生物新陳代謝之二能量與代謝細(xì)胞呼吸光合作用3_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、 正常人血液紅細(xì)胞中含有一種“葡萄糖-6-磷酸脫氫酶”(G-6-PD),它能夠催化體內(nèi)一個(gè)代謝過程,產(chǎn)生能穩(wěn)定紅細(xì)胞膜的物質(zhì),如果人體內(nèi)缺乏這種酶,那就會(huì)使紅細(xì)胞膜脆性增加,容易破裂溶血?!靶Q豆病”患兒就是因?yàn)槿狈@種酶所致。進(jìn)食蠶豆后,蠶豆中的豆堿物質(zhì)可使過敏體質(zhì)的患兒這種酶被分解及大量喪失,導(dǎo)致大量紅細(xì)胞破裂溶血,使患兒出現(xiàn)溶血性貧血,同時(shí)溶血產(chǎn)生大量的血紅蛋白可從尿中排出,使尿呈醬油色,其代謝物膽紅素則使患兒出現(xiàn)黃疸?!靶Q豆病”也稱“蠶豆黃”。 本病常見10歲以下小兒,1-5歲為發(fā)病高峰,在食用蠶豆數(shù)小時(shí)至兩天內(nèi)發(fā)病,乳母進(jìn)食蠶豆,嬰兒吸吮乳汁后也可發(fā)病,潛伏期越短,病情越重。一旦發(fā)病,

2、需立即住院,給予輸血、堿化尿液(防止血紅蛋白在腎小管中沉積阻塞腎小管引起腎功能衰竭)等治療。有“蠶豆病”病史者,不能進(jìn)食蠶豆及其制品(如粉絲、豆瓣醬),亦不能使用可能引起溶血的藥物,如抗瘧疾藥(伯氨喹啉、奎寧)、退熱藥(氨基比林、非那西丁)、痢特靈、磺胺類藥物,如果收藏衣物使用了樟腦丸,穿以前要曝曬,因?yàn)檩烈部梢鹑苎?蠶豆病在我國西南、華南、華東和華北各地均有發(fā)現(xiàn),而以廣東、四川、廣西、湖南、江西為最多。3歲以下患者占70,男性患者占90。成人患者比較少見,但也有少數(shù)病人至中年或老年才首次發(fā)病。由于G-6-PD缺乏屬遺傳性,所以40以上的病例有家族史。本病常發(fā)生于初夏蠶豆成熟季節(jié)。絕大多數(shù)

3、病人因進(jìn)食新鮮蠶豆而發(fā)病。本病因南北各地氣候不同而發(fā)病有遲有早。 初步研究發(fā)現(xiàn),蠶豆浸出液與缺乏G-6-PD的紅細(xì)胞溫育后,能使紅細(xì)胞內(nèi)還原型谷胱甘肽(GSH)含量顯著降低,高鐵血紅蛋白濃度增高。這一結(jié)果提示蠶豆浸出液中這一結(jié)果提示蠶豆浸出液中含有類似氧化劑含有類似氧化劑的物質(zhì)。蠶豆中的物質(zhì)。蠶豆中引起溶血的物質(zhì)究為何物,至今仍未清楚引起溶血的物質(zhì)究為何物,至今仍未清楚。至于為何新鮮蠶。至于為何新鮮蠶豆比干蠶豆容易致病,研究發(fā)現(xiàn)新鮮或陰天采集的蠶豆皮中豆比干蠶豆容易致病,研究發(fā)現(xiàn)新鮮或陰天采集的蠶豆皮中含含有更多的毒性物質(zhì)有更多的毒性物質(zhì)。曬干后,蠶豆皮中蠶豆嘧啶核苷和多。曬干后,蠶豆皮中蠶豆

4、嘧啶核苷和多巴被氧化,毒性因而減低。巴被氧化,毒性因而減低。 蠶豆病發(fā)病情況頗為繁雜,如蠶豆病只發(fā)生于蠶豆病發(fā)病情況頗為繁雜,如蠶豆病只發(fā)生于G-6-PDG-6-PD缺缺乏者,但乏者,但并非所有的并非所有的G-6-PDG-6-PD缺乏者吃蠶豆后都發(fā)生溶血缺乏者吃蠶豆后都發(fā)生溶血;曾;曾經(jīng)發(fā)生蠶豆病者每年吃蠶豆,但經(jīng)發(fā)生蠶豆病者每年吃蠶豆,但不一定每年都發(fā)病不一定每年都發(fā)?。话l(fā)病者;發(fā)病者溶血和貧血的程度與所食蠶豆量的多少并無平行關(guān)系溶血和貧血的程度與所食蠶豆量的多少并無平行關(guān)系;成年成年人的發(fā)病率人的發(fā)病率顯著顯著低低于小兒。由此可以推測(cè),除了紅細(xì)胞缺乏于小兒。由此可以推測(cè),除了紅細(xì)胞缺乏G-

