2024年-細胞代謝課件

4細胞代謝

4.1能與細胞4.2酶4.3物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運4.3細胞呼吸4.4光合作用14.1能與細胞4.1.1能是做功的本領(lǐng)定義：能是產(chǎn)生變化的本能或可以做功的本領(lǐng)。存在形式：動能由于運動而具有的能。熱、電、光

勢能

物體由于所在位置或本身的排列

而具有的能。2

4.1.2熱力學(xué)定律熱力學(xué)是研究所有物體能量轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)第一定律（能量守恒定律）：宇宙中總能量是固定不變的，能量既不能創(chuàng)造，又不能消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。如：發(fā)電廠、光合作用。第二定律：能量的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致宇宙有序性的降低、無序性的增加。如：汽油的燃燒（75%）34.1.3吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)

吸能反應(yīng)：指反應(yīng)產(chǎn)物分子中勢能比反應(yīng)物分子中的勢能多。放能反應(yīng)：指產(chǎn)物分子中的化學(xué)能少于反應(yīng)物分子中的化學(xué)能。如：燃燒、光合作用、細胞呼吸

細胞代謝：每一個活細胞吸能和放能反應(yīng)的總稱。

44.1.4ATP是細胞中的能量通貨

一個代謝反應(yīng)釋出的能量貯入ATP，ATP所貯能量供另一個代謝反應(yīng)消耗能量時使用。5下圖6ATP結(jié)構(gòu)腺嘌呤核糖磷酸腺嘌呤核苷高能磷酸鍵7

是能量流通的貨幣ATP水解ATP循環(huán)通過ATP合成和分解而使放能反應(yīng)釋放的能量用于吸能反應(yīng)的過程稱為ATP循環(huán)8生物體把能量用在生命活動的各個方面

94.2酶酶：細胞中有促進化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑4.2.1

酶(enzyme)的催化特點

催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)的速度，它的突出優(yōu)點是：

催化效率高

專一性

可調(diào)節(jié)

102H2O22

H2O+O2轉(zhuǎn)換數(shù)(turnovernumber）

每分鐘每個酶分子能催化多少反應(yīng)物分子發(fā)生變化表示，大部分酶為1,000。例如：從牛肝提取出來的過氧化氫酶在0°C時，其轉(zhuǎn)換數(shù)高達5,000,000，而一分子Fe與5,000,000分子H2O2作用則需用300年的時間。催化效率高11專一性

一種酶往往只對一類化合物或一種化學(xué)鍵起催化作用。

可調(diào)節(jié)有機體內(nèi)進行著上千萬種反應(yīng)，這些反應(yīng)之間所以能協(xié)調(diào)進行，是因為酶本身的活性可以受到調(diào)控。pH值、溫度、底物及酶的濃度都是影響酶活性的因素，一些化學(xué)物質(zhì)也可選擇性地抑制某個酶的活性。124.2.2酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)簡單酶：完全由蛋白質(zhì)組成。如：核糖核酸酶

胃蛋白酶

結(jié)合酶：亦稱全酶，全酶=蛋白質(zhì)+輔助因子。(cofactor)。（輔酶或輔基）

輔酶(coenzyme)：輔助因子是有機化合物。如B族維生素就是一種羧化酶的輔酶。在酶促反應(yīng)中攜帶或傳遞底物的電子、原子或作用基團。

輔基(prostheticgroup)：輔助因子是離子稱為輔基。Cu2+是細胞色素氧化酶的輔助因子。13牛胰核糖核酸酶（RNase）返回14

如：羧基肽酶以二價鋅離子（Zn2+）為輔助因子又如：過氧化氫酶以鐵卟啉環(huán)為輔助因子15返回（黃色圓球是Zn2+）羧基肽酶16鐵卟啉輔基返回1718194.2.3酶降低反應(yīng)的活化能

活化能：在一定溫度下1mol底物全部進入活化態(tài)所需要的自由能。

底物：酶所催化的反應(yīng)中的反應(yīng)物

一個化學(xué)反應(yīng)體系中，只有具較高能量的活化分子才能在碰撞中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

20返回酶的催化機理是降低活化能2122酶是如何降低活化能的呢?

