细胞代谢课件.ppt
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说明：微生物的无氧呼吸又称为发酵
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
主要在线粒体中进行 在细胞质基质中进行
需要氧气参与
不需要氧气参与
区别
分解有机物彻底 CO2 H2O
分解有机物不彻底 CO2 酒精 乳酸
释放大量能量
释放少量能量
第一阶段（从葡萄糖到丙酮酸）的过 联系 程和场所（细胞质基质）完全相同；有酶
场所——始终在细胞质基质内进行
总反应式
C6H12O6 酶 C6H12O6 酶
2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 2C3H6O3 （乳酸）＋能量
无氧呼吸比有氧呼吸释放出的能量要少得多，未释 放的能量储存在酒精或乳酸等不彻底的氧化产物中，酒 精能燃烧，说明酒精中还储存有大量的能量。
无氧呼吸
无氧呼吸的过程
三磷酸腺苷 ＡＴＰ
腺苷（Fra Baidu bibliotek）
ATP的结构简式
• ATP的结构简式为A—P ~ P ~ P
普通化 学键
高能 磷酸键
ATP即三磷酸腺苷，是各种活细胞内普遍存 在的一种高能磷酸化合物。
ATP的水解过程 A–P～P～P
A–P～P
酶 ATP
Pi
能量 ADP+Pi+能量
ATP与ADP的相互转化
A-P~P~P
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。
6. 抑制剂
抑制剂：能使酶活性下降或丧失的物质。
无机离子：Ag＋，Hg2＋，Pb2＋。
化学物质：CO，H2S，氰化物，砷化物（砒 霜），氟化物，有机磷。
类型1------非竞争性抑制剂：它与酶分子结合的部位 不是活性部位，但它的结合却使酶分子的形状发生 了变化，使得活性部位不适于接纳底物分子。
类型2------竞争性抑制剂：与酶的底物相似的化学物， 与底物分子竞争酶的活性部位，使得底物分子不能 发生反应。（可逆的）
三、酶促反应的影响因素
1.底物浓度对酶促反应速度影响
2. 酶的浓度
3. 温 度
t＜T时，V 随 t 的升高而增加。（T为最适温度） t＝T时，V＝Vmax。 t＞T时，V 随 t 的升高而减小。 高温条件下，酶蛋白空间结构被破坏易变性，导致失活。
Q10（温度系数）：温度 每提高10℃所增加的反应速 率的倍数。
第三节 细胞呼吸
一、呼吸作用的概念
细胞呼吸是所有生物都具有的一项重要 的生命活动。其实质是氧化分解有机物，最 终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量 产生ATP的总过程。
细胞呼吸的类型
有氧呼吸 无氧呼吸
有氧呼吸
•概念——指生物细胞在氧气的作用下，通过酶的催
化作用把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出CO2和 水，同时释放出大量能量的过程。
第四章 细胞代谢
第一节 能与细胞
机体的生存需要能量，机体内主要提供 能量的物质是ATP。
ATP的形成主要通过两条途径： 一条是由葡萄糖彻底氧化为CO2和水，从 中释放出大量的自由能形成36分子ATP。 另外一条是在没有氧分子参加的条件下， 即无氧条件下，由葡萄糖降解为丙酮酸，并 在此过程中产生2分子ATP。
ATP形成的途径
第二节 酶
一、酶及其特点
酶：活细胞产生的具有催化作用的一类有机物。
H
H
化学特点：绝大多|数是蛋白质，少数| 为RNA。
作用特点：H高OO效C性—C，—专NH一2 性，HO条O件C—温C—和N性H2
|
|
H
H
二、酶的作用机理
1. 中间产物理论
酶与底物形成中间产物，通 过降低反应的活化能来加快反应 速度，酶促反应要比非催化反应 多经历几个步骤。
酶
C6H12O6
2丙酮酸 酶
2C2H5OH+2CO2+能量 2C3H6O3 ＋能量
第一阶段
第二阶段
（均在细胞质基质中完成）
两种无氧呼吸方式的具体实例
产生酒精的无氧呼吸常见的例子有：
①某些水果（如苹果）及某些植物的根在缺氧时 ②酵母菌在缺氧时
