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1、广东梅县东山中学-生物联赛,细胞生物学与生物化学部分,广东梅县东山中学生物组 张文珍,第四节 细胞的代谢,异化作用：糖的异化、脂肪的异化、蛋白质异化 同化作用：光合作用、蛋白质合成,一、糖的异化作用（糖的分解代谢）,1、有氧呼吸包括四个阶段：糖酵解、丙酮酸氧化脱羧、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化,2、无氧呼吸主要指酒精发酵和乳酸发酵,己糖激酶 磷酸葡萄糖同分异构酶 磷酸果糖激酶醛缩酶 磷酸丙糖同分异构酶 磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油酸激酶 磷酸甘油酸变位酶 烯醇化酶 丙酮酸激酶,1糖酵解（细胞质）,底物水平磷酸化,底物水平磷酸化,P1第11题 P2的11、12题,有高能磷酸键,有高能磷酸键,2丙
2、酮酸氧化脱羧（线粒体基质中完成）,1糖酵解（EMP）反应式,（净产生2个ATP和2个NADH，共8个ATP）,（2分子丙酮酸产生2个NADH，释放出二个CO2）,3柠檬酸循环即三羧酸循环（TCA）（线粒体基质）,柠檬酸合成酶 顺乌头酸酶 异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶系 琥珀酸硫激酶 琥珀酸脱氢酶 延胡索酸酶 苹果酸脱氢酶,第一次脱羧,TCA简图,4电子传递和氧化磷酸化（线粒体内膜）,电子受体,总之，1分子葡萄糖通过酵解分解为2分子丙酮酸，可净得2分子ATP和2分子NADH+H+，通过不同的穿梭系统，总共可得6分子或8分子ATP。2分子丙酮酸进一步氧化脱羧产生2分子乙酰CoA和2分子NADHH
3、+，通过电子传递可得6个ATP。2分子乙酰CoA通过三羧酸循环可产生2个ATP，6个NADH+H+，2个FADH2，总计产生24个ATP。所以1分子葡萄糖通过糖酵解、丙酮酸氧化脱羧、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化共计产生38或36个ATP。,P2第81题 P4的70题,电子传递链抑制剂,解偶联剂,2，4二硝基苯酚（DNP）,（1）磷酸甘油穿梭系统,细胞质中-磷酸甘油脱氢酶（辅酶为NAD+）线粒体中-磷酸甘油脱氢酶（辅酶为FAD）,胞液中形成的NADH不能透过正常线粒体内膜，因此线粒体外的NADH尚需通过穿梭系统才能将氢带入线粒体内，而后进行氧化,（2）苹果酸草酰乙酸穿梭系统,苹果酸脱氢酶（辅
4、酶为NAD+）谷草转氨酶（辅酶为NAD+）,（二）无氧呼吸,1.酒精发酵,2乳酸发酵,例 下列哪一个酶直接参与底物水平磷酸化 Aa-酮戊二酸脱氢酶 B.3-磷酸甘油醛脱氢酶 C.琥珀酸脱氢酶 D.6-磷酸葡萄糖脱氢酶 E.磷酸甘油酸激酶例 下面哪一步反应是糖酵解中唯一的氧化步骤 A.葡萄糖-6一磷酸葡萄糖B.6-磷酸果糖一1,6一二磷酸果糖C.3-磷酸甘油醛一1,3-二磷酸甘油酸D.磷酸烯醇式丙酮酸一丙酮酸 E.丙酮酸一乳酸,（E）,（C）,例 l分子丙酮酸经TCA循环及呼吸链氧化时A.生成3分子CO2 B.生成5分子H2O C.生成 12个分子 ATP D.有5次脱氢，均通过NAD+开始呼吸
5、链,（A）,二、脂肪的分解代谢,1.脂肪的水解,甘油的分解,2.脂肪酸的氧化分解（-氧化）脂肪酸的活化脂酰CoA的生成 长链脂肪酸氧化前必须进行活化，活化在线粒体外进行。内质网和线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在条件下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。,穿膜（脂酰CoA进入线粒体）脂肪酸活化在细胞液中进行，而催化脂肪酸氧化的酶系是在线粒体基质内，因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体内才能代谢。,脂肪酸的氧化 长链脂酰CoA的氧化是在线粒体脂肪酸氧化酶系作用下进行的，每次氧化断去二碳单位的乙酰CoA，再经TCA循环完全氧化成二氧化碳和水，并释放大量能量。偶数碳原子的脂
