细胞代谢自学

一个系统中的各种自发过程总是朝着熵增大的方向进行的－热力学第二定律熵：是系统的状态函数，是无序性的量度。一个系统随着自发过程的进行，总是朝着无序性增大，有序性减少的方向发展的。但生物的发展却是有序性愈来愈高。？细胞和生物不是孤立的系统，而是和外界紧密相连的开放系统4.1能与细胞一切大小事件，从星球的诞生到生物个体的死亡都遵循能量规律。细胞中能的转换化学能转换为渗透能肾化学能转换为机械能肌肉、化学能转换为辐射能生物发光化学能转换为电能神经、化学感受器光能转换为化学能叶绿体声能转换为电能耳光能转换为电能眼ATP是细胞中的能量货币A、生物氧化特点在活体细胞中进行，需酶参加温和条件复杂的氧化还原过程能量逐步释放，以ATP形式储存和转运生物氧化4.2生命过程的催化剂

——酶酶是生物活体细胞产生，以蛋白质为主要成分，具催化功能的一类生物催化剂。酶的作用特点只催化热力学允许的反应只加快反应速度，不改变反应平衡点对正逆反应催化作用相同降低反应活化能酶的催化特点反应条件温和高效专一多样受多因素影响酶的作用机制A+B+EC+D+ES+ESEP+E邻近与定向酸碱催化共价催化底物形变微环境的影响酶底物酶-底物复合物酶+产物酶的作用机制酶的生理意义生物体内绝大多数反应都在酶的作用下进行各种反应的综合就是生命许多因素影响酶的活性RNA酶核酶温度Ph盐浓度

4.3细胞的穿膜运动1、扩散2、渗透3、主动运输4、内吞作用5、外排4.4生物氧化过程代谢分子H+e-O2-H2O+能量中间载体O2EMP（糖酵解）途径EMP途径的概念酵母等微生物生醇发酵，丙酮酸由丙酮酸脱羧酶催化，生成乙醛，在乙醇脱氢酶催化下，生成乙醇。动物和人体不含丙酮酸脱羧酶，丙酮酸由乳酸脱氢酶催化，生成乳酸。三羧酸循环丙酮酸乙酰CoA草酰琥珀酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸柠檬酸琥珀酰CoA异柠檬酸定义：在有氧条件下，酵解产物丙酮酸被氧化分解成CO2和H2O,并以ATP形式贮备大量能量的代谢系统。3ATPCO21ATP2ATP3ATP加入2C3ATPCO2提供能量，一分子葡萄糖经EMP和TCAc彻底氧化成H2O、CO2，可生成38个ATP。三羧酸循环（意义）为其他物质的合成提供C骨架沟通脂质、蛋白质等有机物代谢糖酵解电子传递2NADH线粒体中进行电子传递和氧化磷酸化电子传递链：由烟酰胺脱氢酶类、黄素蛋白类、铁硫蛋白、辅酶Q和细胞色素等五大载体组成。NADHNAD+2H++1/2O2H2OADP+Pi线粒体基质ATPATPFADH2FADNADHNAD1ATP1ATP1ATP复合物Ⅰ复合物Ⅲ

复合物Ⅳ

复合物Ⅱ

电子传递链NADH经电子传递链产生3个ATP，FADH2产生2个ATP氧化磷酸化细胞中的电子传递链外膜外周空间内膜基质膜外周空间基质辅酶Q外膜外周空间完成基质电子氢氧H2O开始TCACATP的特殊作用有机分子+O2+ADP+PiATP+CO2

ATP+H2OADP+Pi+能量

机械能--运动化学能--合成渗透能--分泌吸收电能--生物电热能--体温光能--生物发光ATP是生物系统能量交换的中心荧火虫ATP的特殊作用

应用举例——运动与食物生物大分子代谢联系代谢调控食物多糖脂肪蛋白质糖甘油脂肪酸氨基酸乙酰辅酶A三羧酸循环电子传递氧化磷酸化ATP氨基消化系统排泄系统提供给各系统能量电子传递氧化磷酸化电子传递氧化磷酸化电子传递氧化磷酸化葡萄糖—三碳糖—丙酮酸分解合成氨基乙酰辅酶A葡萄糖合成丙酮酸—G3P—葡萄糖三羧酸循环产生的酸ATP氨基酸脂肪酸甘油糖蛋白质脂肪多糖细胞组织器官生物体4.5光合作用十七世纪中叶，比利时医生的发现植物生长不是从土壤中来！英国牧师植物净化空气荷兰医生发现光的作用C02+H2O(CH2O)+O2C02+H2O(CH2O)+O2光合作用光反应－光解、氧气释放、ATP和NADPH的生成碳反应－利用ATP和NADPH，将二氧化碳还原为糖光反应碳反应光反应碳反应光反应碳反应光H2OO2CO2(CH2O)ATPN