物质代谢与能量代谢的关系EE

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,物质代谢与能量代谢的关系,1,定义：,营养物质在生物体内所经历的一切化学变化,作用：,1.,从周围环境中获取营养物质,2.,将外界营养物质转变为自身需要的物质或结构单元,3.,将结构单元组装成自身可利用的大分子,4.,形成或分解功能分子,5.,提供生命体需要的能量,新陈代谢,2,分类：,新陈代谢,物质代谢,能量代谢,合成代谢,分解代谢,放能代谢,吸能代谢,说明,物质代谢和能量代谢是密不可分的,分解代谢：,有机营养物,(,外界、自身,),通过一系列化学反应转变成结构简单的小分子化合物，同时释放能量的过程。,合成代谢：,生物体利用小分子或大分子结构元件合成所需的生物大分子的过程，此过程需要能量。,3,细胞的能量货币, ATP,绿色植物的光合作用,生物氧化,生物体内的代谢网络,4,一、生物的能量通用货币,ATP,1.,结构特性,ATP,（腺苷三磷酸）是一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的核苷酸。,5,二、绿色植物的光合作用（,photosynthesis,）,生命世界最初的能量来源于太阳能。,光合作用是自然界通过自养生物（绿色植物和光合细菌）将光能转变为化学能的主要途径。,叶绿体是绿色植物光合作用的器官。,6,三、生物氧化,细胞主要的获能方式,1,、生物氧化的概念,是指糖、脂类、蛋白质等有机化合物在细胞内氧化分解为,CO2,和,H2O,，并释放能量的过程。,它包括一系列氧化还原反应，体内所需能量大部分来自有机物的氧化。,7,2,、生物氧化的特点：,发生在活细胞中，有多种酶的参与和调控；,在温和条件下进行（体温、生理,pH,）；,是一个复杂的氧化还原过程，包括电子转移和质子的转移；,能量的释放是逐步的，并以,ATP,的形式传送。,8,3,、生物氧化的过程,生物氧化全过程包括：,Stage1,：糖、脂、蛋白质分解为乙酰,CoA,；,Stage2,：乙酰,CoA,进入,TCA cycle,产生还原性辅酶和,CO,2,；,Stage3,：还原性辅酶通过呼吸链释放能量。,9,（,1,）糖酵解,糖酵解的定义：,在酶的作用下，葡萄糖生成丙酮,酸、,NADH,及少量,ATP,的过程。,己糖的磷酸化,糖酵解的三个阶段：,磷酸己糖的裂解,ATP,和丙酮酸的生成,10,第一阶段：葡萄糖的磷酸化,ATP ADP,ATP,ADP,己糖激酶,磷酸果糖激酶,磷酸葡萄糖异构酶,11,第二阶段： 磷酸己糖的裂解,醛缩酶,丙糖磷酸异构酶,12,第三阶段：磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和,ATP,的生成,NAD,+,NADH+H,+,Pi,ADP,ATP,H,2,O,Mg,或,Mn,ATP,ADP,丙酮酸,PEP,丙酮酸激酶,3-,磷酸甘油醛脱氢酶,磷酸甘油酸激酶,变位酶,烯醇化酶,13,Glu,G-6-P,F-6-P,F-1, 6-2P,ATP,ADP,ATP,ADP,1,3-,二磷酸甘油酸,3-,磷酸甘油酸,2-,磷酸甘油酸,丙 酮 酸,磷酸二羟丙酮,3-,磷酸甘油醛,NAD,+,NADH+H,+,ADP,ATP,ADP,ATP,磷酸烯醇式丙酮酸,E,1,:,己糖激酶,E,2,: 6-,磷酸果糖激酶,-1,E,3,:,丙酮酸激酶,NAD,+,乳 酸,糖酵解的代谢途径,E2,E1,E3,NADH+H+,14,糖酵解是一个不需氧的产能过程,产能的方式和数量,方式：底物水平磷酸化,净生成,ATP,数量：从,G,开始,22-2= 2ATP,从,Gn,开始,22-1= 3ATP,小结,生理意义,1.,是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。,2.,是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。, 无线粒体的细胞，如：红细胞, 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞,15,（,2,）三羧酸循环,三羧酸循环的概念,：,指乙酰,CoA,和,草酰乙酸,缩合生成,含三个羧基的柠檬酸,，反复的进行脱氢脱羧，又生成,草酰乙酸,，再重复循环反应的过程。,16,TCA,第一阶段：柠檬酸生成,H,2,O,草酰乙酸,O,CH,3,-C-SCoA,CoASH,H,2,O,柠檬酸合成酶,顺乌头酸酶,顺乌头酸酶,17,TCA,第二阶段：氧化脱羧,CO,2,GDP,Pi,GTP,NAD+,NADH+H,+,NAD+,NADH+H,+,CoASH,异柠檬酸脱氢酶,CO,2,酮戊二酸脱氢酶,琥珀酸脱氢酶,18,TCA,第三阶段：草酰乙酸再生,FAD,FADH,2,H,2,O,NAD+,NADH+H,+,草酰乙酸,琥珀酸脱氢酶,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,19,O,CH,3,-C-SCoA,CoASH,NADH,+CO,2,FADH,2,H,2,O,NADH,+CO,2,NADH,GTP,三羧酸循环 （,TCA,）,草酰乙酸再生阶段,柠檬酸的生成阶段,氧化脱羧阶段,柠檬酸,异柠檬酸,顺乌头酸,酮戊二酸,琥珀酸,琥珀酰,CoA,延胡索酸,苹果酸,草酰乙酸,NAD,+,NAD,+,FAD,NAD,+,脱水,20,三羧酸循环的,8,个反应可写成一个化学平衡方式，总反应式为：,乙酰,CoA + 2H,2,O + FAD + GDP + Pi 2CO,2,+ 3NADH + 3H,+,+ FADH,2,+ CoA-SH,在动物中，琥珀酰,CoA,合成酶反应形成的,GTP,在能量上与,ATP,相等。,21,如果考虑丙酮酸脱氢酶的反应,考虑到每分子葡萄糖产生,2,分子丙酮酸,葡萄糖通过酵解和三羧酸循环的分解代谢方程式为：,葡萄糖,+ 6H,2,O + 10 NAD+ + 2FAD + 4ADP + 4 Pi,6CO,2,+ 10 NADH + 10H+ + 2FADH,2,+ 4ATP,到此为止，每摩尔葡萄糖在这个方程式中只产生,4molATP,。在酵解部分产生的,ATP,是,2mol,。,葡萄糖氧化产生的,ATP,大多数不是直接从酵解和三羧酸循环产生的，而是通过还原的电子载体在呼吸链中再氧化产生的。,22,（,3,）电子传递与氧化磷酸化,电子传递过程,：指还原型的辅酶通过电子传递再氧化的过程。,电子传递链：,是指由一系列具有氧化还原作用的电子载体组成，,并且按其对电子亲和力递增的顺序排列,，即电子从,NADH,到氧的方向传递。,氧化磷酸化：,指电子沿电子传递链传递过程中伴随,ADP,磷酸化而生成,ATP,的作用。,23,四、生物体内的代谢网络,24,