第四章 细胞代谢

? 第四章 细胞代谢 ? 能与细胞 ? 酶

? 物质的跨膜转运 ? 细胞呼吸 ? 光合作用 一、能与细胞

? 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来自太阳。代谢是物质和能量的转化过程。

? 热力学定律

热力学第一定律：能量守恒定律

自由能：在恒温恒压下总能量中可以作功的能量。

热力学第二定律：所有自发过程总是伴随自由能的降低，即熵的增加，系统的无序性增大。 △G=△H-T△S

G—自由能，H—系统中总的热，T—绝对温度，S—熵：体系的无序性

? ATP的结构与功能

1.ATP (腺嘌呤核苷三磷酸)的结构

? ADP + Pi ATP 此过程称为磷酸化

若磷酸化所需能量来自化合物的氧化分解-----氧化磷酸化 若磷酸化所需能量来自光能-----光合磷酸化

通过ATP的合成和水解而使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP循环。

? ATP是细胞中的能量通货

? 二、酶

(一) 酶降低反应的活化能

? 活化能:在一定温度下反应物进入活化状态所需要的自由能。 ? 酶的催化作用机理

? (二) 多种因素影响酶的活性 ? 底物浓度 ? 米氏方程：

Vmax· [S] v= Km +

? 温度对酶促反应速度的影响 ? 最适温度：酶活性最高时 的温度 动物为35~40 ℃； 植物为40~50 ℃ α- 淀粉酶70 ℃

温度对酶促反应影响的原因：

? 适当升温提高了底物与酶活性部位的结合速度。 ? 温度超过适宜温度后酶逐步变性失活。 ? pH影响酶活性

? 动物体内最适pH值在6-8之间,接近中性。

? 酶的辅助因子

? 辅酶:与酶结合松驰可用透析或超滤方法除去。 辅酶Ⅰ（NAD+）、辅酶Ⅱ（NADP+）、FMN

辅基：以共价键与酶蛋白牢固结合的辅助因子，不能用透析方法除去。 FAD、细胞色素氧化酶中的铁卟啉、多酚氧化 酶中的铜

? 抑制剂影响酶活性

? 抑制剂：凡能够降低或抑制酶活性的物质 是否以共价键结合

? 不可逆抑制剂

能与酶结合，使之永久失活，甚至使酶受到破坏。 有机磷杀虫剂，青霉素

? 可逆抑制剂： 竞争性抑制剂 非竞争性抑制剂

对氨基苯甲酸 对氨基苯磺酸胺（磺胺药） 二氢叶酸合成前体

? 磺胺类药物,与其竞争四氢叶酸合成酶的活性部位 三、物质的跨膜转运

? （一） 被动运输——单纯扩散 ? （二）被动运输---细胞的易化扩散

以载体为中介的易化扩散 以通道为中介的易化扩散

? （三）主动运输——钠钾泵（动物细胞，直接消耗ATP）

主动运输——质子泵（植物细胞） ——直接消耗ATP

? 主动运输——协同运输（间接消耗ATP）

? （四）胞吞和胞吐作用

——生物大分子或颗粒

物质的运输 胞吞作用

吞噬作用 胞饮作用

胞吐作用

受体介导的胞吞 四、细胞呼吸 细胞呼吸引论 糖酵解 柠檬酸循环

电子传递和氧化磷酸化 发酵作用

各种分子的分解和合成 细胞呼吸引论

细胞呼吸：是细胞在有氧条件下从食物分子（主要是 葡萄糖）中取得能量的过程。

有机化合物+O2→CO2+H2O+能量

不同于呼吸运动，但通常意义的呼吸运动与细胞呼吸是相互关联的。

? 细胞呼吸的三个阶段： ? 糖酵解 ? 柠檬酸循环

? 电子传递和氧化磷酸化 ? 糖酵解过程

? 细胞质中进行，可分为两个阶段： 第一个阶段：

由葡萄糖生成2个三碳糖 第二个阶段：

甘油醛-3-磷酸生成丙酮酸

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