1、结束返回下页上页第八章细胞的能第八章细胞的能量转换量转换上页下页返回结束可见线粒体是细胞内的能量转换器可见线粒体是细胞内的能量转换器上页下页返回结束一、细胞内的供能物质一、细胞内的供能物质n糖类：最主要的供能物质n脂肪：能量的浓缩贮存形式n蛋白质：能量的来源之一上页下页返回结束地球上一切生命活动所需要的能量主要来自于太阳能。上页下页返回结束太阳提供了生命生存的能源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）能量能量转移并储存于动植物的有机物（蛋白质、脂肪、糖类等）中。上页下页返回结束细胞内供能物质中能量的流动细胞内供能物质中能量的流动 食物（糖类、脂肪、
2、蛋白质）人（消化、吸收、运输）细胞 线粒体 ADP+Pi 二氧化碳和水 ATP 上页下页返回结束二、细胞的能量利用形式二、细胞的能量利用形式 ATP高能磷酸键ATP表示为：A-P P P上页下页返回结束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。ATPATPATP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。去磷酸化 A-PPP =A-PP+Pi+1.72KJ 磷酸化上页下页返回结束n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
3、转移能量转换ATP形成上页下页返回结束细胞呼吸（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。上页下页返回结束细胞呼吸（细胞氧化）过程：三羧酸循环电子传递和氧化磷酸化乙酰辅酶A的形成糖酵解图示 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细胞呼吸的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能量转换ATP生成物质分解能量释放上页下页返回结束细胞中能量的释放和转移细胞中能量的释放和转移分解过程：糖酵解 乙酰辅酶A的形成 三羧酸循环 物质
4、分解,能量逐步释放出来上页下页返回结束葡萄糖丙酮酸乙酰辅酶A-酮戊二酸柠檬酸琥珀酸延胡索酸草酰乙酸异柠檬酸苹果酸顺乌头酸NADNADH2CO2NADNADH2CO2CO2NADNADH2NADH2NADFADFADH2NADH2NAD以葡萄糖为例，介绍细胞呼吸（能量转换）的过程：糖酵解乙酰辅酶A的形成三羧酸循环上页下页返回结束一、糖酵解一、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）上页下页返回结束二、乙酰辅酶二、乙酰辅酶A A（CH3COSCOACH3COSCOA）的生成：）的生成：在线粒体中进行
5、。结果：2分子丙酮酸 2分子 CH3COSCOA 2分子 NADH+H+2分子 CO2（丙酮酸中能量转移到CH3COSCOA和 NADH中）上页下页返回结束三、三羧酸循环三、三羧酸循环上页下页返回结束 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：2CH2COSCOA22CO2 23NADH+H+21FADH2 21ATP CH3COSCOA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
6、NADH、FADH2中的能量如何转移至ATP中。上页下页返回结束能量的转换能量的转换电子传递和氧化磷酸化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”。上页下页返回结束呼吸链(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
7、和能量的释放。上页下页返回结束 FADH2 2e-2e-2e-2e-2e-2e-2e-2e-简示为：NADH FMN COQ B C1 C aa3 1/2O2 ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP呼吸链呼吸链（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。上页下页返回结束 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 NADH COQ 12.2千卡 部位 b C1 9.9千卡 部位 aa3 O2 23.8千卡
8、上页下页返回结束已知：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，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上页下页返回结束基粒与氧化磷酸化基粒与氧化磷酸化n基粒（ATP酶复合体）是氧化磷酸化部位。n ADP+Pi ATP 称为磷酸化磷酸化：底物水平磷酸化氧化磷酸化动画上页下页返回结束基粒的结构：基粒的结构：头部（ATP酶复合体）柄部基片ADP+PiATP 头部（头部（ATP酶复合体）酶复合体）基粒基粒 柄部柄部 基片（插入膜中）基片（插入膜中）动画上页下页返回结束 12H 12H+12e-（经呼吸链传递）
9、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+热能底物水平磷酸化底物水平磷酸化：由高能底物水解放能，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。氧化磷酸化氧化磷酸化：高能电子在电子传递过程中释放出的能量被F0F1ATP酶复合体用来催化 ADP磷酸化而合成 ATP，称为氧化磷酸化。动画上页下页返回结束 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
10、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。动画上页下页返回结束动画上页下页返回结束细胞呼吸的特点：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。、反应过程需要水的参入。线粒体 细胞呼吸 ATP的产生功能上页下页返回结束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。上页下页返回结束 想一想，你每天的活动需要多少能量？想一想，你每天的活动需要多少能量？你看一小时电视需要多少能量？你看书一小时需要多少能量？你睡觉一小时需要多少能量？合理饮食，保证适宜的营养。合理饮食，保证适宜的营养。
