广东梅县东山中学广东梅县东山中学-生物联赛生物联赛细胞生物学与生物化学部分细胞生物学与生物化学部分广东梅县东山中学生物组广东梅县东山中学生物组张文珍张文珍第四节第四节细胞的代谢细胞的代谢异化作用：糖的异化异化作用：糖的异化、脂肪的异化、蛋白质异化、脂肪的异化、蛋白质异化同化作用：光合作用、蛋白质合成同化作用：光合作用、蛋白质合成一、糖的异化作用（糖的分解代谢）一、糖的异化作用（糖的分解代谢）1、有氧呼吸包括四个阶段：糖酵解、丙酮酸氧化、有氧呼吸包括四个阶段：糖酵解、丙酮酸氧化脱羧、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化脱羧、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化2、无氧呼吸主要指酒精发酵和乳酸发酵、无氧呼吸主要指酒精发酵和乳酸发酵己己糖糖激激酶酶磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖同同分分异异构构酶酶磷磷酸酸果果糖糖激激酶酶醛醛缩缩酶酶磷磷酸酸丙丙糖糖同同分分异异构构酶酶磷磷酸酸甘甘油油醛醛脱脱氢氢酶酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶磷磷酸酸甘甘油油酸酸变变位位酶酶烯烯醇醇化化酶酶丙丙酮酮酸酸激酶激酶1糖酵解（细胞质）糖酵解（细胞质）底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化P1第第11题题P2的的11、12题题有高能磷酸键有高能磷酸键有高能磷酸键有高能磷酸键2丙酮酸氧化脱羧（线粒体基质中完成丙酮酸氧化脱羧（线粒体基质中完成）C6H12O62NAD2ADP2Pi2CH3COCOOH2NADH2H2ATP1糖酵解（糖酵解（EMP）反应式）反应式（净产生（净产生2个个ATP和和2个个NADH，共，共8个个ATP）（2分子丙酮酸产生分子丙酮酸产生2个个NADH，释放出二个，释放出二个CO2）3柠柠檬檬酸酸循循环环即即三三羧羧酸酸循循环环（TCA）（线线粒粒体体基基质质）柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系 琥珀酸硫激酶琥珀酸硫激酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶第一次脱羧第一次脱羧NADHNAD+NADHNAD+FADH2FADNADHNAD+TCA简简图图4电子传递和氧化磷酸化（线粒体内膜电子传递和氧化磷酸化（线粒体内膜）电子受体电子受体总之，总之，1分子葡萄糖通过酵解分解为分子葡萄糖通过酵解分解为2分子丙酮酸，分子丙酮酸，可净得可净得2分子分子ATP和和2分子分子NADH+H+，通过不同的，通过不同的穿梭系统，总共可得穿梭系统，总共可得6分子或分子或8分子分子ATP。2分子丙分子丙酮酸进一步氧化脱羧产生酮酸进一步氧化脱羧产生2分子乙酰分子乙酰CoA和和2分子分子NADHH+，通过电子传递可得，通过电子传递可得6个个ATP。2分子分子乙酰乙酰CoA通过三羧酸循环可通过三羧酸循环可产生产生2个个ATP，6个个NADH+H+，2个个FADH2，总计产生，总计产生24个个ATP。所。所以以1分子葡萄糖通过糖酵解、丙酮酸氧化脱羧、柠分子葡萄糖通过糖酵解、丙酮酸氧化脱羧、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化共计产生檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化共计产生38或或36个个ATP。