生物奥赛细胞代谢课件说课材料.ppt

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1、生物奥赛细胞代谢课件腺苷（）腺苷（）三磷酸腺苷三磷酸腺苷ATP的结构简式的结构简式ATP的结构简式为的结构简式为AP P P普通化普通化学键学键 高能高能磷酸键磷酸键lATP即三磷酸腺苷，是各种活细胞内普遍存即三磷酸腺苷，是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物。在的一种高能磷酸化合物。ATP的水解过程的水解过程APPPPiAPP能量能量ATP ADP+Pi+能量酶ATP与与ADP的相互转化的相互转化A-PPP A-PP+Pi+能量能量 酶酶酶酶请问：这是不是可逆反应？请问：这是不是可逆反应？不是不是ATPADP酶酶能量PiPi能量ATP与与ADP的转化关系的转化关系物质可逆能量不可逆物质可

2、逆能量不可逆ATPATP的生理功能的生理功能ATPATP是生物体进行各种生命活动是生物体进行各种生命活动所需能量的直接来源所需能量的直接来源ATP释放的能量转化成其它能量的形式主要有：释放的能量转化成其它能量的形式主要有：1.机械能机械能 2.电电 能能 3.渗透能渗透能 4.光光 能能 5.热热 能能 ATP形成的途径形成的途径 H|HOOCCNH2|H H|HOOCCNH2|H一、酶及其特点一、酶及其特点 酶：活细胞产生的具有催化作用的一类有机物。酶：活细胞产生的具有催化作用的一类有机物。化学特点：绝大多数是蛋白质，少数为化学特点：绝大多数是蛋白质，少数为RNA。作用特点：高效性，专一性，

3、条件温和性作用特点：高效性，专一性，条件温和性 第二节第二节 酶酶1.中间产物理论中间产物理论 酶与底物形成中间产物，通酶与底物形成中间产物，通过过降低反应的活化能降低反应的活化能来加快反应来加快反应速度，酶促反应要比非催化反应速度，酶促反应要比非催化反应多经历几个步骤。多经历几个步骤。E+S-ES-P+S E：酶：酶 S：底物：底物 P：产物：产物二、酶的作用机理二、酶的作用机理2.活性中心理论活性中心理论 酶分子上直接参与反应的氨基酸残基或侧链基酶分子上直接参与反应的氨基酸残基或侧链基团组成的活性空间结构称团组成的活性空间结构称酶的活性中心酶的活性中心，分，分催化基催化基团和结合基团团和结

4、合基团两部分。两部分。前者决定酶的催化能前者决定酶的催化能力（力（高效性高效性），后者），后者决定酶与哪些底物结决定酶与哪些底物结合（合（专一性专一性）。活性）。活性中心外维持形成活性中心外维持形成活性中心构象的一些基团，中心构象的一些基团，称为非活性中心。称为非活性中心。3.酶的催化机理酶的催化机理 酶是通过与底物形成中间产物，降低反应的活酶是通过与底物形成中间产物，降低反应的活化能来加速化学反应速度的。化能来加速化学反应速度的。酶分子中存在有活性酶分子中存在有活性中心，活性中心由催化基团和结合基团组成。在酶中心，活性中心由催化基团和结合基团组成。在酶与底物分子相互接近的过程中，底物分子诱导

5、酶与底物分子相互接近的过程中，底物分子诱导酶的活性中心结构发生利于与底物结的活性中心结构发生利于与底物结合的变化。酶与底物接触，酶分子合的变化。酶与底物接触，酶分子通过结合基团与底物分子互补契合，通过结合基团与底物分子互补契合，催化基团催化底物分子中键断裂或催化基团催化底物分子中键断裂或形成新的化学键，底物转化为产物，形成新的化学键，底物转化为产物，产物由酶分子上脱落下来，酶又恢产物由酶分子上脱落下来，酶又恢复到原来构象。复到原来构象。1.1.1.1.底物浓度对酶促反应速度影响底物浓度对酶促反应速度影响底物浓度对酶促反应速度影响底物浓度对酶促反应速度影响三、酶促反应的影响因素三、酶促反应的影响

