4 细胞代谢 细胞呼吸 光合作用.

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1 4 细胞代谢 细胞呼吸 光合作用

2 细胞和生物不是孤立的系统，而是和外界紧密相连的开放系统
4.1 能与细胞 熵：是系统的状态函数，是无序性的量度。 一个系统中的各种自发过程总是朝着熵增大的方向进行的－热力学第二定律 一个系统随着自发过程的进行，总是朝着无序性增大，有序性减少的方向发展的。但生物的发展却是有序性愈来愈高。 ？ 细胞和生物不是孤立的系统，而是和外界紧密相连的开放系统

3 一切大小事件，从星球的诞生到生物个体的死亡都遵循能量规律。

4 细胞中能的转换 化学能转换为渗透能 肾 化学能转换为机械能 肌肉、 化学能转换为辐射能 生物发光 化学能转换为电能 神经、化学感受器
光能转换为化学能 叶绿体 声能转换为电能 耳 光能转换为电能 眼 ATP是细胞中的能量货币

5 生物氧化 A、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

6 4.2 生命过程的催化剂 ——酶 酶是生物活体细胞产生，以蛋白质为主要成分，具催化功能的一类生物催化剂。

7 酶的作用特点 只催化热力学允许的反应 只加快反应速度，不改变反应平衡点 对正逆反应催化作用相同 降低反应活化能

8 酶的催化特点 反应条件温和 高效 专一 多样 受多因素影响

9 酶的作用机制 A+B+E C+D+E S+E SE P+E 邻近与定向 酸碱催化 共价催化 底物形变 微环境的影响

10 酶的作用机制 酶 底物 酶-底物复合物 酶+产物

11 酶的生理意义 生物体内绝大多数反应都在酶的作用下进行 各种反应的综合就是生命

12 许多因素影响酶的活性 温度 Ph 盐浓度 核酶 RNA 酶

13 细胞的穿膜运动 1、扩散 2、渗透 3、主动运输 4、内吞作用 5、外排

14 4.4 生物氧化过程 O2- H2O + 能量 H+ e- 代 谢 分 子 中间载体 O2

15 EMP（糖酵解）途径 EMP途径的概念 酵母等微生物生醇发酵，丙酮酸由丙酮酸脱羧酶催化，生成乙醛，在乙醇脱氢酶催化下，生成乙醇。
动物和人体不含丙酮酸脱羧酶，丙酮酸由乳酸脱氢酶催化，生成乳酸。

16 三羧酸循环 CoA 乙酰CoA 丙酮酸 加入2C 柠檬 乙酸 异柠檬酸 3ATP 苹果 3ATP
草酰 琥珀酸 α-酮 戊二酸 琥珀 酸 延胡 索酸 苹果 乙酸 柠檬 琥珀酰 CoA 异柠檬酸 3ATP 3ATP 定义：在有氧条件下，酵解产物丙酮酸被氧化分解成CO2和H2O,并以ATP形式贮备大量能量的代谢系统。 CO2 3ATP 1ATP 2ATP CO2

17 三羧酸循环（意义） 糖酵解 线粒体中进行 提供能量，一分子葡萄糖经EMP和TCAc彻底氧化成H2O、CO2，可生成38个ATP 。 电 子
传 递 2NADH 为其他物质的合成 提供C骨架 沟通脂质、蛋白质等有机物代谢

18 电子传递和氧化磷酸化 线粒体基质 NADH NAD+ 2H++1/2O2 H2O ADP +Pi ATP 电子传递链：
由烟酰胺脱氢酶类、黄素蛋白类、铁硫蛋白、辅酶Q和细胞色素等五大载体组成。 NADH NAD+ 2H++1/2O2 H2O ADP +Pi 线粒体基质 ATP

19 氧化磷酸化 电子传递链 1ATP 复合物Ⅱ 复合物Ⅰ 复合物Ⅲ 复合物Ⅳ NADH经电子传递链产生3个ATP，FADH2产生2个ATP

20 细胞中的电子传递链 外膜 外周空间 内膜 基质 膜 辅酶Q 完成 电子 氢 氧 H2O 开始 TCAC

21

22 ATP的特殊作用 有机分子+O2+ADP+Pi ATP+CO2 ATP+H2O ADP+Pi+能量

23 ATP的特殊作用 ATP是生物系统能量交换的中心 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 荧火虫 ATP是生物系统能量交换的中心

24 应用举例 ——运动与食物

25 代谢调控 生物大分子代谢联系

26 分解 食 物 消化系统 多糖 脂肪 蛋白质 糖 甘油 脂肪酸 氨基酸 排泄系统 氨基 电子传递 氧化磷酸化 电子传递 氧化磷酸化 电子传递
食 物 消化系统 多糖 脂肪 蛋白质 糖 甘油 脂肪酸 氨基酸 排泄系统 氨基 电子传递 氧化磷酸化 电子传递 氧化磷酸化 电子传递 氧化磷酸化 电子传递 氧化磷酸化 乙酰辅酶A 三羧酸循环 葡萄糖—三碳糖—丙酮酸 分解 ATP 提供给各系统能量

27 A T P 合成 三羧酸循环 产生的酸 葡萄糖合成 丙酮酸—G3P—葡萄糖 乙酰辅酶A 氨基 氨基酸 脂肪酸 甘油 糖 多糖 蛋白质 脂肪
细胞 组织 器官 生物体

28 (CH2O)+O2 (CH2O)+O2 C02+H2O C02+H2O
4.5 光合作用 十七世纪中叶，比利时医生的发现植物生长不是从土壤中来！ 英国牧师植物净化空气 荷兰医生发现光的作用 (CH2O)+O2 (CH2O)+O2 C02+H2O C02+H2O

29 光反应－光解、氧气释放、ATP和NADPH的生成 碳反应－利用ATP和NADPH，将二氧化碳还原为糖
光合作用 碳反应－利用ATP和NADPH，将二氧化碳还原为糖 光 ATP NADPH 碳反应 碳反应 碳反应 光反应 光反应 光反应 CO2 (CH2O) H2O O2

30 光系统 叶绿体基质 光系统2 光系统1 电子载体 类囊体内部 光子 NADPH 光系统1 光系统2

31 匡廷云，研究员，中国科学院院士，中国植物学会理事长。
光伏电池产业 匡廷云，研究员，中国科学院院士，中国植物学会理事长。

32 思考题 人体细胞不会用核酸作为能源，为什么？

33 结 束