报告4 细胞代谢.ppt.ppt
合集下载
生理学能量代谢ppt课件
腋 温 36.0-37.4 ℃ 最稳定 口腔温 36.7-37.7 ℃ 喘气、饮水影响 直肠温 36.9-37.9 ℃ 出汗、测量姿势 鼓膜、食道—反映脑组织和机体深部温度 可信度 ：直肠温＞口腔温＞腋窝温
临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意 无汗、夹紧体温计和测量时间（约需10min）。
36
（二）体温的正常变动
5959温热性发汗温热性发汗精神性发汗精神性发汗汗腺汗腺全身绝大部分汗腺分全身绝大部分汗腺分泌手掌足跖除外手掌足跖除外手掌足跖前额和腋窝等手掌足跖前额和腋窝等部位汗腺部位汗腺神经神经支配支配交感神经的胆碱能节交感神经的胆碱能节后纤维后纤维肾上腺素能神经纤维肾上腺素能神经纤维刺激刺激温热刺激温热刺激情绪激动或精神紧张情绪激动或精神紧张意义意义加强散热对体温调加强散热对体温调节有重要作用节有重要作用与体温调节无关可能与湿与体温调节无关可能与湿润手掌和足跖增加摩擦力润手掌和足跖增加摩擦力有关有关606033循环系统的调节反应循环系统的调节反应热环境下
14
二、能量代谢的测定方法
（三）临床上应用的简化测定法
通常将蛋白质的消耗量忽略不计，只测定 单位时间内的耗O2量和CO2产量，计算呼 吸商，按非蛋白呼吸商查表，得到对应氧 热价，即可计算总产热量。
另一更简便方法是将非蛋白呼吸商定为 0.82，氧热价为20.20 kJ ，只需测定单 位时间内的耗氧量，便可按下式计算机 体的产热量：
高于43
生命危险
34
第二节 体温及其调节
一、体温
（一）表层（体表）体温和深部（体核）体温 人体外周组织（皮肤、皮下组织和肌肉等）的
温度称为表层温度（shell temperature）。
机体深部（心、肺、脑和腹腔内脏等）的温度 称为深部温度（core temperature）。
临床常用口温和腋温。测定腋温时要注意 无汗、夹紧体温计和测量时间（约需10min）。
36
（二）体温的正常变动
5959温热性发汗温热性发汗精神性发汗精神性发汗汗腺汗腺全身绝大部分汗腺分全身绝大部分汗腺分泌手掌足跖除外手掌足跖除外手掌足跖前额和腋窝等手掌足跖前额和腋窝等部位汗腺部位汗腺神经神经支配支配交感神经的胆碱能节交感神经的胆碱能节后纤维后纤维肾上腺素能神经纤维肾上腺素能神经纤维刺激刺激温热刺激温热刺激情绪激动或精神紧张情绪激动或精神紧张意义意义加强散热对体温调加强散热对体温调节有重要作用节有重要作用与体温调节无关可能与湿与体温调节无关可能与湿润手掌和足跖增加摩擦力润手掌和足跖增加摩擦力有关有关606033循环系统的调节反应循环系统的调节反应热环境下
14
二、能量代谢的测定方法
（三）临床上应用的简化测定法
通常将蛋白质的消耗量忽略不计，只测定 单位时间内的耗O2量和CO2产量，计算呼 吸商，按非蛋白呼吸商查表，得到对应氧 热价，即可计算总产热量。
另一更简便方法是将非蛋白呼吸商定为 0.82，氧热价为20.20 kJ ，只需测定单 位时间内的耗氧量，便可按下式计算机 体的产热量：
高于43
生命危险
34
第二节 体温及其调节
一、体温
（一）表层（体表）体温和深部（体核）体温 人体外周组织（皮肤、皮下组织和肌肉等）的
温度称为表层温度（shell temperature）。
机体深部（心、肺、脑和腹腔内脏等）的温度 称为深部温度（core temperature）。
代谢工程概述-PPT
作
（1）基因工程技术的应用 （2）常规诱变技术的应用
2、 生物合成途径的代谢调控
（1）生物合成中间产物的定量生物测定 （2）共合成法在生物合成中的应用 （3）酶的诱导合成和分解代谢产物阻遏
19
3、研究生物合成机制的常用方法
（1）刺激实验法 （2）同位素示踪法 （3）洗涤菌丝悬浮法 （4）无细胞抽提法 （5）遗传特性诱变法
28
• 1. 生物能支撑观点 • 微生物细胞是工业发酵产物的生产者，微生物细胞的
生长和维持需要由其自身的能量转换机构或从其他形 式的能量转化形成的生物能来支撑。因此，工业发酵 具有生物学属性。
• 2. 代谢网络观点 • 由生化反应网络和跨输送步骤组成的代谢网络既没有
绝对的起点，也没有绝对的终点。代谢网络中任何一 种中间产物(或可借助生物学、化学方法与代谢网络联 网的任何一种化合物)都可能被开发成为工业发酵的目 的产物或原料。
简而言之，代谢工程是生物化学反应代谢网络有目的 的修饰。
代谢工程要解决的主要问题就是改变某些途径中的碳 架物质流量或改变碳架物质流在不同途径中的流量分布。 其目标就是修饰初级代谢，将碳架物质流导入目的产物 的载流途径以获得产物的最大转化率。
14
代谢工程的主要特征就是利用DNA重组技术， 重建代谢网络，改变代谢流及分支代谢速度， 以改进代谢产物及蛋白类产品，由于外源 DNA的引入扩展了固有的代谢途径，获得了 新的化学物质。改变转化蛋白的过程，减少 不必要的废物。例如，谷氨酸发酵
“中心途径”和“离心途径”等连续的代谢途径的代谢，才能在胞内生成目的
产物，最后，目的产物跨过细胞质膜排出细胞回到培养介质中。
32
1、胞外酶对原料的降解及营养物质进入细 胞的过程 2、经胞内降解代谢途径汇入中心代谢途径 3、中心代谢途径及其控制 4、合成代谢流及其控制 5、目的产物的跨膜及其控制
（1）基因工程技术的应用 （2）常规诱变技术的应用
2、 生物合成途径的代谢调控
（1）生物合成中间产物的定量生物测定 （2）共合成法在生物合成中的应用 （3）酶的诱导合成和分解代谢产物阻遏
19
3、研究生物合成机制的常用方法
（1）刺激实验法 （2）同位素示踪法 （3）洗涤菌丝悬浮法 （4）无细胞抽提法 （5）遗传特性诱变法
28