5、6-PDG-6-PD以外,必然還有其他因素與發(fā)病有關(guān)??梢?,以外,必然還有其他因素與發(fā)病有關(guān)。可見,蠶豆病蠶豆病發(fā)生溶血的機(jī)理比發(fā)生溶血的機(jī)理比G-6-PDG-6-PD缺乏所致的藥物性溶血性貧血復(fù)雜缺乏所致的藥物性溶血性貧血復(fù)雜,尚有待進(jìn)一步探討。,尚有待進(jìn)一步探討。 1717世紀(jì):比利時(shí)化學(xué)家世紀(jì):比利時(shí)化學(xué)家范范. .赫爾蒙特赫爾蒙特(1577-16441577-1644) 首次科學(xué)地研究植物的生長(zhǎng),小柳樹長(zhǎng)大首次科學(xué)地研究植物的生長(zhǎng),小柳樹長(zhǎng)大, , 土壤重量土壤重量( (幾乎幾乎) )未變,未變,結(jié)論:水制造所需結(jié)論:水制造所需 物質(zhì);物質(zhì);1818世紀(jì):英生理學(xué)家里爾斯(世紀(jì):英生理

6、學(xué)家里爾斯(1677-17611677-1761):比水):比水 輕的物質(zhì)空氣制造所需物質(zhì);荷蘭醫(yī)生英輕的物質(zhì)空氣制造所需物質(zhì);荷蘭醫(yī)生英 根根- -浩斯,浩斯,空氣中的營養(yǎng)成分是空氣中的營養(yǎng)成分是COCO2 2,吸收,吸收 COCO2 2需光。需光。17701770年:荷蘭普利斯特列年:荷蘭普利斯特列發(fā)現(xiàn)植物能放氧發(fā)現(xiàn)植物能放氧( (鼠鼠, ,蠟燭蠟燭) );18041804年:瑞士化學(xué)家索蘇爾證明水結(jié)合到植物的年:瑞士化學(xué)家索蘇爾證明水結(jié)合到植物的 組織中;組織中;1919世紀(jì)世紀(jì)5050年代:法采礦工程師鮑森戈用不含有機(jī)物年代:法采礦工程師鮑森戈用不含有機(jī)物 的土壤來種植。發(fā)現(xiàn)植物只能利

7、的土壤來種植。發(fā)現(xiàn)植物只能利 用空氣中的用空氣中的COCO2 2和土壤里的氮。和土壤里的氮。土壤供應(yīng)的營養(yǎng)只限于某些無機(jī)鹽,如硝酸鹽和磷土壤供應(yīng)的營養(yǎng)只限于某些無機(jī)鹽,如硝酸鹽和磷酸鹽,是有機(jī)肥料加到土壤中去的。酸鹽,是有機(jī)肥料加到土壤中去的。18171817年:法佩爾蒂埃和卡旺托分離出年:法佩爾蒂埃和卡旺托分離出“葉綠素葉綠素”; 18651865年:德植物學(xué)家薩克斯發(fā)現(xiàn)年:德植物學(xué)家薩克斯發(fā)現(xiàn)“葉綠素葉綠素”僅分布在僅分布在 小體小體葉綠體葉綠體,葉綠素是光合作用的基礎(chǔ)葉綠素是光合作用的基礎(chǔ)。 向動(dòng)態(tài)生物化學(xué)方向發(fā)展,涉及到酶和光向動(dòng)態(tài)生物化學(xué)方向發(fā)展,涉及到酶和光 合作用的代謝過程。合作

8、用的代謝過程。19051905年年: F.F.Blackman: F.F.Blackman闡明光合作用包含一個(gè)闡明光合作用包含一個(gè)依賴于依賴于 光光, ,不依賴于溫度和一個(gè)不依賴于光不依賴于溫度和一個(gè)不依賴于光, ,依賴于依賴于 溫度的溫度的過程過程. .1930s: C.B.van Niel 1930s: C.B.van Niel 提出光合作用中釋放的提出光合作用中釋放的氧氣來氧氣來 源于水源于水, ,而非二氧化碳而非二氧化碳. .1940s: Melvin Calvin1940s: Melvin Calvin及其同行利用及其同行利用1414C C追蹤從二氧化追蹤從二氧化 碳到碳水化合物的過

