生命活动的能量获取与转换

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1、第7讲生命活动的能量获取与转换第一节能量与代谢第二节光合作用第三节细胞呼吸1第一节能量与代谢一、ATP的结构和功能二、能量代谢三、生物催化剂——酶四、生物氧化五、生物体内复杂的代谢网络2一、ATP的结构和功能3ATP是生物体能量流通的货币有机分子+O2+ADP+Pi→ATP+CO2ATP+H2O→ADP+Pi+能量4ATP是生物系统能量交换的中心荧火虫机械能--运动化学能--合成渗透能--分泌吸收电能--生物电热能--体温光能--生物发光5仲夏的夜晚萤火虫如何利用ATP来发光？发光细胞有荧光素酶（E-LH），酶促反应使ATP与E-LH先偶联，偶联的高能中间产物E~LH

2、2-AMP在氧气存在时可释放出能量，并以荧光的形式发射出来：ATP+E-LHE~LH2-AMP+PiE~LH2-AMP+O2E-P+CO2+h6二、能量代谢绿色植物和光合细菌把太阳能转变为化学能，利用太阳能合成有机物（光合作用）；除了维持自身的生存还为其他生物提供食物（食物链）。7食物链8生命活动的原动力在于生物体内一刻不停的新陈代谢通过新陈代谢不断把太阳能或食物中贮存的能量，转化为可供生命活动利用的能量，不断制造出各种大、小分子以供生命活动所需要。物质代谢——由底物分子变成产物分子能量代谢——消耗能量或释放能量9能量代谢从小分子合成大分子需要消耗能量n氨基酸+能量

3、→蛋白质2丙酮酸+能量→葡萄糖从大分子分解为小分子会释放能量葡萄糖→2丙酮酸+能量10能量贮存在ATP中然后用在生命活动的各个方面11各种生命活动所需能量一览12三、生物催化剂——酶体内的新陈代谢过程又都是在生物催化剂——酶的催化下进行的。催化剂可以加快化学反应的速度，酶是生物催化剂，它的突出优点是：催化效率高专一性质可以调节13用简单的实验证明酶的催化效率2H2O2→2H2O+O2↑空白铁屑肝糜肝糜（煮）14酶的专一性（特异性）特殊的三维空间结构和构象酶的活性位点或酶的活性中心钥匙和锁，诱导契合酶的活性位点“柔性学说”15酶的化学本质是蛋白质有的酶仅仅由蛋白质组成，如：

4、核糖核酸酶。有的酶除了主要由蛋白质组成外，还有一些金属离子或小分子参与，它们是酶活性所必须的，称为辅酶/辅基或辅助因子。16羧基肽酶以Zn2+为辅助因子17肌红蛋白和血红蛋白以铁卟啉环为辅助因子肌红蛋白血红蛋白铁卟啉辅基18酶催化作用的机理——降低活化能催化剂只能加速原来可以进行的反应。即使对可以进行的反应来说，反应物分子应越过一个活化能才能发生反应。酶作为催化剂的作用是降低活化能。19底物与酶的结合降低了活化能20酶使底物分子活化的方式使底物分子产生应力使底物分子电荷变化使底物靠拢21酶的活性可以调控温度的影响pH的影响22在代谢途径中调节酶活性若干酶前后配合完成一系列

5、代谢反应，就形成一条代谢途径。反馈抑制：一条代谢途径的终产物，有时可与该代谢途径的第一步反应的酶相结合，结合的结果使这个酶活性下降，从而使整条代谢途径的反应速度慢起来。23通过共价调节酶活性酶蛋白分子可以和一个基团形成共价结合，使酶蛋白分子结构发生改变，使酶活性发生改变，称为酶的共价调节。例如：糖原磷酸化酶具有磷酸化位点。24结构类似物与底物产生竞争性抑制酶的竞争性抑制：有的酶在遇到一些化学结构与底物相似的分子时，这些分子与底物竞争结合酶的活性中心，亦会表现出酶活性的降低（抑制）25对氨基苯甲酸（细菌生长因子）对氨基苯磺酸（磺胺药）磺胺类药物竞争性抑制细菌体内的酶26四、

6、生物氧化火柴燃烧是纤维素氧化(C6H12O6)n+O2→nCO2+nH2O+能量燃烧过程剧烈在空气中进行不需要酶参与一步反应淀粉的生物氧化(C6H12O6)n+O2→nCO2+nH2O+能量过程缓慢在水环境中进行需要酶参与分步进行27生物氧化的特点（1）在活体细胞中进行，需酶参加（2）条件温和（3）复杂的氧化还原过程（4）能量逐步储存和转运28五、生物体内复杂的代谢网络生物体内许多的分解代谢和合成代谢途径，形成错综复杂的代谢网络。这些代谢途径分布于生活细胞的不同部位。29第二节光合作用一、光合作用的概念二、叶绿体是光合作用进行的场所三、光合作用的机理30一、光合作用的概念

7、绿色植物和光合细菌利用太阳能使二氧化碳固定为有机物的过程称为光合作用。在现在的地球上，光合作用是一切生物得以生存的基础。31光合作用的早期研究1642年，比利时Helmont1770年英国牧师Priestley32氧气的来源1930年Stanford大学，Niel细菌光合作用：CO2+H2S→CH2O+SCO2+H2O→CH2O+O210年后，同位素示踪实验：CO2+H218O→CH2O+18O233二、叶绿体是光合作用进行的场所基粒类囊体内膜外膜34吸收光能靠叶绿素35三、光合作用的机理光反应：在叶绿素参与下，利用光能劈开水