• 1. 生物能支撑观点 • 微生物细胞是工业发酵产物的生产者，微生物细胞的
生长和维持需要由其自身的能量转换机构或从其他形 式的能量转化形成的生物能来支撑。因此，工业发酵 具有生物学属性。
• 2. 代谢网络观点 • 由生化反应网络和跨输送步骤组成的代谢网络既没有
绝对的起点，也没有绝对的终点。代谢网络中任何一 种中间产物(或可借助生物学、化学方法与代谢网络联 网的任何一种化合物)都可能被开发成为工业发酵的目 的产物或原料。
简而言之，代谢工程是生物化学反应代谢网络有目的 的修饰。
代谢工程要解决的主要问题就是改变某些途径中的碳 架物质流量或改变碳架物质流在不同途径中的流量分布。 其目标就是修饰初级代谢，将碳架物质流导入目的产物 的载流途径以获得产物的最大转化率。
14
代谢工程的主要特征就是利用DNA重组技术， 重建代谢网络，改变代谢流及分支代谢速度， 以改进代谢产物及蛋白类产品，由于外源 DNA的引入扩展了固有的代谢途径，获得了 新的化学物质。改变转化蛋白的过程，减少 不必要的废物。例如，谷氨酸发酵
“中心途径”和“离心途径”等连续的代谢途径的代谢，才能在胞内生成目的
产物，最后，目的产物跨过细胞质膜排出细胞回到培养介质中。
32
1、胞外酶对原料的降解及营养物质进入细 胞的过程 2、经胞内降解代谢途径汇入中心代谢途径 3、中心代谢途径及其控制 4、合成代谢流及其控制 5、目的产物的跨膜及其控制
[课件]代谢组学PPT
![[课件]代谢组学PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/e3e3b24cb84ae45c3a358c12.png)
在代谢组学研究中，根据研究对象、目的和采用的分析技术不同， 所需的样品提取和预处理方法各异。 代谢产物通常用水或有机溶剂(如甲醇、己烷等)分别提取，获得水 提取物和有机溶剂提取物，从而把非极性相和极性相分开，以便 进行分析
体内药物分析
2018/12/1
生物样品预处理
代谢产物的变化对分析结果有较大的影响，在 处理生物样本时要特别注意避免由于残留酶活性或 氧化还原过程降解代谢产物、产生新的代谢产物 。
发展并渗透到多项领域。
细胞内许多生命活动是发生在代谢物层面的，如细胞信号释放，能量
传递，细胞间通信等都是受代谢物调控的。代谢组学正是研究代谢组
（ metabolome )——在某一时刻细胞内所有代谢物的集合——的 一门学科。
体内药物分析
基本概念
基因组 学
• 研究生物系统的基因结构组成, 即DNA的序列及表达 • 研究核糖核酸转录过程 • 研究生物系统表达的蛋白质及由外部刺激引起的差异
2018/12/1
氢谱(1H NMR)
将准备好的生物标本直接上样检测即可。所得的 1H-NMR谱峰与 样品中各化合物的氢原子对应,根据一定的规则或与标准氢谱比照 可以直接鉴定出代谢物的化学成分,信号的相对强弱则反映了各成 分的相对含量。不同样品的代谢物图谱有其特质性,可对这种特质 性进行区分、鉴定。
体内药物分析
2018/12/1
数据采集（分析技术平台） NMR
非破坏性，无偏向性 预处理简单 灵敏度低分辨率不高
GC-MS
较高分辨率和检测灵 敏度 有可供参考、对比的 标准图谱库 需衍生化处理 不适用于热不稳定物 质
LC-MS
不需要衍生化处理 适用不稳定，不易衍 生化，不易挥发物质 费时，需纯参照物
体内药物分析
2018/12/1
生物样品预处理
代谢产物的变化对分析结果有较大的影响，在 处理生物样本时要特别注意避免由于残留酶活性或 氧化还原过程降解代谢产物、产生新的代谢产物 。
发展并渗透到多项领域。
细胞内许多生命活动是发生在代谢物层面的，如细胞信号释放，能量
传递，细胞间通信等都是受代谢物调控的。代谢组学正是研究代谢组
（ metabolome )——在某一时刻细胞内所有代谢物的集合——的 一门学科。
体内药物分析
基本概念
基因组 学
• 研究生物系统的基因结构组成, 即DNA的序列及表达 • 研究核糖核酸转录过程 • 研究生物系统表达的蛋白质及由外部刺激引起的差异
2018/12/1
氢谱(1H NMR)
将准备好的生物标本直接上样检测即可。所得的 1H-NMR谱峰与 样品中各化合物的氢原子对应,根据一定的规则或与标准氢谱比照 可以直接鉴定出代谢物的化学成分,信号的相对强弱则反映了各成 分的相对含量。不同样品的代谢物图谱有其特质性,可对这种特质 性进行区分、鉴定。
体内药物分析
2018/12/1
数据采集（分析技术平台） NMR
非破坏性，无偏向性 预处理简单 灵敏度低分辨率不高
GC-MS
较高分辨率和检测灵 敏度 有可供参考、对比的 标准图谱库 需衍生化处理 不适用于热不稳定物 质
LC-MS
不需要衍生化处理 适用不稳定，不易衍 生化，不易挥发物质 费时，需纯参照物
代谢组学.ppt
Metabolomics 精髓：对一个生物系统在给定 时间和给定条件下所有小分子代谢物质的定量分 析。
着重研究单个细胞或细胞类型中所有的小分 子成分和波动规律, 细胞代谢组学。多用于植 物和微生物系统。 Metabonomics：定量描述生物内源性代谢物质 的整体及其对内因和外因变化应答规律的科学 Metabolomics是Metabonomics的一个组成部分
蛋白组学：研究由生物系统表达的蛋白质及由 外部刺激引起的差异 。
代谢组学：研究生物体系（细胞，组织或生物 体）受外部刺激所产生的所有代谢产物的变化， 是结构基因组学和蛋白组学的延伸 。
中英联合实验室
4
测序技术的进步，大规模基因组测序成为可能 genomics
表达序列标签EST、微阵列、基因表达连续分析 SAGE，转录组学transcriptomics
中英联合ห้องสมุดไป่ตู้验室
18
代谢组学的发展
中英联合实验室
19
代谢产物的分析层次