6、因素2.酶的浓度酶的浓度3.温温 度度tT时，时，V 随随 t 的升高而增加。（的升高而增加。（T为最适温度）为最适温度）tT时，时，VVmax。tT时，时，V 随随 t 的升高而减小。的升高而减小。高温条件下，酶蛋白空间结构被破坏易变性，导致失活。高温条件下，酶蛋白空间结构被破坏易变性，导致失活。Q10（温度系数）：温度（温度系数）：温度每提高每提高10所增加的反应速所增加的反应速率的倍数。率的倍数。4.pH 值值 pH值值影影响响酶酶分分子子构构象象改改变变，酶酶均均有有其其各各自自不不同同的的最最适适pH值值范范围围。在在最最适适pH值值范范围围内内，反反应应速速度度最最大大。在在过过酸

7、酸和和过碱的条件下，酶活性完全丧失。过碱的条件下，酶活性完全丧失。5.激活剂激活剂激活剂：能提高酶活性的物质。激活剂：能提高酶活性的物质。无机离子：无机离子：Na K Mg2 Ca2 Zn2 Fe 2 Cl-有机分子：抗坏血酸（有机分子：抗坏血酸（Vc），半胱氨酸，），半胱氨酸，亚硫酸钠，谷胱甘肽。亚硫酸钠，谷胱甘肽。6.抑制剂抑制剂抑制剂：能使酶活性下降或丧失的物质。抑制剂：能使酶活性下降或丧失的物质。无机离子：无机离子：Ag，Hg2，Pb2。化学物质：化学物质：CO，H2S，氰化物，砷化物（砒，氰化物，砷化物（砒 霜），氟化物，有机磷。霜），氟化物，有机磷。类型类型1-非竞争性抑制剂：非竞

8、争性抑制剂：它与酶分子结合的部位它与酶分子结合的部位不是活性部位，但它的结合却使酶分子的形状发生不是活性部位，但它的结合却使酶分子的形状发生了变化，使得活性部位不适于接纳底物分子。了变化，使得活性部位不适于接纳底物分子。类型类型2-竞争性抑制剂：竞争性抑制剂：与酶的底物相似的化学物，与酶的底物相似的化学物，与底物分子竞争酶的活性部位，使得底物分子不能与底物分子竞争酶的活性部位，使得底物分子不能发生反应。（可逆的）发生反应。（可逆的）一、呼吸作用的概念一、呼吸作用的概念一、呼吸作用的概念一、呼吸作用的概念 细胞呼吸是所有生物都具有的一项重要细胞呼吸是所有生物都具有的一项重要的生命活动。其实质是的

9、生命活动。其实质是氧化分解有机物氧化分解有机物，最，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量产生产生ATP的总过程。的总过程。有氧呼吸 无氧呼吸 细胞呼吸的类型 第三节第三节 细胞呼吸细胞呼吸有氧呼吸有氧呼吸 场所场所先在细胞质基质内，后在线粒体内先在细胞质基质内，后在线粒体内 概念概念指生物细胞在指生物细胞在氧气氧气的作用下，通过的作用下，通过酶酶的催的催化作用把糖类等有机物化作用把糖类等有机物彻底彻底氧化氧化分解分解，产生出，产生出CO2和和水，同时释放出水，同时释放出大量大量能量的过程。能量的过程。总反应式：总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2

10、 6CO2+12H2O+能量（能量（2870kJ）酶酶有氧呼吸的全过程有氧呼吸的全过程分子葡萄糖分子葡萄糖2分子丙酮酸分子丙酮酸6分子分子CO22ATP（少量）少量）2ATP（少量）少量）HH12分子分子H2O6分子分子O26H2O34ATP（大量）大量）酶酶酶酶第第一一阶阶段段第第二二阶阶段段第第三三阶阶段段11611161kJ=38ATPkJ=38ATP有氧呼吸的全过程有氧呼吸的全过程 场所场所 反应物反应物 产物产物 能量能量第一阶段第一阶段细胞质基质细胞质基质 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸【H】少少第二阶段第二阶段线粒体线粒体丙酮酸丙酮酸H2O CO2【H】少少第三阶段第三阶段线粒体线粒体