6、肪酸氧化（脱氢,加水,再脱氢,硫解）最终全部生成乙酰CoA。乙酰CoA通过TCA循环彻底氧化成二氧化碳和水并释放能量或可生成酮体（即乙酰乙酸、D-羟丁酸和丙酮）。,例 脂酰CoA进行-氧化,其酶促反应的顺序为A脱氢,再脱氢,加水,硫解 B.硫解,脱氢,加水,再脱氢C.脱氢,加水,再脱氢,硫解 D.脱氢,脱水,再脱氢,硫解 E.加水,脱氢,硫解,再脱氢,（C）,三、光合作用 原初反应；电子传递和光合磷酸化；碳的同化,1、原初反应,光能的吸收、传递、和转换,、是光反应,是暗反应,2、电子传递和光合磷酸化,（电能转化为活跃的化学能）,目的：将电化学势能通过磷酸化而贮存在ATP中,3、碳的同化（卡尔文
7、循环）,（活跃的化学能转化为稳定的化学能）,循环3次，固定3个CO2分子，生成6个PGAL（三碳丙糖），其中1个PGAL用来合成葡萄糖或其他糖类，这1个PGAL才是卡尔文循环的净收入；其余5个PGAL则是用来产生3个分子的RuBP保证再循环的。所以每产生1个分子葡萄糖需要2个分子PGAL，即需要完成6次循环。从能量的变化来计算：生产一个可用于细胞代谢和合成的PGAL需要9个ATP分子和6个NADPH分子参与。,卡尔文循环的总反应式：,3CO2+9ATP+6NADPH 3PGAL+9ADP+6NADP+8Pi,第三节：细胞增殖,进行连续分裂的细胞从上一次分裂结束到下一次分裂完成所经历的过程,细胞
8、周期：,分裂间期：,细胞周期,分裂期：,G1、S、G2三个时期,前、中、后、末四个时期,G1期：,是生长期，为为下阶段S期的DNA合成作准备，特别是合成DNA的前身物质、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系,S期：,DNA的合成,G2期：,又叫做“有丝分裂准备期”，因为它主要为后面的分裂期作准备。DNA的合成终止，但是还有RNA和蛋白质的合成,2减数分裂,（1）第一次分裂,双线期 联会的两条同源染色体开始分离，但在交叉点上它们还保持连在一起，所以两条染色体并不完全分开。,前期：时间较长，又分为五个时期。,细线期 是减数分裂过程的开始时期。染色体已经进行了复制，一条染色体应由两条染色单体
9、组成。但一般看不出两条染色单体。,偶线期 是同源染色体配对的时期。,粗线期 染色体明显缩短变粗。联会的同源染色体紧密结合，同源染色体的非姊妹染色单体间发生局部交换。,终变期 一般核仁开始消失、核膜开始解体。,第二节 细胞器,核小体，是染色质的基本结构单位,一、细胞核,由核膜、核基质、染色质、核仁组成,1、染色质和染色体的结构,1个核小体,200碱基对左右的DNA,一个组蛋白八聚体（由H2A、H2B、H3和H4各两个分子所组成）,一分子的组蛋白H1,2、染色体的分类：,P5第106题 P6的22题,五、蛋白质的分解,蛋白酶（肽酶）,肽链内切酶,肽链外切酶,二肽酶,组织蛋白酶,肽链内切酶,胃蛋白酶
10、,：水解芳香族氨基酸的NH2形成的肽键。,胰蛋白酶,：水解碱性氨基酸的COOH形成的肽键。,胰凝乳蛋白酶,：水解芳香族氨基酸的COOH形成的肽键。,肽链外切酶,氨肽酶,羧肽酶,氨基酸分解的共同途径,1.脱氨基作用（1）氧化脱氨基作用氨基酸脱氢酶（不需氧）氨基酸氧化酶（需氧）（2）非氧化脱氨基,2.转氨基作用,3.联合脱氨基作用,4.脱羧基作用,5.AA降解产物的进一步代谢1).2).,CO2,放出再羧化,EMP 生糖/生酮 TCA ATP,R-CO-COOH,3).NH2a.再合成AAb.成酰胺c.生成氨甲酰磷酸d.生成尿素排泄（鸟氨酸（尿素）循环）,例 下列关于尿素合成,说法错误的是A.肝细胞的线粒体是合成尿素的部位 B.尿素合成后主要经肾脏随尿液排出C.每合成1mol尿素消耗1molCO2、2molNH3、3molATPD.尿素合成过程中的两个氮原子由天门冬氨酸提供E.N-乙酰谷氨酸是氨基甲酰磷酸合成酶的激活变构剂,