Oliver Fiehn 将对生物体系的代谢产物分析分为4个层次：
• 1）代谢物靶标分析（Metabolite target analysis）： 某个或某几个特定组分的分析；
• 2）代谢轮廓分析（Metabolic profiling）：少数预设的 一些代谢产物的定量分析，如某一类结构、性质相关的化 合物或某一代谢途径的所有中间产物或多条代谢途径的标 志性组分；
生 物 体 系 中 所 有 蛋 白 及 其 功 能 的 蛋 白 组 学 proteomics
研究代谢产物的变化和代谢途径的代谢组学 metabolomics
中英联合实验室
5
基因组学、转录组学和蛋白组学的局限性：
代谢调节综述PPT幻灯片
代谢调节的内容及重要性
生物体内存在着相互联系，错综复杂的代 谢过程。如果体内不存在调节和控制，各种 代谢就会变得杂乱无章，生物也就不能存活。 实际上，生物体内存在着调节控制，控制各 种代谢有条不紊地进行。
代谢调节的内容
生物体内的代谢调节，在四种不同水平上进行。
酶的调节 激素的调节 神经的调节
某些物质可以诱导细胞内产生诱导酶，这种作 用叫做酶的诱导生成作用。
诱导酶：是指当细胞中加入特定诱导物后诱导 产生的酶，它的含量在诱导物存在下显著增高， 这种诱导物往往是酶底物的类似物或底物本身。
诱导酶的例子
例：E.coli 可利用多种糖为碳源，当利用
乳糖做碳源时，需要一个关键性的酶，β半乳糖苷酶，这个酶可将乳糖水解为半乳 糖和G。而用乳糖作碳源时，开始E.coli几 乎不能利用，1-2分钟后，此酶迅速增加上 千倍。这是新的酶分子的合成，而不是原 有酶分子的活化，它是由乳糖诱导生成的。 因此，β-半乳糖苷酶是个诱导酶。
启动基因(promotor)：（在调节基因和操纵基因之间）， 有RNA聚合酶的结合部位，启动DNA转录。
结构基因(Structural gene)：可以转录出mRNA合成酶蛋白， 决定蛋白质中的氨基酸顺序，或决定mRNA中核苷酸顺序 的基因。
调节基因(regulator)：负责阻遏蛋白的合成。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（三） 别构调节
别构调节allosteric regulation：酶分子的非催化部位 与某些化合物可逆地非共价结合后发生构象的改变， 进而改变E活性状态，称为E的别构调节。
操纵子：在原核生物的DNA分子的不同区域分布着一 个调节基因和一个操纵子，一个操纵子包括一个操纵 基因，一群功能相关的结构基因，以及在调节基因和 操纵基因之间专管转录起始的启动子(基因)。
生物体内存在着相互联系，错综复杂的代 谢过程。如果体内不存在调节和控制，各种 代谢就会变得杂乱无章，生物也就不能存活。 实际上，生物体内存在着调节控制，控制各 种代谢有条不紊地进行。
代谢调节的内容
生物体内的代谢调节，在四种不同水平上进行。
酶的调节 激素的调节 神经的调节
某些物质可以诱导细胞内产生诱导酶，这种作 用叫做酶的诱导生成作用。
诱导酶：是指当细胞中加入特定诱导物后诱导 产生的酶，它的含量在诱导物存在下显著增高， 这种诱导物往往是酶底物的类似物或底物本身。
诱导酶的例子
例：E.coli 可利用多种糖为碳源，当利用
乳糖做碳源时，需要一个关键性的酶，β半乳糖苷酶，这个酶可将乳糖水解为半乳 糖和G。而用乳糖作碳源时，开始E.coli几 乎不能利用，1-2分钟后，此酶迅速增加上 千倍。这是新的酶分子的合成，而不是原 有酶分子的活化，它是由乳糖诱导生成的。 因此，β-半乳糖苷酶是个诱导酶。
启动基因(promotor)：（在调节基因和操纵基因之间）， 有RNA聚合酶的结合部位，启动DNA转录。
结构基因(Structural gene)：可以转录出mRNA合成酶蛋白， 决定蛋白质中的氨基酸顺序，或决定mRNA中核苷酸顺序 的基因。
调节基因(regulator)：负责阻遏蛋白的合成。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（三） 别构调节
别构调节allosteric regulation：酶分子的非催化部位 与某些化合物可逆地非共价结合后发生构象的改变， 进而改变E活性状态，称为E的别构调节。
操纵子：在原核生物的DNA分子的不同区域分布着一 个调节基因和一个操纵子，一个操纵子包括一个操纵 基因，一群功能相关的结构基因，以及在调节基因和 操纵基因之间专管转录起始的启动子(基因)。
人体代谢流程图ppt课件
从污染元素看，三氮污染在全国均较突出，普遍 遭受污染；矿化度和总硬度污染主要分布在东北、 华北、西北和西南地区；铁和锰污染主要分布在 南方地区。
从变化趋势看，我国大多数城市地下水水质趋于 稳定或略有减轻，部分城市和地区地下水水质污 染加重，应引起重视。
2005年11月13日， 中石油吉林石化公 司双苯厂发生爆炸。 爆炸事故发生后， 监测发现苯类污染 物流入第二松花江， 造成水质污染，造 成松花江下游地区 用水困难，哈尔滨 整个城市爆发了严
正因为水对于生命 有如此重要的作用， 人类的文化中都充 斥着水的影子。
水在中华文化中更 是有着特殊的意义： 力量、包容、灵性、 温柔、纯洁……这 些从中华文化对河 流的感情就可以看 出。
哲学中的水
中国的“五行学说”提出“水、金、 木、火、土”构成世界万物，并且 “五行相生相克”形成了世界的运动 和对立。
人体内水分（体液）的比例极高，胎儿时期水占体 重的90%，新生儿时期占80%，幼儿时期占 75%，成年人占70%；人体内的水只要流失 10%，人就会陷入危险，流失20%，人体就会 死亡。
水分子与生物大分子 的关系非常密切。如 水分子几乎可以和 DNA双螺旋所有的成 分包括碱基对产生相 互作用，形成结构水。 DNA的遗传特性也只 有在水环境中才能表 达和体现出来。