9、程碳到碳水化合物的過程. . 綠葉中的光合作用綠葉中的光合作用光合作用過程:光合作用過程:陽光下,陽光下,植物攝取植物攝取COCO2 2,與水,與水 化合,制成組織,化合,制成組織,放出氧放出氧。光反應(yīng)光反應(yīng): :在葉綠素參與下在葉綠素參與下, ,將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。具體講:葉綠素吸收太陽光能,劈開水分子,產(chǎn)生具體講:葉綠素吸收太陽光能,劈開水分子,產(chǎn)生 O O2 2和和H H+ +及及e e,后者的傳遞過程中生成兩種高,后者的傳遞過程中生成兩種高 能化合物能化合物ATPATP和和NADPHNADPH。暗反應(yīng):暗反應(yīng):利用利用ATPATP和和NADPHNADPH中的能量,中

10、的能量,固定固定COCO2 2,生,生 成糖類化合物。這個(gè)過程不需要光,在基成糖類化合物。這個(gè)過程不需要光,在基 質(zhì)中進(jìn)行。質(zhì)中進(jìn)行。光反應(yīng)光反應(yīng)光系統(tǒng):在類囊體上由葉綠素分子及其蛋白質(zhì)復(fù) 合物、天線色素系統(tǒng)和電子受體等組成的單位 2個(gè)光系統(tǒng),每個(gè)光系統(tǒng)含200300個(gè)葉綠素分子光系統(tǒng)I(PSI):含P700的葉綠素a光系統(tǒng)II(PSII):含P680的葉綠素a電子傳遞鏈連接PSI 和PSII光反應(yīng)概況光反應(yīng)概況(p119)光合磷酸化光合磷酸化:ATPATP的產(chǎn)生同光吸收有關(guān)的產(chǎn)生同光吸收有關(guān)環(huán)式光合磷酸化環(huán)式光合磷酸化葉綠素中被激發(fā)的電子傳遞途徑形成環(huán)狀葉綠素中被激發(fā)的電子傳遞途徑形成環(huán)狀非

11、環(huán)式光合磷酸化非環(huán)式光合磷酸化電子從水傳遞到光系統(tǒng)電子從水傳遞到光系統(tǒng)II,II,再到光系統(tǒng)再到光系統(tǒng)I I, 后又到后又到NADPNADP+ +質(zhì)體醌質(zhì)體藍(lán)素鐵氧還蛋白光合作用暗反應(yīng)光合作用暗反應(yīng)暗反應(yīng)暗反應(yīng)Calvin-Benson循環(huán)循環(huán)卡爾文卡爾文(Calven)(Calven)和卡爾文循環(huán)和卡爾文循環(huán)卡爾文卡爾文(Calven)(Calven)和卡爾文循環(huán)和卡爾文循環(huán)卡爾文:卡爾文:19111911年年4 4月月8 8日生于美國明尼蘇達(dá)州;日生于美國明尼蘇達(dá)州;19311931年獲年獲密西根采礦技術(shù)學(xué)院密西根采礦技術(shù)學(xué)院的化學(xué)學(xué)士學(xué)位;的化學(xué)學(xué)士學(xué)位;19351935年獲年獲明尼蘇達(dá)

12、大學(xué)明尼蘇達(dá)大學(xué)博士學(xué)位(課題博士學(xué)位(課題- -鹵素的電子親和性);鹵素的電子親和性);1935-371935-37:英國蔓徹斯頓大學(xué)研究:英國蔓徹斯頓大學(xué)研究配位化合物催化作用配位化合物催化作用的研究;的研究;19371937年加州大學(xué)研究有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性的理論化年加州大學(xué)研究有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性的理論化 學(xué)研究。學(xué)研究。1944-19451944-1945年,在年,在曼哈頓計(jì)劃中研究鈾和缽曼哈頓計(jì)劃中研究鈾和缽的提純工作。的提純工作。19451945年碳年碳1414標(biāo)記化合物的商品化,極大地促進(jìn)了他對(duì)光合作用標(biāo)記化合物的商品化,極大地促進(jìn)了他對(duì)光合作用 的研究。的研究

