细胞的能量转换

关于细胞的能量转换第1页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三可见线粒体是细胞内的能量转换器第2页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三一、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：能量的来源之一第3页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三地球上一切生命活动所需要的能量主要来自于太阳能。没有太阳，就没有生命。第4页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三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。第5页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三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

二氧化碳和水

ATP第6页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三二、细胞的能量利用形式——ATP高能磷酸键ATP表示为：A-P~P~P第7页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三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。ATPATP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--P~P~P========A-P~P+Pi+1.72KJ

磷酸化第8页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三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形成第9页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三细胞呼吸（cellularrespiration）

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。第10页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三细胞呼吸（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第11页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三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第12页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三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

物质分解,能量逐步释放出来第13页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三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的形成三羧酸循环第14页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三一、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）第15页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三二、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）第16页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三三、三羧酸循环第17页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三

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

2×3NADH+H+

2×1FADH22×1ATP

CH3CO~SCOA中能量转移到NADH、FADH2

中第18页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三

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G10NADH+H+

2FADH2

4ATP

6CO2

下面的问题是NADH、FADH2中的能量如何转移至ATP中。第19页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三能量的转换—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1/2O2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”。第20页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三呼吸链(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。第21页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三FADH2

2e-2e-

2e-2e-

2e-2e-2e-2e-简示为：NADHFMNCOQBC1Caa3

1/2O2

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

ADP+PiATPADP+PiATPADP+PiATP呼吸链（respiratorychain)：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。第22页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三

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ⅠNADHCOQ12.2千卡部位ⅡbC19.9千卡部位Ⅲaa3

O223.8千卡

第23页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三已知：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第24页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三基粒与氧化磷酸化基粒（ATP酶复合体）是氧化磷酸化部位。

ADP+PiATP称为磷酸化

磷酸化：底物水平磷酸化氧化磷酸化动画第25页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三基粒的结构：头部（ATP酶复合体）柄部基片ADP+PiATP

头部（ATP酶复合体）基粒柄部基片（插入膜中）动画第26页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三

12H12H++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+36Pi6CO2+6H2O+36ATP+热能底物水平磷酸化：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：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。动画第27页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三

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。

动画第28页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三动画第29页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三细胞呼吸的特点：

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。线粒体——细胞呼吸——ATP的产生功能第30页，讲稿共33页，2023年5月2日，星期三细胞呼吸的最终反应式：C6