首先需要酶與底物分子結(jié)合，酶蛋白結(jié)構(gòu)中有底物結(jié)合中心/活性中心。

酶的活性部位是酶分子表面起催化作用的區(qū)域，這個區(qū)域是由酶分子三維結(jié)構(gòu)上比較靠近的少數(shù)幾個氨基酸殘基或這些殘基上的某些基團所組成，它們在一級結(jié)構(gòu)上可能相距很遠，甚至位于不同的肽鏈上。通過肽鏈的纏繞折疊而在空間構(gòu)象上互相接近，并往往位于酶分子表面的裂隙或凹陷內(nèi)。

23酶與底物的專一結(jié)合，又是酶促反應(yīng)專一性的體現(xiàn)。然后，酶蛋白分子以各種方式，作用于底物分子，使底物分子活化起來。24中間產(chǎn)物學(xué)說

在酶促反應(yīng)中，底物(反應(yīng)物)先與酶結(jié)合成不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物(酶─底物復(fù)合物)，然后再迅速地分解為產(chǎn)物和酶

Ｅ＋Ｓ───→ＥＳ───→Ｅ＋Ｐ

酶

底物

中間產(chǎn)物

酶

產(chǎn)物

25從電子理論的觀點來看，酶與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物之所以能降低反應(yīng)物的活化能，可能是由于酶與底物多點結(jié)合后，原底物分子因受酶分子的電荷的影響或誘導(dǎo)(或弱鍵形成)引起了底物各原子的電子分布情況發(fā)生改變，使底物趨于不穩(wěn)定狀態(tài)，增加其反應(yīng)性，結(jié)果活化能降低。2627誘導(dǎo)契合假說(inducedfithypthesis)

當酶分子與底物分子接近時，酶蛋白受底物分子的誘導(dǎo)，其構(gòu)象發(fā)生有利于與底物結(jié)合的變化，酶與底物在此基礎(chǔ)上互補楔合，結(jié)合得更加緊密，利于反應(yīng)進行。28返回底物分子結(jié)合在酶的底物結(jié)合中心29使底物靠攏使底物分子產(chǎn)生應(yīng)力使底物分子電荷變化降低底物分子之間的碰撞能。

對底物分子產(chǎn)生一定的應(yīng)力底物分子的敏感鍵在應(yīng)力與扭力作用下易于斷開

使底物分子中的敏感鍵變?nèi)醵换罨?易斷開)，從而使催化部位更易反應(yīng)。30溫度：人體35-40攝氏度PH和鹽的濃度6-8酶的抑制劑

4.2.4

多種因素影響酶的調(diào)控

競爭性抑制劑非競爭性抑制劑31

競爭性抑制(Competitiveinhibition)

有的酶在遇到一些化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似的分子時，這些分子與底物競爭結(jié)合酶的活性中心，亦會表現(xiàn)出酶活性的降低（抑制）。這種情況稱為酶的競爭性抑制。

鵲巢鳩占32競爭性抑制劑在結(jié)構(gòu)上與底物相似

競爭勝負取決于它們的相對能量33上圖返回對氨基苯甲酸（細菌生長因子）對氨基苯磺酸（磺胺藥）磺胺類藥物競爭性抑制細菌體內(nèi)的酶34非競爭性抑制劑(Noncompetitiveinhibition)

酶同時具有底物結(jié)合部位及抑制物結(jié)合部位，抑制物結(jié)合后，使酶活性部位的立體結(jié)構(gòu)改變，使底物無法與酶結(jié)合。3536抑制劑的作用是可逆的（氫鍵），也可能是不可逆的（共價鍵）。負反饋：代謝反應(yīng)為其產(chǎn)物所抑制的現(xiàn)象。37幾個酶或十幾個酶前后配合，完成一系列代謝反應(yīng)，形成一條代謝途徑。在一條代謝途徑中，常常是前一個酶促反應(yīng)的產(chǎn)物，便是下一個酶促反應(yīng)的底物。38