11、【H】H2OH2O多多无氧呼吸无氧呼吸 概念概念指在指在无氧无氧条件下，通过条件下，通过酶酶的催化作用，生物的催化作用，生物细胞把糖类等有机物细胞把糖类等有机物分解分解成为成为不彻底不彻底的氧化的氧化产物，同时释放出产物，同时释放出少量少量能量的过程。能量的过程。场所场所始终在细胞质基质内进行始终在细胞质基质内进行总反应式总反应式 C6H12O6 2C2H5OH（酒精）酒精）+2CO2+能量能量 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）能量乳酸）能量 酶酶 无氧呼吸比有氧呼吸释放出的能量要少得多，未释无氧呼吸比有氧呼吸释放出的能量要少得多，未释放的能量储存在酒精或乳酸等不彻底的氧化产物中，酒放的

12、能量储存在酒精或乳酸等不彻底的氧化产物中，酒精能燃烧，说明酒精中还储存有大量的能量。精能燃烧，说明酒精中还储存有大量的能量。无氧呼吸无氧呼吸 C6H12O6 2丙酮酸丙酮酸酶酶2C2H5OH+2CO2+能量能量酶酶2C3H6O3 能量能量第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段（均在细胞质基质中完成）（均在细胞质基质中完成）无氧呼吸的过程无氧呼吸的过程 两种无氧呼吸方式的具体实例两种无氧呼吸方式的具体实例说明：微生物的无氧呼吸又称为发酵说明：微生物的无氧呼吸又称为发酵产生酒精的无氧呼吸常见的例子有：产生酒精的无氧呼吸常见的例子有：某些水果（如苹果）及某些植物的根在缺氧时某些水果（如苹果）及某些植物的根

13、在缺氧时 酵母菌在缺氧时酵母菌在缺氧时 产生乳酸的无氧呼吸常见的例子有：产生乳酸的无氧呼吸常见的例子有：马铃薯块茎、甜菜块根和玉米胚在无氧时马铃薯块茎、甜菜块根和玉米胚在无氧时 动物的肌肉细胞在缺氧时动物的肌肉细胞在缺氧时 乳酸菌在无氧时乳酸菌在无氧时有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸与无氧呼吸的比较 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 区别区别 主要在线粒体中进行主要在线粒体中进行 在细胞质基质中进行在细胞质基质中进行 需要氧气参与需要氧气参与 不需要氧气参与不需要氧气参与 分解有机物彻底分解有机物彻底CO2 H2O 分解有机物不彻底分解有机物不彻底CO2 酒精酒精 乳酸乳酸 释放大量能量释放

14、大量能量 释放少量能量释放少量能量 联系联系 第一阶段（从葡萄糖到丙酮酸）的过第一阶段（从葡萄糖到丙酮酸）的过程和场所（细胞质基质）完全相同；有酶程和场所（细胞质基质）完全相同；有酶参与；都产生能量。参与；都产生能量。细胞呼吸的意义细胞呼吸的意义为生物体的生命活动提供能量。为生物体的生命活动提供能量。为体内其他化合物的合成提供原料。为体内其他化合物的合成提供原料。总论丙酮酸葡萄糖“糖酵解”不需氧有氧情况无氧情况“三羧酸循环”CO2+H2O“乳酸发酵”、“酒精发酵”乳酸或酒精一、一、糖酵解的概述糖酵解的概述1、糖酵解的概念、糖酵解的概念 糖酵解作用：糖酵解作用：在无氧条件下，葡萄糖进行分解形在无

15、氧条件下，葡萄糖进行分解形成成2分子的丙酮酸并提供能量。这一过程称为分子的丙酮酸并提供能量。这一过程称为糖酵糖酵解作用解作用。是一切有机体中普遍存在的。是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降解葡萄糖降解途径，也是葡萄糖分解代谢所经历的共同途径。途径，也是葡萄糖分解代谢所经历的共同途径。也称为也称为EMP途径。途径。v糖酵解是糖酵解是在在细胞质细胞质中进行。不论有氧还中进行。不论有氧还是无氧条件均能发生。是无氧条件均能发生。10个酶催化的11步反应第一阶段第一阶段：磷酸已糖的生成磷酸已糖的生成(活化活化)四四 个个 阶阶 段段第二阶段第二阶段：磷酸丙糖的生成磷酸丙糖的生成(裂解裂解)第三阶段第三阶段：