水中的主要污染物
硝酸盐：兰婴儿综合症（6个月以下婴儿受到影响 未能及时治 疗），症状：婴儿身体发兰色况
水覆盖着地球表面70％以上的面积， 总量达15亿立方千米；也是世界上开 发利用得最多的资源。现在人类每年 消耗的水资源数量远远超过其他任何 资源，全世界用水量达3万亿吨。
地球上水资源的分布很不均匀，各地 的降水量和径流量差异很大。全球约 有三分之一的陆地少雨干旱，而另一 些地区在多雨季节易发生洪涝灾害。
从变化趋势看，我国大多数城市地下水水质趋于 稳定或略有减轻，部分城市和地区地下水水质污 染加重，应引起重视。
2005年11月13日， 中石油吉林石化公 司双苯厂发生爆炸。 爆炸事故发生后， 监测发现苯类污染 物流入第二松花江， 造成水质污染，造 成松花江下游地区 用水困难，哈尔滨 整个城市爆发了严
正因为水对于生命 有如此重要的作用， 人类的文化中都充 斥着水的影子。
水在中华文化中更 是有着特殊的意义： 力量、包容、灵性、 温柔、纯洁……这 些从中华文化对河 流的感情就可以看 出。
哲学中的水
中国的“五行学说”提出“水、金、 木、火、土”构成世界万物，并且 “五行相生相克”形成了世界的运动 和对立。
人体内水分（体液）的比例极高，胎儿时期水占体 重的90%，新生儿时期占80%，幼儿时期占 75%，成年人占70%；人体内的水只要流失 10%，人就会陷入危险，流失20%，人体就会 死亡。
水分子与生物大分子 的关系非常密切。如 水分子几乎可以和 DNA双螺旋所有的成 分包括碱基对产生相 互作用，形成结构水。 DNA的遗传特性也只 有在水环境中才能表 达和体现出来。
水中的主要污染物
硝酸盐：兰婴儿综合症（6个月以下婴儿受到影响 未能及时治 疗），症状：婴儿身体发兰色况
水覆盖着地球表面70％以上的面积， 总量达15亿立方千米；也是世界上开 发利用得最多的资源。现在人类每年 消耗的水资源数量远远超过其他任何 资源，全世界用水量达3万亿吨。
地球上水资源的分布很不均匀，各地 的降水量和径流量差异很大。全球约 有三分之一的陆地少雨干旱，而另一 些地区在多雨季节易发生洪涝灾害。
高中生物知识框架图讲解 第3单元 细胞的代谢(共24张PPT)
ATP中活跃的化学能→C6H12O6 中稳定的化学能
实质
光能转变为化学能， 合成有机物并放出O2
固化CO2形成C6H12O6
1、光反应为暗反应提供还原剂[H]、能量ATP；暗反应为光反应提供
联 系
ADP和Pi；2、没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物 无法合成。总之，光反应是暗反应的物质和能量的准备阶段，暗 反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。二者是光
光合作用的光反应和暗反应的区别和联系
项目
光反应
暗反应
条件
需要光合色素、酶、水
不需叶绿素和光，需要多种酶、 ATP、[H]、CO2
场所 在叶绿体类囊体的薄膜上进
在叶绿体的基质中进行
行
区 别
物质变 化
1、水的光解；2、ATP的形 1、CO2 的固定；2、CO2的还原 成
能量变 化
光能→ATP中活跃的化学能
ATP的形成途径
• 1、在植物体内形成ATP的途径有两条，即 可以通过光合作用和呼吸作用形成；
• 2、在动物体内形成ATP的途径只有一条， 就是通过呼吸作用形成的。
巩固练习
• 2、在绿色植物进行
•
ADP+Pi+能量 ATP
• 的反应中，参与反应的能量不可能来源于：
• A、淀粉
• B、葡萄糖
• C、光
巩固练习
• 3．在测定胃蛋白酶活性时，将溶液pH由10 降到2的过程中，胃蛋白酶的活性将：（ ）
• A．不断上升 B．没有变化 • C．先升后降 D．先降后升
考点4、光合作用的基本过程
•
光合作用在历年的高考中都占有非常重
要的地位，是整个高中生物的重点和难点，
代谢调控ppt课件
糖 →→ α-酮酸 NH3 氨基酸
蛋白质
蛋白质 氨基酸 α-酮酸 糖
（生糖氨基酸）
脂肪代谢和糖代谢的关系
三酰甘油
3-磷酸甘油
脂肪酸
甘油
氧
合
化
成
丙酮酸
乙酰 CoA
植物或微 生物
三羧酸 循环
乙醛酸 循环
糖原（或淀粉） 1，6-二磷酸果糖
磷酸二羟丙酮 磷酸烯醇丙酮酸
草酰乙酸 苹果酸 延胡索酸 琥珀酸
Thr
酮丁酸
Ile
谷氨酸
谷氨酰胺合酶
Gly Ala
反硝化作用 氧化亚氮
Gln
Trp
氨甲酰磷酸
His
CTP AMP
细胞能量状态指标
能荷=
[ATP]+0.5[ADP] —————————
[ATP]+[ADP]+[AMP]
[ATP]
ATP系统质量作用比=
[ATP] [ADP]
糖酵解与三羧酸循环途径的调节
• 合成途径操纵子的衰减作用
酶 的 诱 导 和 阻 遏 操 纵 子 模 型
A.有活性阻遏蛋白
调节基因
启动基因 操纵基因
结构基因
阻遏蛋白 (有活性)
B.有活性阻遏蛋白加诱导剂
诱导物
C.无活性阻遏蛋白
阻遏蛋白(无活性)
D.无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂
阻遏蛋白阻挡操纵基因 结构基因不表达
mRNA 酶蛋白 诱导物与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白不能起 到阻挡操纵基因的作用,结构基因可以表达
6
108
6、糖原
节方式快速、
1-磷酸葡萄糖
效率极高。
血液
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
酶在细胞代谢中的PPT课件
酶在细胞代谢中的作用
生 命 是 一首歌
2019/11/27
.