一條代謝途徑的終產(chǎn)物，有時可與該代謝途徑的第一步反應(yīng)的酶相結(jié)合，結(jié)合的結(jié)果使這個酶活性下降，從而使整條代謝途徑的反應(yīng)速度慢起來。這種情況稱為“反饋抑制”。值得注意的是，發(fā)生反饋抑制時，代謝終產(chǎn)物與酶結(jié)合時，是非共價結(jié)合，是可逆的。39返回第一個酶（有活性）第一個酶（無活性）終產(chǎn)物終產(chǎn)物（調(diào)節(jié)物）結(jié)合在調(diào)節(jié)中心代謝途徑40負反饋調(diào)節(jié)方式為整個生命過程(不同層次的生命過程)的主要調(diào)控方式，正是如此，生命過程的上千萬種化學(xué)反應(yīng)才能有條不紊地進行。414.2.5核酶核酶：RNA催化劑兩類：催化分子內(nèi)的反應(yīng)，即分子的一部分與另一部分反應(yīng)，例如RNA的一段在該分子內(nèi)改換位置催化分子間的反應(yīng)，催化別的分子的反應(yīng)。424.3物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運4.3.1膜的選擇性源于其分子組成1.脂雙層烴類C02氧2.轉(zhuǎn)運蛋白（膜內(nèi)在蛋白質(zhì)）葡萄糖氨基酸什么決定物質(zhì)的轉(zhuǎn)運方向呢434.3.2被動轉(zhuǎn)運是穿過膜的擴散擴散：分子因其所帶動能自由運動而造成的。被動運輸：物質(zhì)順濃度梯度而穿過膜擴散的作用如進行細胞呼吸的細胞。44問題一種溶液中有多種溶質(zhì)存在，某種物質(zhì)穿過膜的擴散與什么有關(guān)？是任何順濃度梯度存在的物質(zhì)都能順利的穿過膜嗎？水是如何出入細胞的？454.3.3滲透是水的被動轉(zhuǎn)運高滲溶液：兩種溶質(zhì)相同而濃度不同的溶液。濃度較高的溶液叫高滲溶液。如：將細胞（或生物體）浸入某種溶液中時，水從細胞向外部滲出，這種溶液顯示高滲性，稱為高滲溶液。

等滲溶液

滲透現(xiàn)象osmosis

（參見P58圖4.7）水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動的現(xiàn)象。461無壁細胞的水分平衡

47湖泊中鹽分的增加會殺死其中的動物。大多數(shù)陸生動物的細胞周圍的液體與細胞中的液體是等滲的。其他的則有特殊的調(diào)節(jié)。如草履蟲生活在低滲的池水中，它的質(zhì)膜對水的透性小，具有伸縮泡（可排水）48海水為什么不能喝海水中各種物質(zhì)濃度太高，遠遠超過飲用水衛(wèi)生標準，如果大量飲用，會導(dǎo)致某些元素過量進入人體，影響人體正常的生理功能，嚴重的還會引起中毒。原來，人體為了要排出100克海水中含有的鹽類，就要排出150克左右的水分。所以，飲用了海水的人不僅補充不到人體需要的水分，反而脫水加快，最后造成死亡。海水經(jīng)過淡化處理后是可以飲用的。492有壁細胞的水分平衡植物細菌藻類真菌50滲透現(xiàn)象是集流和擴散的綜合結(jié)果。集流（bulkflow)：濃度差和壓力差造成的一群離子或分子的集體流動?；瘜W(xué)勢（chemicalpotential）

：每摩爾物質(zhì)中自由能的多少。自由能（freeenergy）：在溫度不變的情況下可用于做功的能量。水勢（waterpotential）

：一個體系中水的化學(xué)勢。純水的水勢在1大氣壓和0℃下規(guī)定為0.細胞的水勢是由滲透勢和壓力勢組成的。ψw=ψπ+ψp滲透勢（ψπ）：由于溶質(zhì)顆粒的存在而使水的自由能降低導(dǎo)致水勢降低的部分。負值壓力勢（ψp）：由于細胞壁壓力的存在而增加的水勢。正值0負值514.3.4專一的蛋白質(zhì)使被動轉(zhuǎn)運易化易化擴散：是指非脂溶性物質(zhì)或親水性物質(zhì),如氨基酸、糖和金屬離子等借助細胞膜上的膜蛋白的幫助順濃度梯度或順電化學(xué)濃度梯度,不消耗ATP進入膜內(nèi)的一種運輸方式。52轉(zhuǎn)運蛋白