16、3-3-磷酸甘油醛转变为磷酸甘油醛转变为2-2-磷酸磷酸 甘油酸甘油酸 第四阶段第四阶段：由由2-2-磷酸甘油磷酸甘油酸生成丙酮酸酸生成丙酮酸二、糖酵解过程二、糖酵解过程 (G)已糖激酶已糖激酶ATPADPMg2+(G-6-P）葡萄糖葡萄糖磷酸化生成磷酸化生成 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖已糖激酶(hexokinase)激酶：能够在ATP和任何一种底物之间起催化作用，转移磷酸基团的一类酶。已糖激酶：是催化从ATP转移磷酸基团至各种六碳糖（G、F）上去的酶。激酶都需离子要Mg2+作为辅助因子 6-磷酸葡萄糖异构化 转变为6-磷酸果糖 (F-6-P）磷酸葡萄糖异构酶磷酸葡萄糖异构酶(G-6-P）6

17、-磷酸果糖再磷酸化 生成1,6-二磷酸果糖(F-1,6-2P）磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶 （PFKPFK）ATPADPMg2+(F-6-P）磷酸丙糖的生成磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛(F-1,6-2P）醛缩酶醛缩酶+磷酸丙糖的互换磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetone phosphate)3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛(glyceraldehyde 3-phosphate)磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖 2 2 3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 上述的上述的5步反应完成了糖酵解的准备阶步反应完成了糖酵解的准备阶段。酵解的准备

18、阶段包括段。酵解的准备阶段包括两个磷酸化步骤两个磷酸化步骤由六碳糖裂解为两分子三碳糖，由六碳糖裂解为两分子三碳糖，最后都转最后都转变为变为3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛。在准备阶段中，并没有从中获得任何能在准备阶段中，并没有从中获得任何能量，与此相反，却量，与此相反，却消耗了两个消耗了两个ATP分子分子。以下的以下的5步反应包括氧化步反应包括氧化还原反应、还原反应、磷酸化反应。这些反应正是磷酸化反应。这些反应正是从从3-磷酸甘油磷酸甘油醛提取能量形成醛提取能量形成ATP分子分子。3-磷酸甘油醛氧化为 1,3-二磷酸甘油酸1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycer

19、ate)3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛(glyceraldehyde 3-phosphate)glyceraldehyde 3-phosphate)3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶糖酵解糖酵解中唯一的中唯一的脱氢反应脱氢反应+NADH+H+NAD+HPO4 2-OPO 3 2-1,3-二磷酸甘油酸 转变为3-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate)这是糖酵解这是糖酵解中第一次中第一次底物水平底物水平磷酸化反应磷酸化反应1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(1,3-diphosphoglycerate)OPO 3 2-

20、ADPATPMg2+底物磷酸化底物磷酸化：这由已经形成的高能磷酸键与这由已经形成的高能磷酸键与ADPADP合成合成ATPATP的磷酸化类型称为底物磷酸化。的磷酸化类型称为底物磷酸化。其中其中ATPATP的形成直接与一个的形成直接与一个代谢中间物代谢中间物（1,3-1,3-二磷酸甘油酸）上的磷酸基团的转移二磷酸甘油酸）上的磷酸基团的转移相偶联相偶联 这一步反应是糖酵解过程的第这一步反应是糖酵解过程的第7步反应，也步反应，也是糖酵解过程是糖酵解过程开始收获开始收获的阶段。在此过程中的阶段。在此过程中产生了产生了第一个第一个ATP。3-磷酸甘油酸转变 为2-磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(3

21、phosphoglycerate)磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶 2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate)2-磷酸甘油酸脱水 形成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）磷酸烯醇式磷酸烯醇式 丙酮酸丙酮酸（PEP）2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸烯醇化酶烯醇化酶(Mg2+/Mn2+)H2O氟化物能与Mg2+络合而抑制此酶活性ADPATPMg2+,K+磷酸烯醇式丙酮酸 转变为烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶(PK)烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸也是第二次底物水平磷酸化反应也是第二次底物水平磷酸化反应 烯醇式丙酮酸 转变为丙酮酸ATPATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸

22、烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸ADPADP丙酮酸激丙酮酸激酶酶烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸(enolpyruvate)自发进行自发进行 丙酮酸丙酮酸(pyruvate)E1:己糖激酶己糖激酶 E2:6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+乳乳 酸酸 糖酵解的代谢途径GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+NADH+H+ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸

23、E2E1E3NADH+H+糖酵解过程中ATP的消耗和产生2 1葡葡 萄萄 糖糖 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙丙 酮酮 酸酸 -1 反反 应应 ATP -1-12 1 葡萄糖葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+2丙酮酸丙酮酸+2ATP+2NADH+2H+2H2O三、糖酵解中产生的能量三、糖酵解中产生的能量四、糖酵解意义四、糖酵解意义1、主要主要在于它可在无氧条件下迅速提供少量的在于它可在无氧条件下迅速提供少量的能量以应急能量以应

24、急.如如:肌肉收缩、人到高原。肌肉收缩、人到高原。2、是某些细胞在不缺氧条件下的能量来源。、是某些细胞在不缺氧条件下的能量来源。3、是糖的、是糖的有氧氧化的前过程有氧氧化的前过程，亦是，亦是糖异生作用糖异生作用大部分逆过程大部分逆过程.非糖物质可以逆着糖酵解的途径非糖物质可以逆着糖酵解的途径异生成糖异生成糖,但必需绕过不可逆反应。但必需绕过不可逆反应。5、糖酵解也是、糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代谢糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的相联系的途径途径.其中间产物是许多重要物质合成的原料。其中间产物是许多重要物质合成的原料。6、若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳、若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳

25、酸中毒。酸中毒。1 1、酵母在无氧条件下将丙酮酸转化为乙醇和、酵母在无氧条件下将丙酮酸转化为乙醇和COCO2 2。(l)l)丙酮酸脱羧丙酮酸脱羧五、丙酮酸的去路五、丙酮酸的去路葡萄糖进行乙醇发酵的总反应式为：葡萄糖进行乙醇发酵的总反应式为：葡萄糖葡萄糖+2Pi+2ADP 2乙醇乙醇+2CO2+2ATPCH3COCOOH CH3CHO+CO2丙酮酸丙酮酸 乙醛乙醛丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶TPPCH3CHO+NADH+H+乙醛乙醛 CH3CH2OH+NAD+乙醇乙醇 乙醇脱氢酶乙醇脱氢酶Zn+(2)乙醛被还原为乙醇乙醛被还原为乙醇2、丙酮酸还原为乳酸丙酮酸丙酮酸(pyruvate)3-3-磷酸甘油

26、醛磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶Pi 乳酸乳酸(lactate)乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶NADH+H+NAD+1,3-1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸OPO 3 23 3、在有氧条件下，丙酮酸进入线粒体在有氧条件下，丙酮酸进入线粒体生成生成乙酰乙酰CoACoA，参加参加TCATCA循环（柠檬循环（柠檬酸循环），被彻底氧化成酸循环），被彻底氧化成C C2 2O O和和H H2 2O O。丙酮酸丙酮酸+NAD+CoA NAD+CoA 乙酰乙酰CoA+COCoA+CO2 2+NADH+H+NADH+H+4、转化为脂肪酸或酮体。当细胞ATP水平较高时，柠檬酸循环的速率下降，乙酰CoA开始积

27、累，可用作脂肪的合成或酮体的合成。一一.三羧酸循环三羧酸循环的概念的概念 概念：在概念：在有氧有氧的情况下，葡萄糖酵的情况下，葡萄糖酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA。乙酰乙酰CoA经一系列氧化、脱经一系列氧化、脱羧，最终生成羧，最终生成C2O和和H2O并产生能量并产生能量的过程的过程.因为在循环的一系列反应中因为在循环的一系列反应中,关键关键的化合物是柠檬酸的化合物是柠檬酸,所以称为所以称为柠檬酸柠檬酸循环循环,又因为它有三个羧基又因为它有三个羧基,所以亦所以亦称为称为三羧酸循环三羧酸循环,简称简称TCA循环循环。由。由于它是由于它是由H.A.Krebs（德