13、。1946-19801946-1980年,年,伯克利的勞倫斯輻射實(shí)驗(yàn)室伯克利的勞倫斯輻射實(shí)驗(yàn)室工作。工作。 19611961年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),19971997年年1 1月月8 8日逝世。日逝世。 反應(yīng)反應(yīng) 耗能耗能-6 x C6 x C5 5 + 6 x C1 12 x C3-P -12 x C3-P 12 x C3-2P 12 ATP12 x C3-2P 12 x C3-P-H 12 NADPH12 x C3-P-H 6 x C6 x C5 5 + C6 6 ATP- 合成一分子葡萄糖合成一分子葡萄糖 18 ATP + 12 NADPH參見書參見書P119光合作用概括光合作用

14、概括- -光光 反應(yīng)和暗反應(yīng)反應(yīng)和暗反應(yīng)光呼吸在暗反應(yīng)的第一步中,使CO2與RuBP結(jié)合的酶稱二磷酸核酮糖羧化酶。在低CO2、高O2濃度情況下,該酶與O2結(jié)合,從而催化RuBP在過氧化物酶體氧化為乙醇酸,而后生成CO2。這種暗反應(yīng)中間產(chǎn)物的降解稱光呼吸。發(fā)生在高溫、光照強(qiáng)、干旱的天氣。氣孔為避免水分散失而關(guān)閉,使O2在葉片中積累,可造成作物減產(chǎn)。C4途徑可抑制光呼吸C C4 4途徑(途徑(Hatch-SlackHatch-Slack途徑途徑) )PEPPEP羧化酶比羧化酶比RuBPRuBP羧化酶有更強(qiáng)的羧化酶有更強(qiáng)的COCO2 2結(jié)合活性結(jié)合活性太陽能的固定和轉(zhuǎn)換,固定太陽能的固定和轉(zhuǎn)換,固定

15、COCO2 2,釋放,釋放O O2 2結(jié)合:結(jié)合:15001500億噸碳億噸碳 250250億噸氫億噸氫釋放:釋放:40004000億噸氧億噸氧 10%10%陸地植物(陸地植物(50%50%森林),森林),90%90%海洋海洋 的單細(xì)胞植物和海藻的單細(xì)胞植物和海藻保護(hù)森林、海洋資源保護(hù)森林、海洋資源作業(yè)二作業(yè)二1. 生命的基本特征有哪些生命的基本特征有哪些?2. 什么是生物多樣性什么是生物多樣性?3. 什么是干細(xì)胞?有哪幾種?什么是干細(xì)胞?有哪幾種?4. 水有哪些特性水有哪些特性? 正常人血液紅細(xì)胞中含有一種“葡萄糖-6-磷酸脫氫酶”(G-6-PD),它能夠催化體內(nèi)一個(gè)代謝過程,產(chǎn)生能穩(wěn)定紅細(xì)

16、胞膜的物質(zhì),如果人體內(nèi)缺乏這種酶,那就會(huì)使紅細(xì)胞膜脆性增加,容易破裂溶血?!靶Q豆病”患兒就是因?yàn)槿狈@種酶所致。進(jìn)食蠶豆后,蠶豆中的豆堿物質(zhì)可使過敏體質(zhì)的患兒這種酶被分解及大量喪失,導(dǎo)致大量紅細(xì)胞破裂溶血,使患兒出現(xiàn)溶血性貧血,同時(shí)溶血產(chǎn)生大量的血紅蛋白可從尿中排出,使尿呈醬油色,其代謝物膽紅素則使患兒出現(xiàn)黃疸?!靶Q豆病”也稱“蠶豆黃”。 正常人血液紅細(xì)胞中含有一種“葡萄糖-6-磷酸脫氫酶”(G-6-PD),它能夠催化體內(nèi)一個(gè)代謝過程,產(chǎn)生能穩(wěn)定紅細(xì)胞膜的物質(zhì),如果人體內(nèi)缺乏這種酶,那就會(huì)使紅細(xì)胞膜脆性增加,容易破裂溶血?!靶Q豆病”患兒就是因?yàn)槿狈@種酶所致。進(jìn)食蠶豆后,蠶豆中的豆堿物質(zhì)可使過敏體質(zhì)的患兒這種酶被分解及大量喪失,導(dǎo)致大量紅細(xì)胞破裂溶血,使患兒出現(xiàn)溶血性貧血,同時(shí)溶血產(chǎn)生大量的血紅蛋白可從尿中排出,使尿呈醬油色,其代謝物膽紅素則使患兒出現(xiàn)黃疸?!靶Q豆病”也稱“蠶豆黃”。光反應(yīng)概況光反應(yīng)概況(p119)光合磷酸化

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