产生乳酸的无氧呼吸常见的例子有：
①马铃薯块茎、甜菜块根和玉米胚在无氧时 ② 动物的肌肉细胞在缺氧时 ③乳酸菌在无氧时
4. pH 值
pH值影响酶分子构象改变，酶均有其各自不同的最适 pH值范围。在最适pH值范围内，反应速度最大。在过酸和 过碱的条件下，酶活性完全丧失。
5. 激活剂
激活剂：能提高酶活性的物质。 无机离子：Na＋ K＋ Mg2＋ Ca2＋ Zn2＋ Fe 2＋ Cl有机分子：抗坏血酸（Vc），半胱氨酸， 亚硫酸钠，谷胱甘肽。
12分子H2O
6分子CO2
1161kJ=38ATP
有氧呼吸的全过程
场所
反应物
第一阶段 细胞质基质 葡萄糖
第二阶段 线粒体 第三阶段 线粒体
丙酮酸 H2O 【H】 H2O
产物
丙酮酸 【H】
CO2 【H】
H2O
能量 少 少 多
无氧呼吸
概念——指在无氧条件下，通过酶的催化作用，生
物细胞把糖类等有机物分解成为不彻底的氧 化产物，同时释放出少量能量的过程。
酶
酶 A-P~P +Pi + 能量
请问：这是不是可逆反应？
不是
ATP与ADP的转化关系
ATP
Pi
酶
酶
ADP
能量
物质可逆
能量不可逆
• ATP释放的能量转化成其它能量的形式主要有：
1.机械能 2.电 能 3.渗透能 4.光 能 5.热 能
ATP的生理功能 ATP是生物体进行各种生命活动
所需能量的直接来源
•场所──先在细胞质基质内，后在线粒体内
•总反应式：
酶
C6H12O6 + 6H2O + 6O2
6CO2 + 12H2O + 能量（2870kJ）
有氧呼吸的全过程
１分子葡萄糖
第
[H]
酶
一 2ATP（少量） 阶
段
2分子丙酮酸
6H2O
第 三
[H]
2ATP（少量）
阶
第
段
6分子O2
酶
二 阶
段
酶
34ATP（大量）
E + S --→ ES --→ P + S E：酶 S：底物 P：产物
2. 活性中心理论
酶分子上直接参与反应的氨基酸残基或侧链基 团组成的活性空间结构称酶的活性中心，分催化基 团和结合基团两部分。 前者决定酶的催化能 力（高效性），后者 决定酶与哪些底物结 合（专一性）。活性 中心外维持形成活性 中心构象的一些基团， 称为非活性中心。
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
主要在线粒体中进行 在细胞质基质中进行
需要氧气参与
不需要氧气参与
区别
分解有机物彻底 CO2 H2O
分解有机物不彻底 CO2 酒精 乳酸
释放大量能量
释放少量能量
第一阶段（从葡萄糖到丙酮酸）的过 联系 程和场所（细胞质基质）完全相同；有酶
场所——始终在细胞质基质内进行
总反应式
C6H12O6 酶 C6H12O6 酶
2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 2C3H6O3 （乳酸）＋能量
无氧呼吸比有氧呼吸释放出的能量要少得多，未释 放的能量储存在酒精或乳酸等不彻底的氧化产物中，酒 精能燃烧，说明酒精中还储存有大量的能量。
无氧呼吸
无氧呼吸的过程
三磷酸腺苷 ＡＴＰ
腺苷（Fra Baidu bibliotek）
ATP的结构简式
• ATP的结构简式为A—P ~ P ~ P
普通化 学键
高能 磷酸键
ATP即三磷酸腺苷，是各种活细胞内普遍存 在的一种高能磷酸化合物。
ATP的水解过程 A–P～P～P
A–P～P
酶 ATP
Pi
能量 ADP+Pi+能量
ATP与ADP的相互转化
A-P~P~P
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。
6. 抑制剂
抑制剂：能使酶活性下降或丧失的物质。
无机离子：Ag＋，Hg2＋，Pb2＋。
化学物质：CO，H2S，氰化物，砷化物（砒 霜），氟化物，有机磷。
类型1------非竞争性抑制剂：它与酶分子结合的部位 不是活性部位，但它的结合却使酶分子的形状发生 了变化，使得活性部位不适于接纳底物分子。
类型2------竞争性抑制剂：与酶的底物相似的化学物， 与底物分子竞争酶的活性部位，使得底物分子不能 发生反应。（可逆的）
三、酶促反应的影响因素
1.底物浓度对酶促反应速度影响
