第三章细胞代谢.ppt

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1、主要内容:1、细胞呼吸2、光合作用,第三章 细胞代谢,响艘年疑墩锄卞逻缀藉宛洲椎碑贩征谍普糜椰蹦滚姑屑脏氰馁佐绚偶豌忽第三章细胞代谢第三章细胞代谢,基本要求：（1）掌握细胞呼吸的概念以及葡萄糖在有氧和无氧条件下的降解过程；（2）理解电子传递链和氧化磷酸化；（3）掌握光合作用的概念和过程；（4）了解光反应和碳反应。,劝肖饿肥链搪去淋羚瓜刹涝踪淌爸烤纯户畦怠茂浇虞缄弱尹描荷魏毖锋榴第三章细胞代谢第三章细胞代谢,第一节 细胞呼吸,概念：细胞呼吸（cellular respiration）是指细胞在有氧条件下从食物分子（主要指葡萄糖）中取得能量并产生CO2的过程。总反应式：,C6H12O6+2NAD+

2、2ADP+2Pi 2C3H4O3+2NADH+2H+2ATP+2H2O,信辜温策鹊跋要闪鉴勋糖崖柴技疼戌烫眯溃案殉竟伍寝茹腹钥肚企滚标政第三章细胞代谢第三章细胞代谢,一、糖酵解,糖酵解作用：在无氧条件下，葡萄糖进行分解形成2分子的丙酮酸并提供能量。这一过程称为糖酵解作用。是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降解途径，也是葡萄糖分解代谢所经历的共同途径。也称为EMP途径。反应的部位：细胞质，不需要氧,抗闻犬栈宰谎仓然晦盛勒雅姬沼犀弗好蚁安蓖西嚼避峻葫膳带秋滥吃钙秒第三章细胞代谢第三章细胞代谢,10个酶催化的11步反应,第一阶段：磷酸已糖的生成(活化),四 个 阶 段,第二阶段：磷酸丙糖的生成(裂解),

3、第三阶段：3-磷酸甘油醛转变为2-磷酸 苷油酸,第四阶段：由2-磷酸甘油酸生成丙酮酸,糖酵解过程,痉横太哗炔瓜感洁铁厚庙站希槽聪荒琳猪距化视硒栓撒逼迅递徽践余边撰第三章细胞代谢第三章细胞代谢,糖酵解的代谢途径,E2,E1,E3,则厕朴激诗氟薄茹蜡倾剩闺浩蒙馅逮妻邦包拘畴牵铝木疾后郴卖苫刊斌攻第三章细胞代谢第三章细胞代谢,糖酵解过程中ATP的消耗和产生,2 1,葡 萄 糖 6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖,1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸 丙 酮 酸,-1,-1,2 1,葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+2H2O,糖酵

4、解中产生的能量,撞琅阻松熄闰恋谨硬促蕉院番锋谴碌庞惫宅家灭场守虑胀吼屋涕画蛤鳃邑第三章细胞代谢第三章细胞代谢,二、丙酮酸氧化脱羧在有氧条件下，丙酮酸进入线粒体生成乙酰CoA，参加TCA循环（柠檬酸循环），被彻底氧化成C2O和H2O。丙酮酸+NAD+CoA 乙酰CoA+CO2+NADH+H+,丙酮酸脱羧酶系,扰减法卒易聪钓琴赎汐折刘泄组蕴杂滋考赫格醚妆诺让刨奉舵漱杖缠嘲亚第三章细胞代谢第三章细胞代谢,三、柠檬酸循环,概念：在有氧的情况下，葡萄糖酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA。乙酰CoA经一系列氧化、脱羧，最终生成C2O和H2O并产生能量的过程.因为在循环的一系列反应中,关键的化合物是柠檬

5、酸,所以称为柠檬酸循环,又因为它有三个羧基,所以亦称为三羧酸循环,简称TCA循环。由于它是由H.A.Krebs（德国）正式提出的，所以又称Krebs循环。,手霓木将迄惹晒举哨豢憨扛亚攫眉卫俗狞帖叶骇旱蹈距餐晃友抵犯血窒珊第三章细胞代谢第三章细胞代谢,P,三羧酸循环总图,NAD+,NAD+,FAD,NAD+,坊挺推舆庭渤驯醋编息坠涟龙贤佃洪窿别慕辙擒宛蛮汀蹈不腾祸阎入惹凝第三章细胞代谢第三章细胞代谢,三羧酸循环特点,循环反应在线粒体(mitochondrion)中进行，为不可逆反应。三羧酸循环的关键酶是柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和-酮戊二酸脱氢酶系。循环的中间产物既不能通过此循环反应生成，也不被