1特點：專一性，飽和性，抑制2類型：通道蛋白和門控通道（1）通道蛋白：是一類橫跨細胞膜,能使適宜大小的分子及帶電荷的分子通過簡單的自由擴散運動,從質(zhì)膜的一側(cè)轉(zhuǎn)運到另一側(cè)的蛋白質(zhì)。

包括兩種：水通道蛋白和離子通道蛋白

（2）門控通道：帶有”閘門”的通道5354554.3.5主動轉(zhuǎn)運是逆濃度梯度的轉(zhuǎn)運主動轉(zhuǎn)運維持細胞內(nèi)部某種小分子或離子的濃度高于某環(huán)境中的濃度。物質(zhì)逆濃度梯度運輸，需載體蛋白，消耗能量5657鈉鉀泵58跨

膜

運

輸

59生電泵：使膜兩側(cè)產(chǎn)生電壓的轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)子泵：能逆濃度梯度轉(zhuǎn)運氫離子通過膜的膜整合糖蛋白，質(zhì)子泵在泵出氫離子時造成膜兩側(cè)的pH梯度和電位梯度。協(xié)同轉(zhuǎn)運：兩種化學(xué)物質(zhì)的協(xié)同穿膜運動，該兩溶質(zhì)分子的同時轉(zhuǎn)運是由單個轉(zhuǎn)運蛋白完成的。分為反向轉(zhuǎn)運和同向轉(zhuǎn)運兩類。60質(zhì)子泵

ATP驅(qū)動質(zhì)膜上的H+-ATP將細胞內(nèi)側(cè)的H+向細胞外泵出。ATP酶稱為一種致電泵(electrogenicpump)6162溶質(zhì)是經(jīng)通道蛋白還是經(jīng)載體蛋白轉(zhuǎn)運,二者區(qū)別通道蛋白載體蛋白沒有飽和現(xiàn)象有飽和現(xiàn)象（結(jié)合部位有限）順電化學(xué)勢梯度轉(zhuǎn)運順電化學(xué)勢梯度也可逆電化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運被動吸收被動吸收或主動吸收轉(zhuǎn)運載體結(jié)合位點的飽和，使呈現(xiàn)速率達飽和狀態(tài)（Vmax）在理論上，通過通道的擴散速率是與運轉(zhuǎn)溶質(zhì)或離子的濃度成正比的，跨膜的電化學(xué)勢梯度差成正比。634.3.6胞吞和胞吐轉(zhuǎn)運大分子大分子和顆粒進入和排出細胞

胞吞和胞吐作用

——生物大分子或顆粒物質(zhì)的運輸胞吞（圖4.12）吞噬偽足如巨噬細胞胞飲液體小滴變形蟲受體介導(dǎo)的胞吞有被小窩64654.4光合作用指光合生物吸收太陽能，并將其轉(zhuǎn)變成有機化合物中化學(xué)能的過程。

光合生物：綠色植物、藻類：

CO2+2H2O*(CH2O)+O2*+H2O

紫硫細菌：

CO2+2H2S(CH2O)+H2O+2S

氫細菌：

CO2+2H2(CH2O)+H2O664.4.1.光合作用引論

1光合作用的發(fā)現(xiàn)干土五年后澆水五年后柳樹長大，重量增加了約75千克，而土壤的重量僅減少了60克17世紀中葉Helmont水？67實驗的結(jié)論和存在的缺點

結(jié)論：所有植物的物質(zhì)都來自水，而不是土壤。

或者說：小樹重量的增加僅僅由水所引起的。

缺點：沒有考慮到空氣中氣體的可能影響。68普列斯特萊實驗

1772年，JosephPriestley首次報導(dǎo)了有關(guān)氣體參與光合作用的證據(jù)。

他的實驗是讓一支蠟燭在蓋有薄荷枝條的玻璃罩內(nèi)燃燒熄滅。結(jié)論：“惡化”，“凈化”。缺點：植物并不總是使空氣凈化69普列斯特萊實驗蠟燭任其燃燒直至熄滅沒有蠟燭沒有植物蠟燭能再次點燃老鼠活著植物死亡蠟燭不能燃燒老鼠死亡間隔幾天間隔幾天間隔幾天70