1
一、酶的作用和本质
1.酶在细胞代谢中的作用：
细胞中每时每刻都进行着许多化学反 应，统称为细胞代谢。
2019/11/27
.
2
比较过氧化氢在不同条件下的分解
2 实验原理
2H2O2
2H2O + O2
2019/11/27
.
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
酶的高效性有利于细胞内的生化反应高效快速地进 行，保证细胞所需能量的稳定供应。
2019/11/27
.
15
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
过氧化氢溶液
1号试管
2号试管
3号试管
一 实验步
自骤 变量二
试管各加入2mL过氧化氢溶液
5%HCL溶液1mL
蒸馏水1mL
5%NaOH溶液1mL
三 各加入几滴过氧化氢酶溶液，2—3min后 将点燃的卫生香分别放入试管中
在过酸过碱的条件下，都会使酶的 空间结构 遭
到破坏而失去 活性 。
2019/11/27
.
20
酶的小特结性
1.具有高效性
比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率 2.具有专一性
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 3.作用条件较温和
要有合适的温度
温度对淀粉酶活性的影响 要有合适的pH
pH对过氧化氢酶活性的影响
2019/11/27
1号试管 2号试管 3号试管
2滴
2滴
2滴
2
pH处理
3
3%过氧化氢
现象
气泡
5%HCl 1mL
2mL
几乎无
生 命 是 一首歌
2019/11/27
.
1
一、酶的作用和本质
1.酶在细胞代谢中的作用：
细胞中每时每刻都进行着许多化学反 应，统称为细胞代谢。
2019/11/27
.
2
比较过氧化氢在不同条件下的分解
2 实验原理
2H2O2
2H2O + O2
2019/11/27
.
3
比较过氧化氢在不同条件下的分解
酶的高效性有利于细胞内的生化反应高效快速地进 行，保证细胞所需能量的稳定供应。
2019/11/27
.
15
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
过氧化氢溶液
1号试管
2号试管
3号试管
一 实验步
自骤 变量二
试管各加入2mL过氧化氢溶液
5%HCL溶液1mL
蒸馏水1mL
5%NaOH溶液1mL
三 各加入几滴过氧化氢酶溶液，2—3min后 将点燃的卫生香分别放入试管中
在过酸过碱的条件下，都会使酶的 空间结构 遭
到破坏而失去 活性 。
2019/11/27
.
20
酶的小特结性
1.具有高效性
比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率 2.具有专一性
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 3.作用条件较温和
要有合适的温度
温度对淀粉酶活性的影响 要有合适的pH
pH对过氧化氢酶活性的影响
2019/11/27
1号试管 2号试管 3号试管
2滴
2滴
2滴
2
pH处理
3
3%过氧化氢
现象
气泡
5%HCl 1mL
2mL
几乎无
细胞代谢知识点总结
细胞代谢知识点总结
细胞代谢的过程主要包括两个方面：生物合成和分解反应。
生物合成是指细胞利用外界物质合成生命所必需的大分子物质，如蛋白质、核酸、脂质等。
而分解反应则是指细胞分解大分子有机物质并释放能量，以供细胞进行生命活动所需的能量。
细胞代谢的过程离不开酶的作用。
酶是一类催化生化反应的蛋白质，能够加速化学反应速率，并在反应结束时不改变自身的结构和功能。
酶在细胞代谢中起着至关重要的作用，它们能够降低活化能，促进反应的进行，从而加快代谢过程。
在细胞代谢的过程中，能量的转化也是一个重要的方面。
细胞通过代谢途径来获取能量，例如糖酵解、有氧呼吸、无氧呼吸等。
这些途径能够将有机物质分解产生的化学能转化为细胞所需的能量，以维持细胞内环境的稳定。
另外，细胞代谢还受到调控机制的影响。
细胞内的代谢途径需要根据细胞外部环境的变化而进行调控，以确保细胞内环境的稳定。
这些调控机制包括反馈抑制、激活作用、信号转导等，能够使细胞代谢过程更加有序、高效。
总之，细胞代谢是细胞内部进行生化反应的一系列过程，包括生物合成和分解反应，离不开酶的作用，其中能量的转化也是重要的方面，并受到调控机制的影响。
了解细胞代谢的知识，对于理解细胞内部的生命活动有着重要的意义，也有助于研究治疗一些与细胞代谢相关的疾病。
普通生物学第4章--细胞代谢PPT课件
小分子和离子进出细胞要 横穿细胞膜。
2021
（一）被动运输（passive transport）
不需要消耗细胞代谢的能量，而将物质 从浓度高的一侧经细胞膜转运至浓度 低的一侧，动力来自于浓度梯度形成的势 能。
简单扩散
协助扩散
离子通道扩散
易化扩散（载体）
（帮助扩散）
高浓度
低浓度
不需要消耗能量和不依靠专一膜蛋白 分子而使物质顺浓度梯度从膜的一侧 转运到另一侧的运输方式。
①神经末梢膜上的电压闸
门Ca2+通道
①