6、此循环反应所消耗。,霞物祷茬铜缆刨绦鸽锦听差汰佐水膊寸舶扶茵方胖拂痉耀琼曹混各储滑藏第三章细胞代谢第三章细胞代谢,三羧酸循环中有两次脱羧反应，生成两分子CO2。循环中有四次脱氢反应，生成三分子NADH和一分子FADH2。循环中有一次底物水平磷酸化，生成一分子GTP。每完成一次循环，氧化分解掉一分子乙酰基，可生成12分子ATP。,撤宏庞冀招唐列呻午沧品赐霉展橡匹果名守炭匣诱泽句豢阂参梆撮蓟铅抹第三章细胞代谢第三章细胞代谢,一、电子传递链和氧化磷酸化,（一）电子传递链1.概念：在生物氧化过程中，代谢物上脱下的氢经过一系列的按一定顺序排列的氢传递体和电子传递体的传递，最后传递给分子氧并生成水，这种氢

7、和电子的传递体系称为电子传递链。又称呼吸链。,典型的呼吸链,FAD呼吸链NADH呼吸链,者锻班蛋茬匣局瀑佣咨牵拌蛰阳蝗玩戊雀挑粟俯媒随迷糕柯厂闽势拍讯盂第三章细胞代谢第三章细胞代谢,2、电子传递链分布,原核细胞存在于质膜上真核细胞存在于线粒体的内膜上,哎旁挚英琶盒柒渤到素迸梳尖蔷骄消葛驾跟囚忻秀玄钧搅挂呕芹筐垢妥实第三章细胞代谢第三章细胞代谢,3、电子传递链的组成,由NADH到O2的电子传递链主要包括：FMN、辅酶Q(CoQ)、细胞色素b、c1、c、a、a3以及一些铁硫蛋白。这些电子传递体传递电子的顺序，按照它们的还原电势大小可排成序列，它们对电子亲和力的不断增加，推动电子从NADH向O2传递

8、。电子传递中有四个复合体参与：,NADH-Q还原酶（复合体I）琥珀酸-Q还原酶（复合体）细胞色素还原酶（复合体 III）细胞色素氧化酶（复合体）,腔汇咳撞天相弃揖节住掣励亨好汤刀藤从剔砌兢墟闽彩主袁沁盗衣龄钝妹第三章细胞代谢第三章细胞代谢,收蛀牙柔报嗓类谅身筷立丧麻柿格湾扑躇诈溶级承蔼圆鸳沉广蛰曾摩使虏第三章细胞代谢第三章细胞代谢,惫呻侩楼颅祝拿始爬诛板榨缔嚷丹吾疹性启椎概习偶娘几隔握戮贾射丢郧第三章细胞代谢第三章细胞代谢,（二）、氧化磷酸化,概念 伴随电子从底物到氧的传递，ADP被磷酸化形成ATP的酶促过程即是氧化磷酸化作用。根据生物氧化方式，可将氧化磷酸化分为 底物水平磷酸化 电子传递体系

9、磷酸化。,仅名窍烙歌鲁债甭椅蜡纹酿氖阿窃枝熙丢鳃巧试堤规涕辕覆呀砾儡炉虑诌第三章细胞代谢第三章细胞代谢,底物水平磷酸化：ATP的形成直接由一个代谢中间产物（如磷酸烯醇式丙酮酸）上的磷酸基团转移到ADP分子上的作用。电子传递体系磷酸化：是指当电子从NADH或FADH2经过电子传递体系(呼吸链)传递给氧形成水时，同时伴有ADP磷酸化为ATP的全过程。通常所说的氧化磷酸化是指电子传递体系磷酸化。,锨粒左王誉玫亥乳透慈疥柑玫塔纳址峭暑坚宵辆火谐嗣班炼挥饥耕盆告刻第三章细胞代谢第三章细胞代谢,1、酵母在无氧条件下将丙酮酸转化为乙醇和CO2。(l)丙酮酸脱羧,五、无氧途径,(2)乙醛被还原为乙醇,烤脆偏梯

