第八章 细胞的能量转换

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细胞呼吸（细胞氧化）过程：
糖酵解
乙酰辅酶A的形成
三羧酸 循环
电子传递和 氧化磷酸化
图示 细胞呼吸的四个主要步骤 上页 下页 返回 结束
细胞呼吸的过程
糖酵解 乙酰辅酶A的形成 物质分解能量释放 三羧酸循环 电子传递和氧化磷酸化 能量转换ATP生成
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细胞中能量的释放和转移
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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。
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想一想，你每天的活动需要多少能量？
你 看 书 一 小 时 需 要 多 少 能 量 ？
你看一小时电视需要多少能量？
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二、细胞的能量利用形式—— ATP
高能磷酸键
ATP表示为： A-P ~P ~P
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去磷酸化 A--P~P~P ======== A-P~P+Pi+1.72KJ 磷酸化
ATP ATP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。 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带者，即“能量货币”。 细胞的能量获得、转换、储存和利用的枢纽。
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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
合理饮食，保证适宜的营养。
你睡觉一小时需要多少能量？
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思考题：
1、名词解释 细胞呼吸 基粒 ATP 氧化磷酸化 呼吸链 底物水平磷酸化 2 、以葡萄糖为例，简述细胞中有机物的能量是 如何释放和转换为ATP的? 3 、试述线粒体与细胞能量转换的关系?
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基粒的结构：
基粒
头部（ATP酶复合体） 柄部 基片（插入膜中） ADP+Pi
头部（ATP酶复合体）
ATP
柄部
基片
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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 底物水平磷酸化： 用来催化 ADP磷酸化而合成 ATP， 由高能底物水解放能， 称为氧化磷酸化。 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。 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 动画
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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。
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呼吸链（respiratory 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。
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
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以 葡 萄 糖 为 例 ， 介 绍 细 胞 呼 吸 （ 能 量 转 换 ） 的 过 程 ：
葡萄糖 NAD NADH2 CO2 NADH2 丙酮酸 NAD
糖酵解
乙酰辅酶A的形成
乙酰辅酶A
NADH2
草酰乙酸
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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”。
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地球上一切生命活动所需要的能量主要来自于太阳能。
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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。
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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 ATP 二氧化碳和水
柠檬酸
NAD 苹果酸 顺乌头酸
延胡索酸 FADH2 CO2 琥珀酸 FAD -酮戊二酸 CO2
异柠檬酸
三羧酸循环
NAD NADH2
NADH2
NAD
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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）
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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
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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。
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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。 ５、反应过程需要水的参入。
功能
线粒体 —— 细胞呼吸 —— ATP的产生
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2e-
FADH2 2e 2e- 2e-
2e-
2e-
2e-
2e-
简示为：NADH FMN COQ B C1 C aa3 1/2O2
Ⅰ
ADP+Pi ATP ADP+Pi
Ⅱ
ATP
Baidu Nhomakorabea
Ⅲ
ADP+Pi ATP
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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Ⅰ NADH COQ 12.2千卡 部位Ⅱ b C1 9.9千卡 部位Ⅲ aa3 O2 23.8千卡
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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，
1分子NADH 1分子FADH2
电子传递和氧化磷酸化 —————————— 3ATP 电子传递和氧化磷酸化 —————————— 2ATP
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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 磷酸化：底物水平磷酸化氧化磷酸化
2×3NADH+H+ 2×1FADH2 2×1ATP
CH3CO~SCOA中能量转移到NADH、FADH2 中 上页 下页 返回 结束
至此，一分子葡萄糖已完全分解成６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。
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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 CH3CO~SCOA 2分子 NADH+H+ 2分子 CO2 （丙酮酸中能量转移到CH3CO~SCOA和 NADH中）
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三、三羧酸循环
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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： 2×CH2CO~SCOA2×2CO2
第八章 细胞的能量转换
第一节 细胞的供能物质和...
第二节 能量的释放和转移
第三节 细胞能量的转换 思考题
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可 见 线 粒 体 是 细 胞 内 的 能 量 转 换 器
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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