②肌肉细胞膜上的配体闸
门通道 ③肌肉细胞膜上的电压闸
② ③
门Na+通道
④
④肌浆网上的钙离子通道
2021 ❖神经肌肉接头处的闸门通道
①当冲动到达神经末梢 ，去极化发生，膜电位降低 ，引起神经末梢膜上的电压 闸门通道开放，Ca2+急速进 入神经末梢，刺激分泌神经 递质——乙酰胆碱；②释放 的乙酰胆碱与肌肉细胞膜上 的配体闸门通道上的特异部 位（受体）结合，闸门瞬间 开放，Na+大量涌入细胞， 引起局部膜去极化，膜电位 改变；
2021
3. 酶的催化机理
酶是通过与底物形成中间产物，降低反应的活 化能来加速化学反应速度的。酶分子中存在有活性 中心，活性中心由催化基团和结合基团组成。在酶 与底物分子相互接近的过程中，底物分子诱导酶 的活性中心结构发生利于与底物结 合的变化。酶与底物接触，酶分子 通过结合基团与底物分子互补契合， 催化基团催化底物分子中键断裂或 形成新的化学键，底物转化为产物， 产物由酶分子上脱落下来，酶又恢 复到原来构象。
E + S --→ ES --→ P + S E：酶 S：底物 P：产物
2024年高中生物学竞赛入门课件 第四章 细胞代谢(三)光合作用
2.电子传递和光合磷酸化 （1）相关结构及过程
①电子传递链组成： PSⅡ复合体； 可移动电子载体【质体醌（pQ）、
质体蓝素（PC）、铁氧还蛋白 （Fd）】；
细胞色素b-f复合体； PSⅠ复合物
②电子供体： 水； 电子受体：NADP+
③过程
类囊体腔比叶绿体基质的H+多，
形成质子梯度，经光合磷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化生成
光合色素与蛋白质形成的复合物
(二)光合色素的吸收光谱
（1)叶绿素吸收光谱
有两个强吸收峰区 640～660nm的红光 430 ～ 450nm 的 蓝 紫 光
❖叶绿素a在红光区的吸收峰比叶绿素b的高，蓝紫光区的吸收峰则比 叶绿素b的低。 ❖阳生植物叶片的叶绿素a/b比值约为3∶1，阴生植物的叶绿素a/b比 值约为2.3∶1。
植物的光合作用表达式：十九世纪末写出
绿色植物：CO2+2H2O→ (CH2O)+H2O+O2 绿硫细菌：CO2+2H2S→(CH2O)+H2O+2S 一般方程式:CO2 + H2A→（CH2O）+H2O + 2A
表明O2来自于水,光合作用实际上是一个氧化还原反应
20世纪40年代
同位素示踪
CO2 + H218O →（CH2O） + 18O2
电子 受体
供氢体
还原电 子受体
(二）光合色素的类型 1.色素的分布：叶绿体类囊体薄膜上
2.光合色素的种类
植物叶绿体的特点是含有色素，分为三大类。
基粒类囊体
叶绿素类 类胡萝卜素类
高等植物
基质类囊体
藻胆素类
原核藻类和真核藻类
（1）叶绿素
《细胞的增殖与分化》PPT课件
40
30
2
20
10
1
5 10 15 20 min
（1）从第10min，细胞开始进入分裂的__后______期，此时期的 特点是姐_妹__染__色__单__体__分__开__并__移__向__细__胞。的两极 （2）曲线 1 距离减少的原因是_染__色__体__移__向__纺__锤__体__的__两__极__。 （3）曲线 2 表示______着__丝__点__之__间__的__距__离_______________。
两极直接发出纺锤丝， 细胞板向周围扩
植物 构成纺锤体
散 形成细胞壁
中心粒周围发出星射 细胞膜凹陷缢裂
动物 线，构成纺锤体
成两个子细胞
ppt课件
16
（二）减数分裂的过程
起点
精原细胞 体细胞 卵原细胞
终点 精细胞 卵细胞和极体
抓住（同源）染色体的变化
细胞分裂两次，染色体和DNA数目只减少一半 疑问：为什么？
ppt课件
21
4.原始生殖细胞产生的配子种 类：
一个精原细胞产生的配子种类= 2种
• 一个卵原细胞产生的配子种类= 1种
• 一种精原细胞产生的配子种类= 2n种
• 一种卵原细胞产生的配子种类= 2n种
注：同源染色体的对数为 n
不考虑交叉互换
ppt课件
22
练习:
1、依据生理特点，鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细 胞还是动物细胞，最可靠的方法是检验它的（C ） A、DNA的自我复制
染色体复制， DNA加倍
分
前期
核膜核仁消失，出现染色体和从细胞 两极发出的纺锤丝形成的纺锤体
膜仁消失现两体
染色体数目和形态最清晰稳定，每个
30
2
20
10
1
5 10 15 20 min
（1）从第10min，细胞开始进入分裂的__后______期，此时期的 特点是姐_妹__染__色__单__体__分__开__并__移__向__细__胞。的两极 （2）曲线 1 距离减少的原因是_染__色__体__移__向__纺__锤__体__的__两__极__。 （3）曲线 2 表示______着__丝__点__之__间__的__距__离_______________。
两极直接发出纺锤丝， 细胞板向周围扩
植物 构成纺锤体
散 形成细胞壁
中心粒周围发出星射 细胞膜凹陷缢裂
动物 线，构成纺锤体
成两个子细胞
ppt课件
16
（二）减数分裂的过程
起点
精原细胞 体细胞 卵原细胞