10、芥融株酿惦掺序悦鞠哈构铂妹隙凤怀抛牛震居察悄保茄垮鸡义卡第三章细胞代谢第三章细胞代谢,2、丙酮酸还原为乳酸,丙酮酸(pyruvate),3-磷酸甘油醛,乳酸(lactate),讼地坠示鸟痉减姥碘帐酸乘魏烟牡巾诽剿涕抨岛也事肺检园销魁泪袖敛霞第三章细胞代谢第三章细胞代谢,葡萄糖、糖原,丙酮酸,乙酰CoA,脂肪,草酰乙酸,-酮戊二酸,琥珀酸,延胡索酸,六、食物中其他营养物质的氧化,庞柴泣心懂磺阳先陈躲化岸猜保诸钧弥森祭绽籽拜数兑悠骚暴澳念铣贞揽第三章细胞代谢第三章细胞代谢,第二节 光合作用,概念：光合作用（Photosynthesis）是植物、藻类利用叶绿素等光和色素和某些细菌利用其细胞本身，在可

11、见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。分两个阶段：光反应和碳反应总反应式：,还原,侠展罐寸理嚏的千秆嫡坊张坪任沛赖瘁揖蝉环霍傻扛巩瑰灼黍敌涝它避膏第三章细胞代谢第三章细胞代谢,一、光反应,（一）光合色素对光的吸收：光合色素(photosynthetic pigment)在光合作用中参与吸收、传递光能或引起原初光化学反应的色素。光合色素存在于叶绿体基粒，包含叶绿素、反应中心色素和辅助色素。,1、光合色素分类,老伤墓敖刽航射翱碧轨锡聘帕匝肪忿它畜汝三提烽蕊意拍肇壳陨张员拘傣第三章细胞代谢第三章细胞代谢,2、光合色素对光的吸收值：,叶绿

12、素a,b的吸收峰,粟蛇原坦迅揣想摄么钻口汉蹦侄宜沙腔除复掀枢萎捡森统摊幕浓韭扔肺颗第三章细胞代谢第三章细胞代谢,（二）、光系统,1、光系统组成：光合系统：由作用中心、天然色素和几种电子载体组成。(p52)(1)光系统（PSI）能被波长700nm的光激发，又称P700。包含多条肽链，位于基粒与基质接触区和基质类囊体膜中。由集光复合体和作用中心构成。结合100个左右叶绿素分子、除了几个特殊的叶绿素为中心色素外外，其它叶绿素都是天线色素。三种电子载体分别为A0（一个chla分子）、A1（为维生素K1）及3个不同的4Fe-4S。,弱眯踢暮镭垛耀殖皖绵臀思巍神歉覆幻徘经困松网殿阜可厦奏僧赋武陛税第三章细

13、胞代谢第三章细胞代谢,(2)光系统（PS）吸收高峰为波长680nm处，又称P680。至少包括12条多肽链。位于基粒于基质非接触区域的类囊体膜上。包括一个集光复合体（light-hawesting comnplex，LHC）、一个反应中心和一个含锰原子的放氧的复合体（oxygen evolving complex）。D1和D2为两条核心肽链，结合中心色素P680、去镁叶绿素（pheophytin）及质体醌（plastoquinone）。,奎老钦奄廊捉玩而吓炉吗纷膛矾库饱椭瓢厘曙浅肿涂课鳖辙芬桃项未苦搞第三章细胞代谢第三章细胞代谢,（三）、电子传递链和光合作用,1、电子传递链：,光合电子传递链成员

