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1、第八章细胞的能量转换,可见线粒体是细胞内的能量转换器,一、细胞内的供能物质,糖类：最主要的供能物质脂肪：能量的浓缩贮存形式蛋白质：能量的来源之一,地球上一切生命活动所需要的能量主要来自于太阳能。,太阳提供了生命生存的能源,太阳能（光能）光合作用 植物（化学能）食物 动物（化学能）能量转移并储存于动植物的有机物（蛋白质、脂肪、糖类等）中。,细胞内供能物质中能量的流动,食物（糖类、脂肪、蛋白质）人（消化、吸收、运输）细胞 线粒体 ADP+Pi 二氧化碳和水,ATP,二、细胞的能量利用形式 ATP,高能磷酸键,ATP表示为：A-P P P,ATP的作用：细胞生命活动的直接供能者 细胞能量转换的中间携
2、带者，即“能量货币”。细胞的能量获得、转换、储存和利用的枢纽。,ATPATP是一种高能磷酸化合物，能量储存于其高能磷酸键中，可去磷酸化释放能量供细胞利用，又可磷酸化储存能量。,去磷酸化 A-PPP=A-PP+Pi+1.72KJ 磷酸化,食物中的能量如何转换为 ATP?食物（线粒体）ATP,细胞呼吸,物质分解能量释放能量转移能量转换ATP形成,细胞呼吸（cellular respiration）,在氧气的参与下，线粒体内分解各种大分子物质，产生二氧化碳，同时，分解代谢所释放的能量储存于ATP中，这一过程称为细胞呼吸，又称细胞氧化或生物氧化。,细胞呼吸（细胞氧化）过程：,细胞呼吸的过程,糖酵解乙酰
3、辅酶A的形成三羧酸循环电子传递和氧化磷酸化,能量转换ATP生成,物质分解能量释放,细胞中能量的释放和转移,分解过程：糖酵解 乙酰辅酶A的形成 三羧酸循环,物质分解,能量逐步释放出来,以葡萄糖为例，介绍细胞呼吸（能量转换）的过程：,糖酵解,乙酰辅酶A的形成,三羧酸循环,一、糖酵解,在细胞质中进行经过十几步酶促化学反应结果：一分子葡萄糖 2分子丙酮酸 2分子 NADH+H+,（葡萄糖中能量转移到丙酮酸和 NADH中）,二、乙酰辅酶A（CH3COSCOA）的生成：在线粒体中进行。结果：2分子丙酮酸 2分子 CH3COSCOA 2分子 NADH+H+2分子 CO2（丙酮酸中能量转移到CH3COSCOA
4、和 NADH中）,三、三羧酸循环,三羧酸循环是物质氧化分解的中心。在线粒体基质中进行，二十几步酶促化学反应。结果：2CH2COSCOA22CO2 23NADH+H+21FADH2 21ATP,CH3COSCOA中能量转移到NADH、FADH2 中,至此，一分子葡萄糖已完全分解成分子CO2，能量已转移到 NADH、FADH2、ATP中 即 G 10 NADH+H+2 FADH2 4ATP 6 CO2 下面的问题是 NADH、FADH2中的能量如何转移至ATP中。,能量的转换电子传递和氧化磷酸化,因为：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 前面产生的12对H必须进一步氧化为水，整个有氧氧化才
5、告结束，但H不能与O2直接结合，实际上H离解为 H+和e-（高能电子），电子经过呼吸链传递，最终使1/2 O2还原为O2-与基质中的2H+化合生成水。这一过程在线粒体内膜上进行,电子传递链(呼吸链)相当于“放能装置”;ATP酶复合体相当于“换能装置”。,呼吸链(电子传递链),呼吸链的本质是线粒体内膜上的些氧化还原酶系，可进行一系列氧化还原反应，完成电子的传递和能量的释放。,FADH2 2e-2e-2e-2e-2e-2e-2e-2e-简示为：NADH FMN COQ B C1 C aa3 1/2O2 ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP,呼吸链（respiratory
6、 chain)：线粒体内膜上一系列氢载体和电子载体蛋白，它们在内膜上有序地排列成相互关联的链状，称为呼吸链。,呼吸链在传递电子时，是连续的进行一系列的氧化还原反应，在这个过程中能量逐步释放出来，有三个部位释放的能量较高。即 部位 NADH COQ 12.2千卡 部位 b C1 9.9千卡 部位 aa3 O2 23.8千卡,已知：7.3千卡 ADP+Pi ATP 所以，上述三个部位的能量足够形成一个 ATP，电子传递和氧化磷酸化1分子NADH 3ATP 电子传递和氧化磷酸化 1分子FADH2 2ATP,基粒与氧化磷酸化,基粒（ATP酶复合体）是氧化磷酸化部位。ADP+Pi ATP 称为磷酸化磷酸
7、化：底物水平磷酸化氧化磷酸化,动画,基粒的结构：,头部（ATP酶复合体）基粒 柄部 基片（插入膜中）,动画,12H 12H+12e-（经呼吸链传递）同时：12H+6O2-6H2O所以终反应式：C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量 在体内细胞中的含义为：C6H12O6+6O2+36ADP+36Pi 6CO2+6H2O+36ATP+热能,底物水平磷酸化：由高能底物水解放能，直接将高能磷酸链从底物转移到ADP上，使 ADP磷酸化生成 ATP的作用，称为底物水平磷酸化。,氧化磷酸化：高能电子在电子传递过程中释放出的能量被F0F1ATP酶复合体用来催化 ADP磷酸化而合成 ATP，称为氧化磷
8、酸化。,动画,电子传递和氧化磷酸化 1分子NADH 3ATP 电子传递和氧化磷酸化 1分子FADH2 2ATP 氧化磷酸化 所以 10NADH+2FADH2 34ATP 在糖酵解时，由底物水平磷酸化，产生2ATP（细胞质中产生）；在TAC时，由底物水平磷酸化，也产生2ATP。细胞氧化 1分子葡萄糖 38分子 其中2分子ATP在细胞质中产生，线粒体中产生36分子ATP，其它能量以热能的形式散发掉。,动画,动画,细胞呼吸的特点：,1、本质是在线粒体内进行的一系列酶促氧化还原反应。2、产生的能量储存于ATP的高能磷酸键中。3、能量是逐步释放的。4、恒温（37摄氏度）恒压条件下进行。、反应过程需要水的参入。,线粒体 细胞呼吸 ATP的产生,功能,细胞呼吸的最终反应式：C6H12O6+6O2-6CO2+6H2O+能量与燃烧反应相比：化学反应相同 终产物相同 能量相等。,燃烧反应只有能量释放，没有ATP的形成。,想一想，你每天的活动需要多少能量？,你看一小时电视需要多少能量？,你看书一小时需要多少能量？,你睡觉一小时需要多少能量？,合理饮食，保证适宜的营养。,