后來，JanIngenhousz,只有植物綠色部分受光照才能“凈化”被“惡化”空氣。

20世紀發(fā)現(xiàn)光合作用實質(zhì)。6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O綠色植物光711941年同位素示蹤CO2+H218OCH2O+18O2

證明：H2O光解放出O2722光合作用概述葉綠體葉片是光合作用主要器官葉綠體是光合作用最重要細胞器類囊體膜：光反應(yīng)基質(zhì)：碳反應(yīng)發(fā)生部位73葉綠體的基本結(jié)構(gòu)被膜基質(zhì)(間質(zhì))類囊體(片層)74類囊體

類囊體分為二類：基質(zhì)類囊體

又稱基質(zhì)片層，伸展在基質(zhì)中彼此不重疊；基粒類囊體或稱基粒片層，可自身或與基質(zhì)類囊體重疊，組成基粒。堆疊區(qū)片層與片層互相接觸的部分，非堆疊區(qū)

片層與片層非互相接觸的部分。75一

光反應(yīng)

（Lightreaction）通過葉綠素等光合色素吸收、傳遞光能，并將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并產(chǎn)生氧氣，形成ATP和NADPH的過程。在類囊體膜上進行包括原初反應(yīng)、電子傳遞和光合磷酸化4.4.2-4.4.3光合作用的過程：76一光反應(yīng)

原初反應(yīng)

指從光合色素分子被光激發(fā)到引起第一個光化學(xué)反應(yīng)為止的過程。

包括：光能的吸收和傳遞光化學(xué)反應(yīng)77

1光能吸收與傳遞（1）葉綠素對光的吸收光量子吸收與色素分子結(jié)構(gòu)有關(guān)（高等植物）葉綠素：葉綠素a、葉綠素b

類胡蘿卜素：葉黃素、胡蘿卜素78吸收光譜：一種物質(zhì)對不同波長光的吸收率。79光波動性波長不同的光可見光

葉綠素：640－660nm紅光、430－450nm藍紫光吸收最強

類胡羅卜素：吸收帶在400－500nm藍紫光80光粒子性粒子光子

具有能量波長越短能量越多81

下圖是四種色素的對光的吸收情況：82640～660nm的紅光430～450nm的藍紫光葉綠素a在紅光區(qū)的吸收峰比葉綠素b的高，藍紫光區(qū)的吸收峰則比葉綠素b的低。對橙光、黃光吸收較少，尤以對綠光的吸收最少。葉綠素吸收光譜有兩個強吸收峰區(qū)83植物體內(nèi)不同光合色素對光波的選擇吸收是植物在長期進化中形成的對生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)，這使植物可利用各種不同波長的光進行光合作用。類胡蘿卜素的吸收光譜類胡蘿卜素吸收帶在400～500nm的藍紫光區(qū)基本不吸收黃光，從而呈現(xiàn)黃色。類胡蘿卜素除吸收和傳遞光能以外,還可穩(wěn)定質(zhì)體中的葉綠素分子,防止其自身氧化或被陽光破壞。

84葉綠素a葉綠酸的酯葉綠醇分子內(nèi)具有許多共軛雙鍵，能捕獲光能，捕獲光能能在分子間傳遞甲醇85色素吸收光的實質(zhì)色素分子中的電子得到了光子中的能量從基態(tài)到激發(fā)態(tài)，使光子能量轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能8687作用中心概念：將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的膜蛋白復(fù)合體組成：一個葉綠素a、原初電子受體、蛋白質(zhì)等機制：88光系統(tǒng)組成作用中心天線色素電子載體蛋白質(zhì)89葉綠體中的兩類光系統(tǒng)（PSⅠ和PSⅡ）