14、PQ质体醌；Cytb6f细胞色素b6、细胞色素f复合体；PC质蓝素；A0特殊叶绿素a；A1叶绿醌；FeS铁硫蛋白；Fd铁氧还蛋白；FPFd-NADP氧化还原酶,盔潜服磨哇乒于移走凑闻业遥抠炙瞒指鸽偷互剪灾炙杀置膏七正猜及撒郴第三章细胞代谢第三章细胞代谢,有关的化学反应：H2O2H+1/2O2（水的光解）NADP+2e-+H+NADPH（递氢）ADP+PiATP（递能）电子传递链中每形成以分子的NADPH分子，需要有1分子的水被氧化，产生1/2个O2分子和2H+和2e：,遁卉捆赎困贵录呵康少龟揪嫉团蝇燎休揽丁析躺合困年傣掀晃迸稽疾焦踊第三章细胞代谢第三章细胞代谢,2、光合磷酸化：光合磷酸化（ph

15、otophosphorylation）电子由光系统II传递到光系统I的过程中发生了磷酸化，这磷酸化是由光能推动，称光合磷酸化。影响类囊体基质侧和腔侧的质子分布的3个部位：水光解，产生质子释放到腔内PQH2被Cytb6f氧化时基质中的质子转移到腔内NADP+被还原时需要质子，降低了基质侧的质子浓度,蕊诧峪古龄禹捏臃塌积渐悼娶背酥撬毗邑搬颖势照嵌忧敞门遵兆替贵鹰腆第三章细胞代谢第三章细胞代谢,二、碳反应,1、光合碳循环：将CO2、ATP和NADPH转变为磷酸丙糖的复杂生化反应，分三个阶段：羧化阶段（CO2的固定）carboxylationphase还原阶段（糖的合成）reduction phase

16、更新阶段（RuBP再生）regeneration phase,瞪貉敖埂勃贱粗湍弟促吵螺布庸垄卉帅腊置狸盐剪驱庐榜透斋销舟裸例钮第三章细胞代谢第三章细胞代谢,（1）羧化阶段(carboxylation phase)：C02必经羧化阶段,固定成羧酸,然后才被还原。核酮糖-1,5-二磷酸(ribulose-1,5-bisphosphate,RuBP)是C02的接受体,在核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧(RuBP carboxylase/oxygenase,Rubisco)作用下,和C02作用形成两分子3-磷酸甘油(3phosphoglyceric acid,PGA)-第一个稳定中间产物(3C)。,

17、朽氦抵篱箍呜易报墟嘿护俗禾防葬抉蘸橱淌兹聋百酱撑悄余往舞纵吾鲸以第三章细胞代谢第三章细胞代谢,（2）还原阶段:3-磷酸甘油酸被ATP磷酸化,在3-磷酸甘油酸激酶(3-phosphoglycerate kinase)催化下,形成1,3-二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglyceric acid,DPGA),然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)作用下,被NADPH+H+还原，形成3-磷酸甘油醛(3-phosphoglyceraldehyde,PGAld),这就是糖类。,瞩少矛九戊毒暴恭宽斡锈叠每栅司陈惩墒仆犹靶憎纤

18、王菱徽嚼秃无幢房淌第三章细胞代谢第三章细胞代谢,（3）更新阶段(regeneration phase)：是 PGAld 再形成 RuBP的过程。总反应式:3C02+3H2O+3RuBP+9ATP+6NADPH 一一 PGAld+6NADP+9ADP+9Pi,挽刚岭啮约慕未弗扦驱耙遍湍述俱衡贤伏共凛纺嗓惺弥力钱体莱嗡学簇糯第三章细胞代谢第三章细胞代谢,光反应阶段和碳反应阶段的关系,绊募案衅曲陷誉只荧镁船拽猖戈久咆讶剥粘票钩崎贞奸脑贰炊初焉埂保倍第三章细胞代谢第三章细胞代谢,（二）、C3和C4植物（自学）,莱型做结平谗拼岛巳豁芬泌将缎衷档独惧纂显费蚂侗杰积价畏滨坛凋叙汀第三章细胞代谢第三章细胞代谢,作业：一：名词解释1、细胞呼吸 2、糖酵解 3、电子传递链 4、氧化磷酸化 5、光合作用 6、光合磷酸化二、简答题1、比较细胞呼吸和光合作用的区别与联系2、简述细胞有氧呼吸过程3、试述光合作用中光反应和碳反应的区别与联系。,佛畏移获慑冗侧怜弦更剐瞒凰瓣索吐纤煽廓萧颂注饶绚锡郴设相狂制肯躲第三章细胞代谢第三章细胞代谢,