28、国德国）正式提）正式提出的，所以又称出的，所以又称Krebs循环。循环。六、六、六、六、糖有氧分解糖有氧分解糖有氧分解糖有氧分解（三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环）三羧酸循环在三羧酸循环在线粒体基质线粒体基质中进行的中进行的。丙丙酮酸通过酮酸通过柠檬酸循环柠檬酸循环进行脱羧和脱氢反应进行脱羧和脱氢反应;羧基羧基形成形成COCO2 2,氢原子氢原子则随着载体则随着载体(NADNAD+、FADFAD）进入电子传递链经过氧化磷酸化作用，进入电子传递链经过氧化磷酸化作用，形成形成水分子水分子并将释放出的能量合成并将释放出的能量合成ATPATP。有氧氧化是糖氧化的有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大

29、多数组主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化织细胞都通过有氧氧化获得能量。获得能量。黄素腺嘌呤二核苷酸（黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）有氧氧化的反应过程有氧氧化的反应过程 糖糖的的有有氧氧氧氧化化代代谢谢途途径径可可分分为为：葡葡萄萄糖糖酵酵解解、丙丙酮酮酸酸氧氧化化脱脱羧羧和和三三羧羧酸循环酸循环三个阶段。三个阶段。TAC循环循环 G（Gn）丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+FADH2H2O O ATP ADP 细胞质细胞质基质基质 线粒体线粒体 一、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶ANAD+NADH+H+丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA+CoA-SH辅酶辅酶A A+C O2丙酮

30、酸脱氢酶系丙酮酸丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰乙酰CoA+C O2+NADH+H+多酶复合体：多酶复合体：是催化功能上有联系的几种酶通过是催化功能上有联系的几种酶通过非非共价键共价键连接彼此嵌合形成的复合体。其中每一个酶都连接彼此嵌合形成的复合体。其中每一个酶都有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的辅酶。有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的辅酶。二、乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化（线粒体）y 反应过程y 反应特点y 意 义 乙酰CoA与草酰乙酸 缩合形成柠檬酸柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶草酰乙酸草酰乙酸CH3COSCoA乙酰辅酶乙酰辅酶A A柠檬酸柠檬酸(citrate)citrate

31、)HSCoA乙酰CoA+草酰乙酸 柠檬酸+CoA-SH关键酶关键酶H2O异柠檬酸异柠檬酸H2O 柠檬酸异构化生成异柠檬酸柠檬酸柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸柠檬酸柠檬酸 异柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸酶顺乌头酸酶CO2NAD+异柠檬酸异柠檬酸 异柠檬酸氧化脱羧 生成-酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸草酰琥珀酸草酰琥珀酸NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸异柠檬酸+NAD+-酮戊二酸酮戊二酸+CO2+NADH+H+关键酶关键酶CO2-酮戊二酸氧化脱羧 生成琥珀酰辅酶A-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系HSCoANAD+NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸+CoA-SH+

32、NAD+琥珀酰琥珀酰CoA+C O2+NADH+H+关键酶 琥珀酰CoA转变为琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酰琥珀酰CoAATPADP琥珀酸琥珀酸GDP+PiGTPHSCoA琥珀酰琥珀酰CoA+GDP +Pi 琥珀酸琥珀酸+GTP+CoA-SH 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸延胡索酸延胡索酸(fumarate)琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶FADFADH2琥珀酸琥珀酸+FAD 延延胡索酸胡索酸+FADH2琥珀酸琥珀酸(succinate)延胡索酸水化生成苹果酸延胡索酸延胡索酸(fumarate)苹果酸苹果酸(malate)延胡索酸酶延胡索酸酶H2O延延胡索酸胡索酸+H2O 苹果酸苹果酸 苹果酸