PSⅡ光吸收高峰在P680紅光

PSⅠ光吸收高峰在P700偏黃橙光90（2）電子傳遞與光合磷酸化

原初反應(yīng)使光系統(tǒng)的反應(yīng)中心發(fā)生電荷分離，產(chǎn)生的高能電子推動光合膜上電子傳遞。

電子傳遞的結(jié)果：引起水的裂解放氧和NADP+的還原建立跨膜質(zhì)子動力勢，啟動光合磷酸化，形成ATP91I電子傳遞

在葉綠體類囊體上的光合鏈進行

光合鏈：定位在光合膜上，由多個電子傳遞體組成的電子傳遞軌道。

光合鏈：在類囊體膜上的PSⅡ、PSI之間幾種排列緊密的電子傳遞體完成電子傳遞的總軌跡

929394在"Z"鏈的起點,H2O是最終的電子供體;在"Z"鏈的終點,NADP+是電子的最終受體。在整個鏈只有兩處(P680→P680*,P700→P700*)是逆氧化還原電位梯度,需光能推動的需能反應(yīng)。

9596II光合磷酸化

在光合作用中由光驅(qū)動并貯存在跨類囊體膜的質(zhì)子梯度的能量把ADP與Pi合成ATP的過程

9798光合磷酸化機理

傳遞中的能量將氫離子從葉綠體基質(zhì)泵到類囊體腔中，造成質(zhì)子梯度，質(zhì)子不能自由的通過類囊體膜，只有通過膜中的ATP酶才能順濃度梯度到葉綠體基質(zhì)，氫離子流經(jīng)ATP酶便會引起ATP的合成991氧化劑1001光合碳還原循環(huán)（卡爾文循環(huán)）

植物利用光反應(yīng)中形成的ATP、NADPH將CO2轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的碳水化合物（丙糖磷酸）的過程。

發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。

C3途徑：羧化階段；還原階段；再生階段C3植物：直接利用空氣中的二氧化碳進行的光合作用的植物。如：水稻、小麥、大豆、果樹和蔬菜二碳反應(yīng)101卡爾文循環(huán)（Calvincycle）是所有植物光合作用碳同化的基本途徑6PGA6GAP輸出1分子GAP（細胞質(zhì)中）5GAP3RuBP固定還原再生3－磷酸甘油酸甘油醛－3－磷酸核酮糖－1,5－二磷酸102羧化階段：

指進入葉綠體的CO2與受體RuBP結(jié)合，并水解產(chǎn)生PGA的過程.

3RuBP+3CO2+3H2O6PGA+6H+

RuBP：核酮糖－1,5－二磷酸PGA：3－磷酸甘油酸rubisco核酮糖二磷酸縮化酶103還原階段：

指利用同化力將3－磷酸甘油酸還原為甘油醛－3－磷酸(GAP)，需要能量最多6PGA+6ATP+6NADPH+6H+

再生階段：

指由甘油醛－3－磷酸重新形成RuBP過程。

6GAP+6ADP+6NADP+

+6Pi104

光合作用過程中根據(jù)能量轉(zhuǎn)變的性質(zhì)：

原初反應(yīng):光能電能

電子傳遞與光合磷酸化：電能

碳同化：活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能3CO2+3H2O+3RUBP+9ATP+6NADPHPGA+6NADP++9ADP+9Pi活躍化學(xué)能105光吸收光能天線色素傳遞光能O2

ADP+Pi

CO2中心色素奪取

e-分解

H2OH+

ATP

酶酶NADPHNADPC3

C5酶酶CO2

還原多種酶催化固定失e-光能轉(zhuǎn)換成電能電能轉(zhuǎn)換成活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定化學(xué)能1106光呼吸光呼吸：植物的綠色細胞在光照下有吸收氧氣,釋放CO2的反應(yīng)。Rubisco既可催化羧化反應(yīng)，又可以催化加氧反應(yīng)，即CO2和O2競爭Rubisco同一個活性部位。Rubisco是進行羧化還是加氧，取決于外界CO2濃度與O2濃度的比值。