终点 精细胞 卵细胞和极体
抓住（同源）染色体的变化
细胞分裂两次，染色体和DNA数目只减少一半 疑问：为什么？
ppt课件
21
4.原始生殖细胞产生的配子种 类：
一个精原细胞产生的配子种类= 2种
• 一个卵原细胞产生的配子种类= 1种
• 一种精原细胞产生的配子种类= 2n种
• 一种卵原细胞产生的配子种类= 2n种
注：同源染色体的对数为 n
不考虑交叉互换
ppt课件
22
练习:
1、依据生理特点，鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细 胞还是动物细胞，最可靠的方法是检验它的（C ） A、DNA的自我复制
染色体复制， DNA加倍
分
前期
核膜核仁消失，出现染色体和从细胞 两极发出的纺锤丝形成的纺锤体
膜仁消失现两体
染色体数目和形态最清晰稳定，每个
代谢调节与代谢工程ppt课件
精选ppt课件
18
• 弹性系数和流量控制系数是代谢控制分析 研究的两个主要指标。
• 弹性系数揭示代谢物浓度变化对反应速率 的影响程度。
• 而流量控制系数则为单位酶变化量引起的 某分支稳态代谢流量的变化，用来衡量某 一步酶反应对整个反应体系的控制程度。
这两个系数相互关联，可直接或间接测定。
精选ppt课件
• 各种代谢都不是孤立进行的，而是相互 作用、相互转化、相互制约的一套完整 、统一、灵敏的调节系统。
精选ppt课件
13
节点：网络分流处的代谢产物称为节点。
柔性节点：是指由节点流向各分支的代谢流量分割 率随代谢要求发生相应的变化，去除产物的反馈 抑制后，该分支的代谢流量分割率大大增加。
强刚性节点：是指由节点流向某一分支或某些分支 的代谢流量分割率是难以改变的，这是由产物的 反馈抑制及对另一分支酶的反式激活的相互作用 所致。
代谢工程技术得以广泛应用的一个重要前提 就是外源基因在所有生物物种（包括人体）中转 化和表达的可行性，而这种可行性又在很大程度 上依赖于各种载体和基因表达调控元件的开发。
精选ppt课件
28
5 代谢改造思路
• 代谢工程研究的重点在于改造代谢网络， 以便生产特定目的代谢产物或具有过量生 产能力的工程菌应用于工业生产。根据微 生物的不同代谢特性，常采用改变代谢流 、扩展代谢途径和构建新的代谢途径三种 方法。
精选ppt课件
16
• 放射性标记、同位素示踪等技术的应用使代谢流 分析更简单、方便。通过对细胞在不同情况(如改 变培养环境、去除抑制、增加或减少酶活等)的代 谢流分析，便可确定节点类型、确定最优途径、 估算基因改造的结果、计算最大理论产率等。对 于简单的反应系统，通过对所有的代谢网络的精 准分析及平衡计算就可以得到满意的结果。
3课 细胞通讯和细胞代谢(酶ATP,转运)
4.1 能与细胞
4.1.2 热力学定律
• 热力学第一定律：宇宙中的总能量是固定 不变的。
热力学第二定律即：能的每一次转化总要失去一些
可用的自由能，总要导致熵的增加，而熵的增加则
意味着有序性的降低，所以生物从外界摄取自由能
来保持甚至加强它的有序状态。
生物体是一个开放体系。 一个特定体系的有序性要增加，其环境的无 序性便必须增加。这一概念完全适用于细 胞的活动。 生物摄取低熵状态的食物———通过代谢将 它们转化为 高熵（不稳定）———排出体 外———避免了由于生物代谢导致总熵增 加———维持了生物内部的有序性。
贮能量供另一个代谢反应消耗能量时使用。
生物体把能量用在生命活动的各个方面
生物电 物质进出细胞 发热（体温）
ATP
运动 合成其它形式的能量分子 如： NADPH
4.2 酶
体内的新陈代谢过程都是在生物催化剂---酶的催化下进行的。 细胞中加速化学反应速度的催化剂;
2000多种;
在非细胞条件下也能发挥作用。
4.2.1 酶降低反应的活化能
催化剂只能催化原来可以进行的反应，加 快其反应速度。 即使对可以进行的反应来说，反应物分子 应越过活化能才能发生反应。（？）
酶的催化机理是降低活化能
4.2.3 核酶
• 长期以来，一直公认所有的酶都是蛋白质， 但是，1981年美国科学家发现，细胞中与 RNA分子有关的某些反应却是由RNA本身所 催化的，而不是由蛋白质催化的。
• 信号转导途径的作用是把信号从受体上传 递到细胞内发生专一的响应。
• 一个受体活化另一个受体，第二个受体又 活化第三个，如此等等。如图3.31
3、响应
• 信号转导的最终结果是细胞对信号的响应。 如图3.31 • 酶的级联
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
.精品课件.
5
生物体把能量用在生命活动的各个方面
.精品课件.
9
4.2 酶
酶：细胞中有促进化学反应速度的催化剂
4.2.1 酶(enzyme)的催化特点
催化剂可以加快化学反应的速度，它的突出优
点是：
催化效率高
专一性
可调节
.精品课件.
10
专一性
一种酶往往只对一类化合物或一种化学键起催化 作用。
可调节
.精品课件.
26
诱导契合假说(induced fit hypthesis) 当酶分子与底物分子接近时，酶蛋白受底物分 子的诱导，其构象发生有利于与底物结合的变 化，酶与底物在此基础上互补楔合，结合得更 加紧密，利于反应进行。
.精品课件.
