细胞的能量代谢和物质代谢

物质代谢与能量代谢

新陈代谢

•定义：机体与外界环境之间的物质和能量交换以及生物体内物质和能量的自我更新过程叫做新陈代谢。一般都是在酶的催化作用下进行的。

•意义：生物体进行一切生命活动的基础

•分类

1.性质上分成物质代谢和能量代谢

2.方向上分成同化作用和异化作用

•同化作用（又叫做合成代谢）：生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的变化过程。

•异化作用：（又叫做分解代谢）：生物体能够把自身的一部分组成物质加以分解，释放出其中的能量，并且把分解的终产物排出体外的变化过程。

新陈代谢类型比较表格

同化作用与异化作用是同时而交错进行的。同化作用为异化作用提供了物质基础，并储存能量，异化作用为同化作用提供了部分的原料和生命活动所需能量。

同化作用大于异化作用时，生物表现生长现象；同化作用小于异化作用一般在病理条件下才能发生，会导致消瘦，甚至死亡。

很多动物在进化过程中保留了无氧呼吸的酶系统，但进行呼吸作用仍以有氧呼吸为主，故归入需氧型。

原核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质（或细胞膜所形成的特殊结构上）

几种典型特殊生物的代谢类型

酵母菌

生物种类：真核生物，真菌

分布：含糖量较高和偏酸性的环境

遗传物质：细胞核DNA线粒体DNA质粒DNA

生殖方式：主要是无性繁殖一一出芽生殖。

细胞结构：细胞壁（葡聚糖和甘露聚糖）、细胞膜、细胞核、细胞质：细胞质基质和内质网、核糖体、线粒体、液泡

生态系统中的成分：分解者

生产应用：酿果酒、发面、生产有机酸等

代谢类型：异养兼性厌氧型

在有氧条件下，进行有氧呼吸，能量充足，繁殖快

在无氧条件下，进行无氧呼吸，不能繁殖后代

呼吸过程表示：

硝化细菌

生物种类：原核生物，细菌

分布：土壤

生殖方式：二分裂

生态系统中的成分：生产者

生产应用：

代谢类型：化能自养需氧型

化能合成作用：

分类：硝化细菌、亚硝化细菌

1. 与新陈代谢直接相关的四大系统

消化系统、呼吸系统、泌尿系统、循环系统 2. 弄清人和动物体内三大营养物质的代谢及其关系

消化过程

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物质代谢

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细胞的能量“通货”一一ATP腺嘌呤核苷三磷酸

1定义：细胞内的一种高能磷酸化合物

（ATP能够跨膜运输，可以被吸收，既能注射又能口服。）

2.元素组成：CHONP

3.化学组成：一分子腺苷和三分子磷酸基团

4.结构简式及其符号意义

A—p~p~p

A表示腺苷，T表示三个Tri，P表示磷酸基团，~表示高能磷酸键，一表示普通磷酸键ATP分子中大量能量就储存在高能磷酸键中

5.ATP与ADP可以相互转化

表达式

酶

能量来源

能量去路

反应场所

•ATP在细胞内的含量很少，需要随时消耗、随时产生，因此它在细胞内的转化速率很快, 而且能在生命活动的过程中随用随取。

•ATP转化为ADP也需要消耗水。

6ATP的形成途径

胞质中和细电廈

上）

光能是生物体进行各项生命活动的根本能量来源，植物的光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢。光能进入生物群落后，以化学能的形式储存于有机物中，以有机物为载体通过食物链而流动。生物不能直接利用有机物中的化学能，只有有机物氧化分解并将

能量转移到ATP中，才能被利用。

1.细胞呼吸：一切细胞生物

2.光合作用：绿色植物、光合细菌、蓝藻

3.磷酸肌酸等高能化合物水解释放能量：人与动物

4.化能合成作用：某些细菌如硝化细菌、硫细菌、铁细菌

7.ATP中能量的利用

ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量，用于各项生命活动：

1.机械能：肌肉收缩、染色体运动

2.电能：神经传导、生物电

3.渗透能：主动运输

4.化学能：物质合成，用于细胞内各种吸能反应。

•细胞内的化学反应分吸能反应和放能反应。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，放

能反应一般与ATP的合成相联系

•能量通过ATP 分子在吸能反应和放能反应之间循环流通 5. 6.

ATP — ADP

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、与ATP 相关的曲线

1.02供应量与ATP 产生速率的关系曲线如右图所示（不考虑光合作用）

解读： ①A 点表示在无氧条件下，细胞通过无氧呼吸 产生少量ATP.

②.AB 段表示随 Q 浓度的升高，细胞有氧呼吸逐渐加 强，ATP 的产生速率也随之增大

①BC 段表示02供应量超过一定范围后， ATP 的产

生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、 ADP 、 磷酸等 2 .细胞呼吸强度与 ATP 产生速率的关系曲线

（如下图）

光能：发光

热能