光呼吸的結(jié)果是產(chǎn)生一種二碳化合物乙醛酸，然后植物又將這種化合物分解為二氧化碳和水。2C4植物和光呼吸107C4植物玉米、高粱、甘蔗等近2000種植物C3植物光合細胞主要為葉肉細胞C4植物光合細胞有葉肉細胞和維管束鞘細胞強光、高溫、干燥條件光合速率C4植物大于C3植物108C4植物高梁甘蔗粟(millet)的穗形,“谷子”，去皮后稱“小米”莧菜玉米109葉肉細胞鞘細胞110C3植物和C4植物葉片結(jié)構(gòu)特點C3植物C4植物維管束鞘細胞：圍繞維管束的一圈薄壁細胞。111維管束鞘細胞葉肉細胞細胞大小是否含葉綠體排列是否含葉綠體C3植物C4植物小柵欄組織海綿組織“花環(huán)狀”地圍繞在維管束鞘細胞的外面不含大含沒有基粒的葉綠體，葉綠體數(shù)多、個體大含有含有C3植物和C4植物葉片結(jié)構(gòu)特點112C3植物和C4植物項目

C3

植物

C4

植物定義光合作用CO2固定的碳僅轉(zhuǎn)移到C3中的植物光合作用CO2固定的碳首先轉(zhuǎn)移到C4中，然后轉(zhuǎn)移到C3中的植物葉片結(jié)構(gòu)區(qū)別維管束鞘細胞不含葉綠體細胞比較大，含沒有基粒的葉綠體，數(shù)多、個體大葉肉細胞排列疏松，都含葉綠體含葉綠體，部分葉肉細胞與維管束鞘細胞共同圍繞著維管束

舉例小麥、水稻玉米、甘蔗113葉肉細胞中的葉綠體維管束鞘細胞中的葉綠體C4植物光合作用特點示意圖C3途徑和C4途徑CO2NADPHNADP+ATPADP+Pi（CH2O）多種酶參加催化C52C3CO2C4C3(PEP)（丙酮酸）C4ADP+PiATPC3酶114C4途徑可分四個階段：

葉肉細胞中

PEP＋CO2

草酰乙酸

蘋果酸從葉肉細胞到鞘細胞中，蘋果酸脫羧，放出CO2，生成丙酮酸，CO2進入C3途徑

丙酮酸回到葉肉細胞轉(zhuǎn)變?yōu)镻EP胞間連絲鞘細胞蘋果酸PEP羧化酶蘋果酸脫氫酶含四個碳原子的二羧酸115C4植物固定碳的模式葉肉細胞維管束鞘細胞

CO2CO2PEP草酰乙酸蘋果酸蘋果酸丙酮酸CO2卡爾文循環(huán)丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸1164、影響光合作用因素

