3 生命活动的维持—.ppt

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1、什么是新陈代谢生命系统中的能量从何而来食物怎样为人体供能，它们命运如何有氧运动能消耗脂肪第三章能量、物质的获得与转换一、能量代谢简介二、光合作用三、物质代谢新陈代谢是生物的基本特征之一包括生物在生命活动中所进行的一切化学反应的总称。第一节代谢简介生物体内新陈代谢各方面的相互关系：生物的能量代谢ATP生成的具体方式生物氧化的特点和过程一、生物的能量代谢能量代谢的热力学原理能量传递媒介1、能量代谢的热力学原理自由能(G)：指一个反应体系中能够做功的那部分能量。自由能的变化(ΔG)：产物的自由能与反应物的自由能之差，与反应转变过程无关。标准自由能的变化(ΔG0)

2、标准条件：298K，101.3KPa，反应物浓度为1mol/L生化反应中标准自由能的变化(ΔG0’)：标准条件：298K，101.3KPa，反应物浓度为1mol/L，pH=7如A+BC+DΔG=(GC+GD)-(GA+GB)ΔG=ΔG0+RTln[C][D]/[A][B]ΔG<0ΔG=0ΔG>0反应自发进行反应达到平衡反应不能自发进行葡萄糖+PiΔG=+13.8kJ/molATP+H2OADP+PiΔG=-31.5kJ/mol6－磷酸葡萄糖+H2O葡萄糖+ATP6－磷酸葡萄糖+ADPΔG=17.7kJ/mol葡萄糖的磷酸化是被ATP水解反应所驱动。反应体系

3、的总自由能差等于体系中各单独反应自由能的代数和即一个热力学上不能进行的反应（ΔG>0）可以被另一个热力学上可以进行的反应（ΔG<0）所驱动，只要它们自由能差的代数和小于零。在生化反应中，许多反应是被ATP的水解所驱动的。两个磷酸基团ATP的作用ATPADP传递磷酸基团并提供能量ATPAMP+PPi机体内中间传递能量为生物膜物质运输提供能量为物质代谢提供能量一个磷酸基团动态平衡重要的能量传递媒介分解代谢释放的能量并不直接被吸能代谢所利用，而是通过一些能量传递物质来传递能量，起能量转运站的作用。既可传递能量，又可暂时储藏能量。ATP烟酰胺辅酶黄素辅酶①ATP（

4、腺三磷）——生物能量的主要传递者②烟酰胺辅酶（NAD、NADP）NAD－－烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NADP－－烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸VB5（烟酰胺）氢载体NAD+：R为H；NADP+：R为PO32-返回NADH+H++3ADP+3Pi+1/2O2NAD++4H2O+3ATP重要的氢载体NADH+H++1/2O2NAD++H2O3ADP+3Pi3ATP+3H2O③黄素辅酶FMN－－黄素单核苷酸FAD－－黄素腺嘌呤二核苷酸氢载体生物体内VB2以FMN和FAD形式存在返回FADH2+2ADP+2Pi+1/2O2=FAD+3H2O+2ATP二、ATP生成的具体方式

5、：底物水平磷酸化氧化磷酸化光合磷酸化1、底物水平磷酸化在被氧化的底物上发生磷酸化作用。即底物被氧化的过程中，形成了某些高能磷酸化合物的中间产物，通过酶的作用可将高能磷酸键直接转给ADP生成ATP。X～P+ADPATP+X底物水平磷酸化形成高能键能量来源于伴随着：与氧的存在与否无关底物脱氢分子内部能量重新分布和集中2、氧化磷酸化通过生物氧化电子传递体系产生ATP的过程A、生物氧化概念有机分子在机体内氧化成二氧化碳和水并释放出能量的过程B、生物氧化特点在活体细胞中进行，需酶参加温和条件复杂的氧化还原过程能量逐步释放，以ATP形式储存和转运生物氧化的速度由细胞自

6、动调控。C、生物氧化部位在真核生物细胞内，生物氧化都是在线粒体内进行原核生物则在细胞膜上进行生物氧化生物氧化过程代谢分子H+e-O2-H2O能量呼吸链脱氢即是被氧化，H可拆分为H++e电子传递过程电子传递过程氧化型辅酶还原型辅酶重要的电子传递载体：NAD+、NADP+、FMN+、FAD+（氧化型）NADH、NADH2、NADPH、FADH（还原型）电子传递链位置：质膜(原核)，线粒体内膜(真核)。电子传递参与代谢FADH2(-0.06)NADHFMNFeSCoQCytbCytc1CytcCyta/a3O2-0.32-0.30-0.120.100.040.2

7、20.250.290.82NADH+H++1/2O2NAD++H2OᅀGθ=-220kJ/mol3ATPNADPH+H++1/2O2NADP++H2OᅀGθ=-202kJ/mol3ATPFADH2+1/2O2FAD++H2OᅀGθ=-181kJ/mol2ATP电子传递抑制剂鱼藤酮、安密妥NADHCoQ抗霉素ACytbCytc1氰化物、硫化氢、叠氮化合物、一氧化碳Cyta/a3O2氧化磷酸化电子传递，伴随ADPATP生物氧化，伴随磷酸化作用需氧细胞生命活动的基础，主要的能量来源。高能磷酸化合物：ATP+O2H2O能量物质ADP+PiATPCO2+H2ONAD

8、+NADH能量NAD+H+氧化磷酸化过程合成代谢、细胞运动、肌肉收