在一定的温度和压力下能够做的功称自由能课件

细胞的新陈代谢新陈代谢:生物体内进行的全部物质和能量的变化总称.同化作用合成代谢生物从外界摄入营养物质合成为生物自身的物质并贮存能量的过程.异化作用分解代谢生物体不断地将自身的某些物质分解，释放能量，并将最终代谢产物排出的过程..细胞和能量:一切生命活动都需要能量.一.自由能在一定的温度和压力下能够做的功称自由能.二.ATP细胞中的“能量货币”,分解时释放能量.ATP的能量来自：有机化合物中的能量来源于叶绿体吸收的光能通过光合作用转化而来.有机化学键中的能量经呼吸作用氧化分解，使一些化学键断裂，有机物分解为简单的小分子，释放出的能量部分贮存在ATP高能磷酸键中..酶(enzyme)酶细胞中增进化学反应速度的催化剂.酶的本质是蛋白质.酶促反应发生在温和的条件下，不需要加热，不必提供活化能.辅助因子酶中的非蛋白质成分辅酶若辅助因子是有机物酶抑制剂能抑制酶活性或破坏酶分子的化学物质（如某些化学除草剂）酶激活剂能使酶活性增强的物质..细胞的呼吸生命活动所需的能量通过细胞呼吸产生.细胞呼吸细胞氧化有机物以获取能量并产生CO2的过程。可分四个阶段：糖酵解淀粉、葡萄糖或其他六碳糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程，发生在细胞质中.葡萄糖2NAD+2ADP2Pi→2丙酮酸2NADH2H+2ATP2H2O糖酵解过程将一个葡萄糖分子，在2分子NAD+(辅酶I)和2分子ADP(二磷酸腺苷)的作用下，分解成2分子丙酮酸，产生2分子ATP和2分子NADH(还原型辅酶I)NADH进入线粒体中，通过电子传递链产生ATP.1mol葡萄糖贮存的能量为：2870kJ，2mol丙酮酸中贮存能量为2285kJ.如何将丙酮酸被完全氧化产生更多的ATP？通过有氧和无氧二条途径..细胞与外界环境的物质交换一.植物细胞对水分的吸收植物细胞吸水主要有2种方式未形成液泡的细胞，靠吸涨作用吸水.液泡形成后，细胞主要靠渗透性吸水.渗透作用(osmosis)指溶液中的溶剂分子通过半透膜(semipermeablemembrane)扩散的现象..植物细胞的质壁分离与质壁分离复原质壁分离植物细胞由于液泡失水而使原生质体和细胞壁分离的现象.质壁分离复原发生了质壁分离的细胞浸在稀溶液或纯水中，液泡内的水分逐渐增加，原生质体又恢复到原来状态的现象..水势与渗透势水势每偏摩尔体积的水的化学势差.化学势1mol物质的自由能.水势(Ψw)(Pa)=水的化学势／水的偏摩尔体积.偏摩尔体积在等温、等压条件下，其他各组分浓度不变时体系的体积随物质的摩尔变化率.纯水的自由能最大，水势(0Pa)也最高.渗透作用水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象.半透膜只能让溶剂分子透过而不能让溶质分子透过的膜..植物细胞的水势Ψw=Ψs+

Ψp+Ψm渗透势(溶质势Ψs)由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能，因而其水势低于纯水的水势.压力势Ψp由于细胞壁压力的存在而增加的水势，压力势往往是正值.衬质势Ψm细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起水势降低的值，以负值表示.干燥种子的衬质势达－100MPa，已形成液泡的细胞的衬质势只有－0.01MPa.可用Ψw=Ψs+

Ψp表示.植物细胞的渗透吸水植物细胞内溶液具有一定的水势，因此细胞与邻近细胞或环境溶液可共同组成一个渗透系统.在这个渗透系统中，水分会自发地从高水势处透过半透膜流向低水势处，即植物细胞的渗透吸水.当土壤溶液的水势高于根细胞的水势，根细胞就能从土壤溶液里吸取水分..细胞的吸涨吸水吸涨作用亲水胶体吸水膨胀的现象.细胞物质如纤维素、果胶质、组成原生质的蛋白质等都是亲水胶体.细胞在形成液泡之前的吸水主要靠吸涨作用.种子化学成分不同，吸涨吸水的能力亦不同..植物细胞对矿质元素的吸收植物细胞吸收溶质的方式主要有2种方式被动吸收主动吸收被动吸收物质顺着浓度剃度或电化学势剃度，不需要细胞提供能量的吸收或运输过程.简单扩散分子沿浓度剃度自由扩散.易化扩散物质在特异膜蛋白，即运输蛋白协助下，不需要细胞提供能量，沿浓度剃度或电化学势剃度从膜的一侧转移到另一侧的过程.运输蛋白有2种通道蛋白(离子通道)运输载体蛋白.通道蛋白(离子通道)运输离子通道细胞质膜上有内在蛋白构成的圆形孔道，横跨膜的两侧.离子顺着浓度梯度和膜电位差(电化学势梯度)，被动地和单方向地跨质膜运输.质膜上的离子通道运输是一种易化扩散的方式，是一种被动运输.质膜上已知的离子通道有：K+、Cl-、Ca+、和N03-.一个开放式的离子通道，每秒可运输107~108个离子，比载体蛋白运输离子或分子的速度快1000倍..主动运输主动吸收或主动运输离子靠细胞代谢提供的能量，逆着浓度剃度或化学势梯度进入细胞的过程.离子泵学说饱和效应根细胞对离子的吸收会达到饱和状态的现象.离子竞争根细胞对离子主动吸收时，某些化学性质相同的不同离子间所存在的竞争性抑制现象..主动运输离子泵运输离子泵细胞逆电化学势梯度而主动吸收离子的机构.中性离子泵在吸收离子的同时，又向外界排出相同电荷离子的泵，运送结果不产生膜两边的电势差.生电离子泵(致电泵)能使细胞膜产生电势差的离子运输.ATP酶在水解ATP使之释放能量的同时向外泵出H+,并形成跨膜的pH梯度和电势差..物质的跨膜运输（总结）被动运输简单扩散易化扩散主动运输直接消耗ATP钠钾泵动物细胞质子泵植物细胞间接消耗ATP协同运输胞吞和胞吐作用生物大分子或颗粒物质的运输.结束渗透作用水的简单扩散渗透作用离子通道运输载体蛋白载体