
脂 肪 酸 、 甘 油<br />
大 分 子 降 解<br />
成 基 本 结 构<br />
单 位<br />
葡 萄 糖 、 氨 基 酸<br />
其 它 单 糖<br />
小 分 子 化 合 物<br />
分 解 成 共 同 的<br />
中 间 产 物 ( 如<br />
丙 酮 酸 、 乙 酰<br />
乙 酰 CoA CoA 等 )<br />
磷 酸 化<br />
电 子 传 递<br />
( 氧 化 )<br />
+Pi<br />
e -<br />
三 羧 酸<br />
循 环<br />
共 同 中 间 物 进<br />
入 三 羧 酸 循 环 ,<br />
氧 化 脱 下 的 氢 由<br />
电 子 传 递 链 传 递<br />
生 成 H 2 O, 释 放<br />
出 大 量 能 量 , 其<br />
中 一 部 分 通 过 磷<br />
酸 化 储 存 在 ATP<br />
中 。
‣ 三 羧 酸 循 环 是<br />
三 大 物 质 代 谢 的 中 心
合<br />
成<br />
代<br />
谢<br />
与<br />
分<br />
解<br />
代<br />
谢<br />
组<br />
成<br />
代<br />
谢<br />
网<br />
络
光<br />
合<br />
作<br />
用<br />
与<br />
细<br />
胞<br />
呼<br />
吸<br />
之<br />
间<br />
的<br />
联<br />
系
期 中 考 试 :<br />
1 简 要 概 述 有 关 生 命 科 学 研 究 某 个 方 面 的<br />
进 展 , 并 结 合 自 己 的 理 解 写 出 你 的 感 想 以<br />
及 分 析 等<br />
2 字 数 不 少 于 1500 字 。<br />
3 作 业 须 附 上 你 的 主 要 参 考 文 献 1-2 篇 。 中<br />
英 文 文 献 均 可 。<br />
3 交 作 业 时 请 装 订 好 , 并 写 清 你 的 姓 名 ,<br />
学 号 , 年 级 , 学 院 。<br />
4 请 于 11 月 17 日 上 课 时 交 给 上 课 老 师 。
哈 哈 ,<br />
下<br />
课<br />
了<br />
!