33、脱氢生成草酰乙酸 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 草酰乙酸草酰乙酸(oxaloacetate)NAD+NADH+H+苹果酸苹果酸 +NADNAD+草酰乙酸草酰乙酸+NADH+HNADH+H+苹果酸苹果酸(malate)P三羧酸循环总图三羧酸循环总图草酰乙酸草酰乙酸CH2COSoA(乙酰乙酰辅酶辅酶A)苹果酸苹果酸琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA-酮酮戊二酸戊二酸异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸CO22HCO22HGTP延胡索酸延胡索酸2H2HNAD+NAD+FADNAD+三羧酸循环特点 循环反应在循环反应在线粒体线粒体(mitochondrion)中进中进行，为行，为不可逆反应不可逆反应。三羧酸循环的关键

34、酶是三羧酸循环的关键酶是柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶和和-酮戊二酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系。循环的中间产物既循环的中间产物既不能通过此循环反应不能通过此循环反应生成生成，也不被此循环反应所消耗。，也不被此循环反应所消耗。三羧酸循环中有三羧酸循环中有两次脱羧反应两次脱羧反应，生成两，生成两分子分子CO2。循环中有循环中有四次脱氢反应四次脱氢反应，生成三分子，生成三分子NADH和一分子和一分子FADH2。循环中有循环中有一次底物水平磷酸化一次底物水平磷酸化，生成一，生成一分子分子GTP。每完成一次循环，氧化分解掉一分子每完成一次循环，氧化分解掉一分子乙乙酰基酰基，可生成，

35、可生成12分子分子ATP。反反 应应ATP第一阶段第一阶段两次耗能反应两次耗能反应-2两次生成两次生成ATP的反应的反应22第二阶段第二阶段一次脱氢一次脱氢(NADH+H+)22 或或23 一次脱氢一次脱氢(NADH+H+)23第三阶段第三阶段三次脱氢三次脱氢(NADH+H+)233一次脱氢一次脱氢(FADH2)22一次生成一次生成ATP的反应的反应21净生成净生成36或或38糖有氧氧化过程中ATP的生成三羧酸循环小结 TCA运转一周的净结果是氧化1分子乙酰CoA，草酰乙酸仅起载体作用，反应前后无改变。乙酰辅酶A+3NAD+FAD+Pi+2 H2O+GDP2 CO2+3(NADH+H+)+FA

36、DH2+HSCoA+GTPTCA中的一些反应在生理条件下是不可逆的，所以整个三羧酸循环是一个不可逆的系统TCA的中间产物可转化为其他物质，故需不 断补充乙醛酸循环乙醛酸循环乙醛酸循环三羧酸循环支路乙醛酸循环在异柠檬酸与苹果酸间搭了一条捷径。（省了6步）异柠檬酸柠檬酸琥珀酸琥珀酸苹果酸草酰乙酸CoASH三羧酸循环三羧酸循环乙酰CoA乙醛酸乙酰CoACoASH电子在呼吸链中的传递方式电子在呼吸链中的传递方式(I)(II)(III)(IV)注意：通过该穿梭作用，胞液中的注意：通过该穿梭作用，胞液中的NADH转入到线粒体后转入到线粒体后 转变为转变为FADH，进入琥珀酸呼吸链氧化。，进入琥珀酸呼吸链氧

37、化。在某些肌肉组织和大脑在某些肌肉组织和大脑 6 6 6 6、NADHNADHNADHNADH从胞液转入线粒体从胞液转入线粒体从胞液转入线粒体从胞液转入线粒体这类穿梭主要在肝脏和心肌等组织。这类穿梭主要在肝脏和心肌等组织。四.TCA中ATP的形成及其生物学意义v1分子乙酰辅酶A经三羧酸循环可生成1分子 GTP(可转变成ATP)，共有4次脱氢，生成3分子 NADH和1分子 FADH2。v当经呼吸链氧化生成H2O时，前者每对电子可生成 3分子ATP，3对电子共生成9分子ATP；后者则生 成2分子ATP。v因此，每分子乙酰辅酶A经三羧酸循环可产生12分 子ATP。若从丙酮酸开始计算，则1分子丙酮酸可 产生15分子ATP。v1分子葡萄糖可以产生2分子丙酮酸，因此，原核细 胞每分子葡萄糖经糖酵解、三羧酸循环及氧化磷 酸化三个阶段共产生821538个ATP分子。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