课件：第四章新陈代谢.ppt

第四章 新陈代谢,本章内容,代谢的基本原理 生物能转换与释放细胞呼吸 生物能量的获得光合作用,一、代谢的基本原理,能量的本质 代谢反应 酶 ATP：主要的能量载体,能量的本质,热力学第一定律 热力学第二定律 生命系统与热力学第二定律 生命系统必须维持一种低熵状态。 在生命活动中生物个体耗热，促使整个 系统熵值增大。 生物个体不断地从外界环境中吸取负熵以维持自身的高度有序状态。,矛盾,什么是代谢？,代谢：生物体内全部化学物质的转化和能量的转化过程。 涉及：化学物质转化合成或分解； 能量转化释放或吸收。 同化作用消耗能量，将小分子合成大分子的过程； 异化作用将复杂的化合物分解为简单的小分子，并释放能量的过程。 代谢途径：指顺序发生的一系列反应，每一步由特定的酶来催化。,酶,定义：具有催化活性的蛋白质。 仅有一条肽链/多条肽链/蛋白质+金属离子或小分子(辅酶或酶的辅助因子)/极少数是非蛋白的酶。 底物：参与酶催化反应的反应物。 酶促反应的特点 1、底物专一性 2、反应条件温和 3、高反应速率,酶的结构,大部分酶是球形的，在表面区域的裂缝是与底物结合的区域，称为活性中心。 浓集与定向效应/物理应力效应/改变底物电荷 酶的功能 降低反应活化能 温度对酶促反应的影响 pH对酶促反应的影响 酶活性的调节 竞争性抑制 (如叶酸结构类似物-磺胺类药物) 变构调节 共价调节(如酶与磷酸根的结合),能量供体ATP,1、膜内外的物质转运； 2、细胞内的做功机械运动； 3、生化反应。 能量的耦合：一个代谢反应释放出的能量储存在ATP中，ATP所储存的能量供另一个代谢反应所需。 生物代谢具可控性对代谢途径中酶的调控。在此过程中能量的释放和消耗是逐步发生的。 代谢缺陷病 糖尿病：葡萄糖代谢紊乱； 蚕豆病：葡萄糖代谢缺陷，伴性遗传疾病。 苯丙酮酸尿症：苯丙氨酸代谢缺陷，智力障碍遗传病，属常染色体隐性遗传。,二、生物能转换与释放细胞呼吸,细胞呼吸获取能量的特点 生物获取能量主要依赖于生物大分子氧化。 碳水化合物氧化效率很高，释放的能量40%储存到ATP分子中，其余能量以热能形式释放到环境中。 碳水化合物的体内氧化在近中性pH，常温下进行。 碳水化合物氧化产生的能量是逐步释放的。,葡萄糖彻底氧化的三阶段 糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化,糖酵解,在细胞质溶胶中进行，无O2参与； 每1分子的葡萄糖，最终产物为2分子丙酮酸、 2分子的还原型的NADH、2分子ATP。,TCA循环,丙酮酸脱氢酶,丙酮酸,乙酰辅酶A,柠檬酸合成酶,柠檬酸,顺乌头酸酶,顺乌头酸,异柠檬酸,异柠檬酸脱氢酶,-酮戊二酸,第一次氧化,-酮戊二酸脱氢酶,琥珀酰辅酶A,第二次氧化,琥珀酸,底物水平磷酸化,琥珀酸脱氢酶,延胡索酸,第三次氧化,延胡索酸酶,L-苹果酸,草酰乙酸,第四次氧化,氧化磷酸化,NADH脱氢酶：是含有NAD+或NADP+形式的辅酶，接受电子，并传递2个氢原子给黄素蛋白。,黄素蛋白：FAD和FMN是黄素蛋白的脱氢酶的辅基，最多可接受2个电子。,醌类：一类脂溶性的氢载体，可作为氢的受体和电子供体。有3类型，即泛醌、甲基萘醌和脱甲基萘醌。,细胞色素：是电子传递蛋白，从醌类上接受电子。,1分子葡萄糖分解可生成多少ATP?,1mol葡萄糖产生的ATP相当于1150kJ，而1mol葡萄糖燃烧产生的能量约 2870kJ，即细胞通过呼吸氧化利用葡萄糖热能的效率约40%。,葡萄糖的分解,三、生物能量的获得光合作用,光合作用的基本要素 光合作用 光反应 暗反应,光合作用的要素,太阳能提供能量 二氧化碳提供碳原子 水提供电子和氢质子 叶绿体光合作用场所,每年照射到地球上的日光能约5.21021kJ，其中0.05%进入有机分子。总体上说，光合作用利用太阳能的效率比较低，一般光合作用的效率在0.5%-1.5%，照射在植物叶片上的光能绝大部分未被利用。,光合作用利用的太阳能,光合作用的底物与产物,光合作用 光反应和暗反应,光合作用的C4路线旱生植物的光能利用,旱生植物为防止细胞中水份的蒸发常将气孔关闭，由此减少了CO2分子进入细胞的数量，提高了细胞内O2/CO2的比例，不利于CO2的同化作用。 为适应旱生环境，这类植物在薄壁细胞中发展了一条C4路线。将CO2暂时固定，然后在含叶绿素的维管束鞘细胞中释放，以此提高CO2的浓度，减少光呼吸，有利于光合作用的进行。,后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用 资料仅供参考，实际情况实际分析,感谢您的观看和下载,The user can demonstrate on a p