P2第第81题题P4的的70题题电子传递链抑制剂电子传递链抑制剂解偶联剂解偶联剂2，4二硝基苯酚（DNP）bc1caa3O2（1）磷酸甘油穿梭系统）磷酸甘油穿梭系统细细胞胞质质中中-磷磷酸酸甘甘油油脱脱氢酶（辅酶为氢酶（辅酶为NAD+）线线粒粒体体中中-磷磷酸酸甘甘油油脱脱氢酶（辅酶为氢酶（辅酶为FAD）胞液中形成的胞液中形成的NADH不能透过正常线粒体内不能透过正常线粒体内膜，因此线粒体外的膜，因此线粒体外的NADH尚需通过穿梭系统尚需通过穿梭系统才能将氢带入线粒体内，才能将氢带入线粒体内，而后进行氧化而后进行氧化（2）苹果酸）苹果酸草酰乙酸穿梭系统草酰乙酸穿梭系统苹苹果果酸酸脱脱氢氢酶酶（辅辅酶酶为为NAD+）谷谷 草草 转转 氨氨 酶酶 （ 辅辅 酶酶 为为NAD+）（二）无氧呼吸（二）无氧呼吸1.酒精发酵酒精发酵2乳酸发酵乳酸发酵例例 下列哪一个酶直接参与底物水平磷酸化 Aa-酮戊二酸脱氢酶 磷酸甘油醛脱氢酶 C.琥珀酸脱氢酶 D. 6-磷酸葡萄糖脱氢酶 E.磷酸甘油酸激酶例例 下面哪一步反应是糖酵解中唯一的氧化步骤 A. 葡萄糖-6一磷酸葡萄糖B. 6-磷酸果糖一1,6一二磷酸果糖C. 3-磷酸甘油醛一1,3-二磷酸甘油酸D. 磷酸烯醇式丙酮酸一丙酮酸 E. 丙酮酸一乳酸（E）（C）例例l分子丙酮酸经TCA循环及呼吸链氧化时A.生成3分子CO2B.生成5分子H2OC.生成12个分子ATPD.有5次脱氢，均通过NAD+开始呼吸链（A）二、脂肪的分解代谢二、脂肪的分解代谢二、脂肪的分解代谢二、脂肪的分解代谢1.1.脂肪的水解脂肪的水解 甘油的分解甘油的分解 2. 2. 脂肪酸的氧化分解（脂肪酸的氧化分解（-氧化）氧化）脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂酰脂酰CoACoA的生成的生成 长链脂肪酸氧化前必须进行活化，活化在线粒体外进行。内质网和线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在条件下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。 穿膜（脂酰穿膜（脂酰CoACoA进入线粒体）进入线粒体） 脂肪酸活化在细胞液中进行，而催化脂肪酸氧化的酶系是在线粒体基质内，因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体内才能代谢。 脂肪酸的氧化 长链脂酰CoA的氧化是在线粒体脂肪酸氧化酶系作用下进行的，每次氧化断去二碳单位的乙酰CoA，再经TCA循环完全氧化成二氧化碳和水，并释放大量能量。偶数碳原子的脂肪酸氧化（脱氢,加水,再脱氢,硫解）最终全部生成乙酰CoA。乙酰CoA通过TCA循环彻底氧化成二氧化碳和水并释放能量或可生成酮体（即乙酰乙酸、D-羟丁酸和丙酮）羟丁酸和丙酮）。例例 脂酰CoA进行-氧化,其酶促反应的顺序为A脱氢,再脱氢,加水,硫解 B.硫解,脱氢,加水,再脱氢C. 脱氢,加水,再脱氢,硫解 D.脱氢,脱水,再脱氢,硫解 E.加水,脱氢,硫解,再脱氢（C）三、光合作用三、光合作用原初反应；原初反应；电子传递和光合磷酸化；电子传递和光合磷酸化；碳的同化碳的同化1、原初反应、原初反应光能的吸收、传递、和转换光能的吸收、传递、和转换、是光反是光反应应是暗反应是暗反应光合单位光合单位天线色素系统天线色素系统+反应中心色素反应中心色素2、电子传递和光合磷酸化、电子传递和光合磷酸化 （电能转化为活跃的化学能）（电能转化为活跃的化学能）最终电子供体最终电子供体最终电子受体最终电子受体目的：将电化目的：将电化学势能通过磷学势能通过磷酸化而贮存在酸化而贮存在ATP中中3、碳的同化（卡尔文循环）、碳的同化（卡尔文循环） （活跃的化学能转化为稳定的化学能）（活跃的化学能转化为稳定的化学能）循环循环3次，固定次，固定3个个CO2分子，生成分子，生成6个个PGAL（三碳丙（三碳丙糖），其中糖），其中1个个PGAL用来合成葡萄糖或其他糖类，这用来合成葡萄糖或其他糖类，这1个个PGAL才是卡尔文循环的净收入；其余才是卡尔文循环的净收入；其余5个个PGAL则则是用来产生是用来产生3个分子的个分子的RuBP保证再循环的。所以每产保证再循环的。所以每产生生1个分子葡萄糖需要个分子葡萄糖需要2个分子个分子PGAL，即需要完成，即需要完成6次次循环。从能量的变化来计算：生产一个可用于细胞代循环。