光（光飽和點）P77

CO2

溫度（25度）117練習1）C4植物光合作用過程中的重要特點是（）

A、既有C4途徑又有C3途徑

B、只有C4途徑?jīng)]有C3途徑C、先進行C3途徑后進行C4途徑

D、只有C3途徑?jīng)]有C4途徑

A118練習2）C4植物具有較強光合作用的原因是有關(guān)的一種酶能催化（）A、PEP固定較低濃度CO2

B、C5化合物與CO2結(jié)合C、NADPH還原C3生成有機物

D、特殊狀態(tài)的葉綠素a將光能轉(zhuǎn)換成電能A119練習3）C4植物與C3植物相比，其發(fā)生光合作用的場所為（）

A、只發(fā)生在葉肉細胞葉綠體中

B、只發(fā)生在維管束鞘細胞葉綠體中C、葉肉細胞和維管束鞘細胞的葉綠體中

D、葉肉細胞和導(dǎo)管細胞的葉綠體中C120練習4）下列植物中屬于C4植物的是（）

A、水稻B、小麥C、高粱D、菜豆C1211、呼吸作用的概念：生活細胞內(nèi)的有機物在酶的參與下逐步氧化并釋放能量的過程。4.5呼吸作用122

有機物氧化釋放能量

一支火柴的燃燒是纖維素氧化（C6H12O6）n+O2nCO2+nH2O+能量

纖維素氧溫度光和熱（可燃物）

生物體也進行類似的反應(yīng)（C6H12O6）n+O2nCO2+nH2O+能量

淀粉氧酶ATP

（氧化底物）123

把火柴燃燒和生物體內(nèi)氧化相比，基本原則是相似的――有機物氧化釋放出能量。

有哪些不同？

A、生物體內(nèi)氧化比燃燒過程緩慢的多，不是猛然地發(fā)出光和熱。

B、生物體內(nèi)氧化在水環(huán)境中進行。

C、生物體內(nèi)的氧化由酶催化。

D、生物體內(nèi)氧化分步驟進行，產(chǎn)生能量貯存在ATP中。124

生物體內(nèi)氧化分步驟進行淀粉葡萄糖丙酮酸CO2+H2OATP1252、呼吸作用類型

有氧呼吸：

指生活細胞利用分子氧，將某些有機物質(zhì)徹底氧化分解，形成CO2和H2O,同時釋放能量的過程。

C6H12O6+6O26CO2+6H2O＋能量

無氧呼吸

指生活細胞在無氧條件下，把某些有機物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放能量的過程。

C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶酶126人體細胞的呼吸過程慢跑:細胞消耗氧氣來分解葡萄糖并獲得能量，同時產(chǎn)生二氧化碳和水快跑:細胞將葡萄糖分解成乳酸和二氧化碳1273、呼吸作用的過程：一般可分為三個主要階段：以葡萄糖為例

糖酵解(EMP)

三羧酸循環(huán)(TCA)

電子傳遞鏈(electrontransportchain)1284、與葡萄糖氧化分解產(chǎn)生能量有關(guān)的三條代謝途徑

A、

糖酵解途徑

六個碳的葡萄糖分解為兩個三碳的丙酮酸，凈得兩個ATP，同時還產(chǎn)生NADH。

糖酵解途徑在無氧情況下進行129(1)糖酵解（EMP途徑）己糖分解成丙酮酸的過程

反應(yīng)進行部位：細胞質(zhì)

特點：不需O2的參與由特定的酶催化

130葡萄糖

C-C-C-C-C-C葡萄糖-6-磷酸C-C-C-C-C-C-PATPADP

果糖-6-磷酸C-C-C-C-C-C-P果糖1,-6-二磷酸C-C-C-C-C-C-PATPADP磷酸甘油醛(2分子)磷酸二羥丙酮2NAD+2Pi2NADH+2H+1,3-二磷酸甘油酸(2分子)

?；字哂懈吣芰姿峒瘓F

1、消耗

ATP2分子細質(zhì)準備階段氧化磷酸化1313-磷酸甘油酸（2分子）2ADP2ATP2磷酸甘油酸（2分子）磷酸烯醇式丙酮酸（2分子）丙酮酸（2分子）2ADP2ATP2、產(chǎn)生

ATP4分子放能階段132限速酶?不可逆，需要能量133134高能化合物底物水平磷酸化135高能磷酸化合物底物水平磷酸化136

總反應(yīng)式：

葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD+

2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O

糖酵解過程中：

一個分子的葡萄糖分解為2分子的丙酮酸利用2個ATP，產(chǎn)生4個ATP，凈得2個ATP；

2個分子的NAD+被還原，產(chǎn)生了2個NADH+H+137底物水平磷酸化在磷酸化過程中，相關(guān)的酶將底物分子上的磷酸基團直接轉(zhuǎn)移到ADP分子上138糖酵解生理意義

是無氧呼吸（長跑）和有氧呼吸的共同途徑

糖酵解最終產(chǎn)物丙酮酸可通過各種代謝途徑生成不同物質(zhì)

是厭氧生物糖分解和某些細胞獲取能量的主要方式（紅細胞）

多數(shù)反應(yīng)均可逆轉(zhuǎn)，為糖異生作用提供了基本途徑1、3、9139B、

檸檬酸循環(huán)

部位：線粒體基質(zhì)內(nèi)

特點：需要氧參與和多種酶的催化

過程：包括三羧酸和二羧酸的循環(huán)逐步脫羧脫氫，徹底氧化分解的過程140糖酵解是在細胞質(zhì)中進行的，丙酮酸經(jīng)過擴散作用進入線粒體。丙酮酸首先變?yōu)橐阴］o酶A才能進入檸檬酸循環(huán)。

141TCA循環(huán)過程（9步反應(yīng)）

丙酮酸在有氧條件下進入線粒體，氧化脫羧形成2碳單位，2碳單位與輔酶A（CoASH）結(jié)合成為活化的乙酰CoA；釋放出1分子CO2，同時發(fā)生NAD的還原,形成NADH。C3H4O3+NAD++CoA.SHCH3CO.S.COA+CO2+NADH+H+

丙酮酸