第三章生命活動(dòng)的維持(已修改)
2025-06-04 11:25 本頁(yè)面
【正文】 第三章 生命活動(dòng)的維持 — 能量獲得與轉(zhuǎn)換 一、代謝簡(jiǎn)介 二、光合作用 三、細(xì)胞呼吸 ?新陳代謝是生物的基本特征之一 ?包括生物在生命活動(dòng)中所進(jìn)行的一切分解代謝 與 合成代謝 第一節(jié) 代謝簡(jiǎn)介 生物體內(nèi)新陳代謝各方面的相互關(guān)系： 生 物 體 機(jī) 體 代 謝合 成 代 謝分 解 代 謝需 要 能 量放 出 能 量生 物 小 分 子 合 成 大 分 子生 物 大 分 子 分 解 為 小 分 子能 量 代 謝物 質(zhì) 代 謝?生物的能量代謝 ?ATP生成的具體方式 ?生物氧化的特點(diǎn)和過(guò)程 一、生物的能量代謝 ?能量代謝的熱力學(xué)原理 ?能量傳遞媒介 能量代謝的熱力學(xué)原理 ? 自由能 (G)：指一個(gè)反應(yīng)體系中 能夠做功的那部分能量 。 ? 自由能的變化 (ΔG) ：產(chǎn)物的自由能與反應(yīng)物的自由能之差，與反應(yīng)轉(zhuǎn)變過(guò)程無(wú)關(guān)。 ? 標(biāo)準(zhǔn)自由能的變化 (ΔG0) ? 標(biāo)準(zhǔn)條件： 298K， ，反應(yīng)物濃度為 1mol/L ? 生化反應(yīng)中標(biāo)準(zhǔn)自由能的變化 (ΔG0’)： ? 標(biāo)準(zhǔn)條件： 298K， ，反應(yīng)物濃度為 1mol/L，pH=7 如 A+B C+D ? ΔG=(GC+GD)(GA+GB) ? ΔG = ΔG0+RTln[C][D]/[A][B] ΔG0 ΔG=0 ΔG0 反應(yīng) 自發(fā) 進(jìn)行 反應(yīng)達(dá)到 平衡 反應(yīng) 不能自發(fā) 進(jìn)行 ?反應(yīng)體系的總自由能差等于體系中 各單獨(dú)反應(yīng) 自由能的代數(shù)和 ?即一個(gè)熱力學(xué)上不能進(jìn)行的反應(yīng)（ ΔG0 ）可以被另一個(gè)熱力學(xué)上可以進(jìn)行的反應(yīng)（ ΔG0 ）所驅(qū)動(dòng)，只要它們自由能差的代數(shù)和小于零。 ?在生化反應(yīng)中，許多反應(yīng)是被 ATP的水解 所驅(qū)動(dòng)的。 葡萄糖 + Pi ΔG=+ATP + H2O ADP + Pi ΔG= 6－磷酸葡萄糖 + H2O 葡萄糖 + ATP 6－磷酸葡萄糖 + ADP ΔG= 例如葡萄糖的磷酸化是被 ATP水解反應(yīng)所驅(qū)動(dòng)。 能量傳遞媒介 ?通常情況下，分解代謝釋放的能量并不直接被吸能代謝所利用，而是通過(guò)一些能量傳遞物質(zhì)來(lái)傳遞能量，起能量轉(zhuǎn)運(yùn)站的作用。 ?既可傳遞能量，又可暫時(shí)儲(chǔ)藏能量。 ?ATP ?煙酰胺輔酶 ?黃素輔酶 ① ATP（腺三磷）－生物能量的主要傳遞者 αβγO ～ O OPOOPOOA T PA DPA M POOP～NNNNN H2OO H O HC H2O② 、煙酰胺輔酶（ NAD、 NADP） ?NAD－－煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 ?NADP－－煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 磷酸 ?VB5（煙酰胺） ?重要的氫載體 NNNNN H2OO RO HHHHHOPOOOOO HO HHHHHOPOONC O N H2+NAD+： R為 H； NADP+： R為 PO32 N+R+ 2 H 2 HN+RHHHHHHHHHC O N H2C O N H2+ H+N A D+ 或 N A D H 或 N A D P HN A D P+NADH2+1/2O2=NAD+H2O+3ATP 重要的氫載體 ③ 、黃素輔酶 ?FMN－－黃素單核苷酸 ?FAD－－黃素腺嘌呤二核苷酸 ?氫載體 ?生物體內(nèi) VB2以 FMN和 FAD形式存在 ?VB2缺乏時(shí)，人類(lèi)主要癥狀為唇炎、口角炎等。 NNNNN H2OO HO HHHHC H2HOPOOOPOOOC H2CH O HCCH O HC H2H O HN HNNNH3CH3COOF M N A M PF A DN HNNNH3CH3CROOF M N 或 F A DN HHNNNHH3CH3CROO+ 2 H 2 HF M N H2 或 F A D H2FADH2+1/2O2=FAD+H2O+2ATP 二、 ATP生成的具體方式： ? 底物水平磷酸化 ? 氧化磷酸化 ? 光合磷酸化 底物水平磷酸化 ?在被氧化的底物上發(fā)生磷酸化作用。 ?即底物被氧化的過(guò)程中，形成了某些 高能磷酸化合物的中間產(chǎn)物 ，通過(guò)酶的作用可將高能磷酸鍵直接轉(zhuǎn)給ADP生成 ATP。 X～ P + ADP ATP + X ?底物水平磷酸化形成高能鍵 ?其能量來(lái)源于伴隨著： ?與氧的存在與否無(wú)關(guān) ?底物脫氫 ?分子內(nèi)部能量重新分布和集中 氧化磷酸化 通過(guò)電子傳遞體系產(chǎn)生 ATP的過(guò)程 電子傳遞鏈的順序 : N A D H F M N C o Q C y t b C y t c 1 C y t c C y t a a 3 O 2F A D H 2 0 . 3 2 0 . 3 0 0 . 0 4 0 . 0 7 0 . 2 2 0 . 2 5 0 . 2 9 0 . 8 20 . 5 5( 0 . 0 6 )電子傳遞鏈中生成 ATP的部位 N A D H F M N C o
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