2. 酶的浓度
3. 温 度
t＜T时，V 随 t 的升高而增加。（T为最适温度） t＝T时，V＝Vmax。 t＞T时，V 随 t 的升高而减小。 高温条件下，酶蛋白空间结构被破坏易变性，导致失活。
Q10（温度系数）：温度 每提高10℃所增加的反应速 率的倍数。
第三节 细胞呼吸
一、呼吸作用的概念
细胞呼吸是所有生物都具有的一项重要 的生命活动。其实质是氧化分解有机物，最 终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量 产生ATP的总过程。
细胞呼吸的类型
有氧呼吸 无氧呼吸
有氧呼吸
•概念——指生物细胞在氧气的作用下，通过酶的催
化作用把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出CO2和 水，同时释放出大量能量的过程。
第四章 细胞代谢
第一节 能与细胞
机体的生存需要能量，机体内主要提供 能量的物质是ATP。
ATP的形成主要通过两条途径： 一条是由葡萄糖彻底氧化为CO2和水，从 中释放出大量的自由能形成36分子ATP。 另外一条是在没有氧分子参加的条件下， 即无氧条件下，由葡萄糖降解为丙酮酸，并 在此过程中产生2分子ATP。
ATP形成的途径
第二节 酶
一、酶及其特点
酶：活细胞产生的具有催化作用的一类有机物。
H
H
化学特点：绝大多|数是蛋白质，少数| 为RNA。
作用特点：H高OO效C性—C，—专NH一2 性，HO条O件C—温C—和N性H2
|
|
H
H
二、酶的作用机理
1. 中间产物理论
酶与底物形成中间产物，通 过降低反应的活化能来加快反应 速度，酶促反应要比非催化反应 多经历几个步骤。
酶
C6H12O6
2丙酮酸 酶
2C2H5OH+2CO2+能量 2C3H6O3 ＋能量
第一阶段
第二阶段
（均在细胞质基质中完成）
两种无氧呼吸方式的具体实例
产生酒精的无氧呼吸常见的例子有：
①某些水果（如苹果）及某些植物的根在缺氧时 ②酵母菌在缺氧时
产生乳酸的无氧呼吸常见的例子有：
①马铃薯块茎、甜菜块根和玉米胚在无氧时 ② 动物的肌肉细胞在缺氧时 ③乳酸菌在无氧时
4. pH 值
pH值影响酶分子构象改变，酶均有其各自不同的最适 pH值范围。在最适pH值范围内，反应速度最大。在过酸和 过碱的条件下，酶活性完全丧失。
5. 激活剂
激活剂：能提高酶活性的物质。 无机离子：Na＋ K＋ Mg2＋ Ca2＋ Zn2＋ Fe 2＋ Cl有机分子：抗坏血酸（Vc），半胱氨酸， 亚硫酸钠，谷胱甘肽。
12分子H2O
6分子CO2
1161kJ=38ATP
有氧呼吸的全过程
场所
反应物
第一阶段 细胞质基质 葡萄糖
第二阶段 线粒体 第三阶段 线粒体
丙酮酸 H2O 【H】 H2O
产物
丙酮酸 【H】
CO2 【H】
H2O
能量 少 少 多
无氧呼吸
概念——指在无氧条件下，通过酶的催化作用，生
物细胞把糖类等有机物分解成为不彻底的氧 化产物，同时释放出少量能量的过程。
酶
酶 A-P~P +Pi + 能量
请问：这是不是可逆反应？
不是
ATP与ADP的转化关系
ATP
Pi
酶
酶
ADP
能量
物质可逆
能量不可逆
• ATP释放的能量转化成其它能量的形式主要有：
1.机械能 2.电 能 3.渗透能 4.光 能 5.热 能
ATP的生理功能 ATP是生物体进行各种生命活动
所需能量的直接来源
•场所──先在细胞质基质内，后在线粒体内
•总反应式：
酶
C6H12O6 + 6H2O + 6O2
6CO2 + 12H2O + 能量（2870kJ）
有氧呼吸的全过程
１分子葡萄糖
第
[H]
酶
一 2ATP（少量） 阶
段
2分子丙酮酸
6H2O
第 三
[H]
2ATP（少量）
阶
第
段
6分子O2
酶
二 阶
段
酶
34ATP（大量）
E + S --→ ES --→ P + S E：酶 S：底物 P：产物
2. 活性中心理论
酶分子上直接参与反应的氨基酸残基或侧链基 团组成的活性空间结构称酶的活性中心，分催化基 团和结合基团两部分。 前者决定酶的催化能 力（高效性），后者 决定酶与哪些底物结 合（专一性）。活性 中心外维持形成活性 中心构象的一些基团， 称为非活性中心。