能量与代谢ppt课件.ppt

《能量与代谢ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章能量与代谢●新陈代谢最基本的生命活动，生物最重要特征之一●细胞：新陈代谢的基本单位●细胞代谢细胞从环境汲取能量、物质，在细胞内进行各种化学变化，以维持自身高度复杂的有序结构，保证生命活动的正常进行●酶：催化细胞内各种化学变化●能量：生物利用的能量几乎全都直接、间接来自太阳光◆光合作用：唯一、直接利用的过程◆细胞呼吸：间接利用的过程本章要点一、生物体的能量二、生物催化剂——酶三、生物代谢四、细胞呼吸五、光合作用生命活动需要能量热力学定律细胞中的能量通货—ATP一、生物体的能量生命活动需要能量生命的存在要靠能量，生物本身不能创造新的能量。几乎所有地球生命所需要的能量都

2、来自太阳。自养生物与异养生物生态系统中能量的流动是由多样化的生命过程完成的同化作用（合成代谢）：光合作用异化作用（分解代谢）：细胞呼吸代谢是化学物质和能量的转化过程热力学定律热力学第一定律即能量守恒定律，宇宙的能量是一个常数，能量可以不断被转化和转移，但不可能被创造，也不可能被消灭。热力学第二定律热力学将不能做功的随机和无序状态的能定义为熵，以S表示。宇宙或系统的各种过程总是向着熵增大的方向进行。热力学将系统中总的热量称为焓，以H表示。在恒定温度和压力条件下总能量中可以做功的那一部分能量为自由能，以G表示。当熵增加时，系统的自由能便会下降，因此有：△G=△H-T△S(T为

3、绝对温度)生命依靠能量的不断输入一直在与热力学第二定律作抗争，即与自发过程中熵的增大作抗争。放能反应和吸能反应物理和化学过程达到平衡时，即达到系统的自由能最小而熵最大。在一个反应中，如果产物比反应物含有更少的自由能，这个反应便趋向于自发地进行。自发反应可释放自由能，称为放能反应。需从外界输入自由能才能进行的反应称为吸能反应。细胞的能量通货—ATP在活细胞中，能量贮存在腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)中ATP水解时，一个高能磷酸键断裂同时释放出能量ATP+H2O→ADP+PiG=-30.5kJ/molATP戊糖含氮碱基（腺嘌呤）3个磷酸根ATP的结构ATP作为细胞能量的通货是如

4、何工作的？吸能反应和ATP的分解相偶联，放能反应和ATP的合成相偶联。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ATP是生物系统能量交换的中心荧火虫ATP的特殊作用仲夏的夜晚萤火虫如何利用ATP来发光？萤火虫尾部的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~LH2-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+AMP+h酶是具有催化作用的蛋白质酶的催化作用机理多种因素影响酶的活性二、生物催

5、化剂—酶热力学原理只能帮助我们预测一个反应能否发生，却不能告诉我们反应的速度有多快酶是细胞产生的可调节化学反应速度的催化剂绝大多数的酶都是蛋白质酶在常温、常压、中性pH的温和条件下具有很高的催化效率酶是具有催化作用的蛋白质酶的催化作用机理酶可以降低活化一个反应所需要的能量化学键能障活化能酶+底物酶-底物复合物酶+产物E+SE-SE+P酶与底物结合降低反应的活化能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”酶的特异性（专一性）多种因素影响酶的活性最适条件：酶活性最高时的条件温度：接近体温；pH：中性附近；抑制剂：竞

6、争性抑制剂非竞争性抑制剂温度的影响pH的影响酶的抑制剂可逆与不可逆抑制剂竞争性与非竞争性抑制剂反馈抑制酶促反应在细胞中往往不是独立发生的在代谢过程中局部反应对催化该反应的酶所起的抑制作用，称为反馈抑制细胞自行调节其代谢的一种机制维持细胞稳态的重要机制辅助因子和辅酶无机金属离子——辅助因子有机化合物——辅酶——递H+或递电子NADP+和FAD的递H+和递电子作用三、生物代谢活细胞是一个微小的化学工业园氧化—还原反应常见的代谢反应活细胞是一个微小的化学工业园在极其微小的空间内发生着数千种生物化学反应代谢是生物体内所有化学反应过程的总称代谢——酶控制下的化学反应和能量转化细胞不

7、是一个装满了各种酶和底物的口袋，细胞复杂的结构特别是膜的结构固定了各代谢反应的空间和时间，使它们高度有序并可以被控制和调节。细胞利用能量（ATP）完成各种工作代谢途径就像复杂道路交通图生物代谢的作用从环境和不同器官部位获得营养物质，又将代谢废物和热输出到环境中；将营养物质分解成自身代谢需要的有机化合物分子或组成生物大分子的前体分子或构件；合成细胞内的生物大分子；为生命活动提供能量；细胞核中的遗传物质最终对各种反应起调控作用，细胞核类似一个控制中心。氧化—还原反应氧化—还原反应是细胞内最重要的代谢反应。氧化—还原反应实质是电子的