从能量的变化来计算：生产一个可用于细胞代谢和合成的谢和合成的PGAL需要需要9个个ATP分子和分子和6个个NADPH分子分子参与参与。卡尔文循环的总反应式：卡尔文循环的总反应式：3CO2+9ATP+6NADPH3PGAL+9ADP+6NADP+8Pi第三节：细胞增殖第三节：细胞增殖进行连续分裂的细胞从上一次分裂结束到进行连续分裂的细胞从上一次分裂结束到下一次分裂完成所经历的过程下一次分裂完成所经历的过程细胞周期：细胞周期：分裂间期分裂间期：细胞周期细胞周期分裂期：分裂期：G1、S、G2三个时期前、中、后、末四个时期分裂间期：分裂间期： G1、S、G2三个时期三个时期G1期期：是生长期是生长期，为为下阶段，为为下阶段S期的期的DNA合成作准备，特别是合成作准备，特别是合成合成DNA的前身物质、的前身物质、DNA聚合酶和合成聚合酶和合成DNA所必不所必不可少的其他酶系可少的其他酶系S期期：DNA的合成的合成G2期期：又叫做又叫做“有丝分裂准备期有丝分裂准备期”，因为它主要为后面的分，因为它主要为后面的分裂期作准备裂期作准备。DNA的合成终止，但是还有的合成终止，但是还有RNA和蛋和蛋白质的合成白质的合成2减数分裂减数分裂（1）第一次分裂）第一次分裂双线期双线期联会的两条同源染色体开始分离，但在交叉点联会的两条同源染色体开始分离，但在交叉点上它们还保持连在一起，所以两条染色体并不完全分开。上它们还保持连在一起，所以两条染色体并不完全分开。前期前期：时间较长，又分为五个时期。细线期细线期是减数分裂过程的开始时期。染色体已经进行是减数分裂过程的开始时期。染色体已经进行了复制，一条染色体应由两条染色单体组成。但一般了复制，一条染色体应由两条染色单体组成。但一般看不出两条染色单体看不出两条染色单体。偶线期偶线期是同源染色体配对的时期。是同源染色体配对的时期。粗线期粗线期染色体明显缩短变粗。联会的同源染色体紧密染色体明显缩短变粗。联会的同源染色体紧密结合，同源染色体的非姊妹染色单体间发生局部交换。结合，同源染色体的非姊妹染色单体间发生局部交换。终变期终变期一般核仁开始消失、核膜开始解体。一般核仁开始消失、核膜开始解体。第二节第二节细胞器细胞器核小体，是染色质的基本结构单位一、细胞核一、细胞核由核膜、核基质、染色质、核仁组成1、染色质和染色体的结构1个核小体200碱基对左右的DNA一个组蛋白八聚体（由H2A、H2B、H3和H4各两个分子所组成）一分子的组蛋白H12、染色体的分类：P5第第106题题P6的的22题题五五、蛋白质的分解、蛋白质的分解蛋白酶（肽酶）肽链内切酶肽链外切酶二肽酶组织蛋白酶肽链内切酶胃蛋白酶 ：水解芳香族氨基酸芳香族氨基酸的NH2形成的肽键。胰蛋白酶 ：水解碱性氨基酸碱性氨基酸的COOH形成的肽键。胰凝乳蛋白酶：水解芳香族氨基酸芳香族氨基酸的COOH形成的肽键。肽链外切酶氨肽酶羧肽酶 氨基酸分解的共同途径氨基酸分解的共同途径1. 1. 脱氨基作用脱氨基作用（1 1） 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用氨基酸脱氢酶（不需氧）氨基酸脱氢酶（不需氧）氨基酸氧化酶（需氧）氨基酸氧化酶（需氧）（2 2） 非氧化脱氨基非氧化脱氨基脱水脱H2S2. 2. 转氨基作用转氨基作用3. 3. 联合脱氨基作用联合脱氨基作用4.4.脱羧基作用脱羧基作用5. AA5. AA降解产物的进一步代谢降解产物的进一步代谢1).1).2).2). CO2放出再羧化EMP 生糖/生酮 TCA ATPR-CO-COOHR-CO-COOH3). NH3). NH2 2a. a. 再合成再合成AAAAb. b. 成酰胺成酰胺c. c. 生成氨甲酰磷酸生成氨甲酰磷酸d. d. 生成尿素排泄（鸟氨酸（尿素）循环）生成尿素排泄（鸟氨酸（尿素）循环）例例 下列关于尿素合成,说法错误的是A .肝细胞的线粒体是合成尿素的部位 B.尿素合成后主要经肾脏随尿液排出C.每合成1mol尿素消耗1molCO2、2molNH3、 3molATPD.尿素合成过程中的两个氮原子由天门冬氨酸提供E.N-乙酰谷氨酸是氨基甲酰磷酸合成酶的激活变构剂