28
4.2.4 多种因素影响酶的调控
• 温度：人体 35-40摄氏度 • PH和盐的浓度 6-8
首先需要酶与底物分子结合，酶蛋白结构中有底物 结合中心/活性中心。
酶的活性部位是酶分子表面起催化作用的区域，这
个区域是由酶分子三维结构上比较靠近的少数几
个氨基酸残基或这些残基上的某些基团所组成，
它们在一级结构上可能相距很远，甚至位于不同
的肽链上。通过肽链的缠绕折叠而在空间构象上
互相接近，并往往位于酶分子表面的裂隙或凹陷
有机体内进行着上千万种反应，这些反应之间 所以能协调进行，是因为酶本身的活性可以受到 调控。
pH值、温度、底物及酶的浓度都是影响酶活性
的因素，一些化学物质也可选择性地抑制某个酶
的活性。
.精品课件.
12
4.2.2 酶的化学本质是蛋白质
简单酶：完全由蛋白质组成。如：核糖核酸酶 胃蛋白酶
结合酶：亦称全酶，全酶=蛋白质+辅助因子。
3
4.1.3 吸能反应和放能反应
吸能反应：指反应产物分子中势能比反 应物分子中的势能多。 放能反应：指产物分子中的化学能少于反 应物分子中的化学能。 如：燃烧、光合作用、细胞呼吸 细胞代谢：每一个活细胞吸能和放能反 应的总称。
.精品课件.
4
4.1.4 ATP是细胞中的能量通货 一个代谢反应释出的能量贮入ATP， ATP所贮能量供另一个代谢反应消耗 能量时使用。
酶同时具有底物结合部位及抑制物结合部位，抑 制物结合后，使酶活性部位的立体结构改变，使 底物无法与酶结合。
.精品课件.
35
.精品课件.
36
• 抑制剂的作用是可逆的（氢），也可能 是不可逆的（共价键）。
• 负反馈：代谢反应为其产物所抑制的现象。
.精品课件.
37
几个酶或十几个酶前后配合，完 成一系列代谢反应，形成一条代谢途 径。在一条代谢途径中，常常是前一 个酶促反应的产物，便是下一个酶促 反应的底物。
2
4.1.2 热力学定律
热力学是研究所有物体能量转化规律的科 学 第一定律（能量守恒定律）：宇宙中总能 量是固定不变的，能量既不能创造，又不 能消灭，只能从一种形式转化成另一种形 式。如：发电厂、光合作用。 第二定律：能量的转变导致宇宙有序性的 降低、无序性的增加。如：汽油的燃烧 （75%）
.精品课件.
4 细胞代谢
4.1 能与细胞 4.2 酶 4.3 物质的跨膜转运 4.3 细胞呼吸 4.4 光合作用
.精品课件.
1
4.1能与细胞
4.1.1 能是做功的本领
定义：能是产生变化的本能或可以做功的本领。
存在形式：动能 由于运动而具有的能。热、电、光
势能 物体由于所在位置或 本身的排列 而具有的能。
.精品课件.
内。
.精品课件.
23
酶与底物的专一结合，又是酶促反应专一 性的体现。
然后，酶蛋白分子以各种方式，作用于 底物分子，使底物分子活化起来。
.精品课件.
24
中间产物学说
在酶促反应中，底物(反应物)先与酶结合成不稳定的中
间产物(酶─底物复合物)，然后再迅速地分解为产物和
酶
Ｅ ＋ Ｓ ───→ ＥＳ ───→ Ｅ ＋ Ｐ
.精品课件.
41
4.2.5 核酶
• 核酶：RNA催化剂 两类： 催化分子内的反应，即分子的一部分与另
一部分反应，例如RNA的一段在该分子 内改换位置 催化分子间的反应，催化别的分子的反应。
.精品课件.
42
4.3 物质的跨膜转运
4.3.1 膜的选择性源于其分子组成 1.脂双层 烃类 C02 氧 2.转运蛋白（膜内在蛋白质） 葡萄糖 氨 基酸
• 酶的抑制剂
竞争性抑制剂 非竞争性抑制剂
.精品课件.
31
竞争性抑制(Competitive inhibition)
有的酶在遇到一些化学结构与底物相 似的分子时，这些分子与底物竞争结合 酶的活性中心，亦会表现出酶活性的降 低（抑制）。这种情况称为酶的竞争性 抑制。
鹊巢鸠占
.精品课件.
32
非竞争性抑制剂(Noncompetitive inhibition)
.精品课件.
38
一条代谢途径的终产物，有时可与该 代谢途径的第一步反应的酶相结合，结合 的结果使这个酶活性下降，从而使整条代 谢途径的反应速度慢起来。这种情况称为 “反馈抑制 ”。
值得注意的是，发生反馈抑制时，代谢终
产物与酶结合时，是非共价结合，是可逆的。
.精品课件.
39
负反馈调节方式为整个生命过程(不同层次 的生命过程)的主要调控方式，正是如此 ，生命过程的上千万种化学反应才能有 条不紊地进行。
酶 底物
中间产物
酶 产物
.精品课件.
25
• 从电子理论的观点来看，酶与底物结合成中间 产物之所以能降低反应物的活化能，可能是由 于酶与底物多点结合后，原底物分子因受酶分 子的电荷的影响或诱导(或弱键形成)引起了底 物各原子的电子分布情况发生改变，使底物趋 于不稳定状态，增加其反应性，结果活化能降 低。
(cofactor)。（辅酶或辅基）
辅酶(coenzyme)：辅助因子是有机化合物。如B族
维生素就是一种羧化酶的辅酶。在酶促反应中携带或 传递底物的电子、原子或作用基团。
辅基(prosthetic group)：辅助因子是离子称为辅基。
Cu2+是细胞色素氧化酶的辅助因子。
.精品课件.
13
如：羧基肽酶以二价锌离子（Zn2+） 为辅助因子
又如：过氧化氢酶以铁卟啉环为辅 助因子
.精品课件.
15
.精品课件.
19
4.2.3 酶降低反应的活化能
活化能：在一定温度下1mol 底物全部进入活 化态所需要的自由能。 底物：酶所催化的反应中的反应物 一个化学反应体系中，只有具较高能量的活化 分子才能在碰撞中发生化学反应。
.精品课件.
20
酶是如何降低活化能的呢 ?