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1、第四节第四节细胞细胞(xbo)呼吸呼吸第一页，共四十七页。细胞呼吸 Antoine Lavoisie 动物体内有一个动物体内有一个“燃烧燃烧”过程，这完全类似于一过程，这完全类似于一盏盏(y zhn)油灯或蜡烛中发油灯或蜡烛中发生的故事。生的故事。第二页，共四十七页。细胞呼吸补充补充(bchng)实验实验第三页，共四十七页。细胞呼吸葡萄糖在体外燃葡萄糖在体外燃烧烧 葡萄糖在细胞内葡萄糖在细胞内“燃烧燃烧” 相同之处相同之处 化学本质完全相同，均为氧化放能过程化学本质完全相同，均为氧化放能过程 不不同同之之外外 是否是否可控可控 不可控，能量瞬不可控，能量瞬间释放间释放 由酶调控，能量分步释放由
2、酶调控，能量分步释放 能量能量转化转化 葡萄糖中的能量葡萄糖中的能量转化为光能和热转化为光能和热量量 葡萄糖中的能量大部分转化为葡萄糖中的能量大部分转化为热能，小部分转化为热能，小部分转化为ATP这种这种可以做功的自由能可以做功的自由能 产物产物种类种类 产物为二氧化碳产物为二氧化碳和水和水 有氧呼吸的产物为二氧化碳和有氧呼吸的产物为二氧化碳和水；无氧呼吸的产物依不同的水；无氧呼吸的产物依不同的生物种类而不同，如有的生物生物种类而不同，如有的生物无氧呼吸产生乳酸，有的生物无氧呼吸产生乳酸，有的生物无氧呼吸则产生二氧化碳和酒无氧呼吸则产生二氧化碳和酒精，或其它的有机小分子。精，或其它的有机小分子
3、。 第四页，共四十七页。细胞呼吸细胞内细胞内COCO2 2呼吸作用呼吸作用(h x zu yn)（本（本质）质）O2O2呼吸呼吸(hx)（现象）（现象）呼吸器官呼吸器官血液循环血液循环血液循环血液循环呼吸器官呼吸器官COCO2 2气体气体(qt)运输运输第五页，共四十七页。细胞呼吸第六页，共四十七页。细胞呼吸前言前言(qin yn)细胞呼吸（生物氧化）：细胞内进行的降糖细胞呼吸（生物氧化）：细胞内进行的降糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物，类等有机物分解成无机物或小分子有机物，并释放出能量的过程。并释放出能量的过程。 需氧呼吸需氧呼吸aerobic respiration细胞呼吸的细胞呼吸
4、的主要主要(zhyo)方式方式厌氧呼吸厌氧呼吸anaerobic respiration第七页，共四十七页。细胞呼吸细胞呼吸类型细胞呼吸类型探究酵母菌的探究酵母菌的呼吸方式呼吸方式第八页，共四十七页。细胞呼吸线粒体线粒体线线粒粒体体的的结结构构(jigu)外膜外膜 内膜内膜基质基质(j zh)有氧呼吸有氧呼吸(hx)的主要场所的主要场所 嵴嵴第九页，共四十七页。细胞呼吸1。细胞呼吸(hx)与糖的氧化1mol的的ATP每次水解释放每次水解释放(shfng)30.54KJ 1mol的葡萄糖每次水解释放的葡萄糖每次水解释放2870KJ100ATP1葡萄糖？葡萄糖？能量能量转转化效率化效率 41% 能
5、量能量(nngling)变化变化1mol葡萄糖转化葡萄糖转化30个个ATP 1161kJ热量热量 1709kJ第十页，共四十七页。细胞呼吸哈登哈登 1929年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖 把把磷酸磷酸盐盐加入溶加入溶液液(rngy)中，反中，反应应活活性会增加性会增加第十一页，共四十七页。细胞呼吸C6H12O6C3H4O32ATP2NADH第一阶段第一阶段糖酵解糖酵解glycolysisglycolysis 1 1、底物：、底物：1 1分子葡萄糖分子葡萄糖 产物：产物：2 2分子丙酮酸分子丙酮酸 2 2、耗能：、耗能：2 2分子分子ATPATP 产能：产能：4 4分子分子ATPATP，净生成，净
6、生成2 2分子分子ATP ATP 3 3、细胞定位细胞定位(dngwi)(dngwi)：细胞溶胶：细胞溶胶 4 4、总反应：、总反应： C6H12O6 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2C3H4O3 + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O第十二页，共四十七页。细胞呼吸C6H12O6丙酮酸丙酮酸第一阶段第一阶段糖酵解糖酵解glycolysisglycolysis第十三页，共四十七页。细胞呼吸糖酵解的化学糖酵解的化学(huxu)历程历程 糖原糖原(tn yun)（或（或淀粉）淀粉）1-磷酸磷酸(ln sun)葡葡萄糖萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-
7、二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮2 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸第第一一阶阶段段第第二二阶阶段段第第三三阶阶段段葡萄糖葡萄糖己糖磷酸酯的生成己糖磷酸酯的生成丙糖磷酸的生成丙糖磷酸的生成丙酮酸与丙酮酸与ATP的合成的合成第十四页，共四十七页。细胞呼吸在鸽子肌肉细胞中加入在鸽子肌肉细胞中加入柠柠檬酸檬酸可以加快丙酮酸的氧可以加快丙酮酸的氧化化(ynghu)过程过程 第十五页，共四十七页。细胞呼吸第二阶段：柠檬酸循环第二阶段：柠檬酸循环(xnhun)(xnh
8、un)citric acid citric acid cyclecycle第十六页，共四十七页。细胞呼吸丙酮酸丙酮酸 CO2 二碳化合物二碳化合物 丙酮酸+ NAD+C2 (乙酰辅酶(f mi)A)+CO2+ 2NADH + 2H+ 第十七页，共四十七页。细胞呼吸在鸽子肌肉在鸽子肌肉(jru)细胞中细胞中加入加入草酰乙酸后，草酰乙酸后，也也可以加快丙酮酸的氧可以加快丙酮酸的氧化过程化过程 第十八页，共四十七页。细胞呼吸2CO2 柠檬酸柠檬酸丙酮酸丙酮酸 CO2 二碳化合物二碳化合物 草酰乙酸草酰乙酸第十九页，共四十七页。细胞呼吸CO2 CO2 丙酮酸丙酮酸 CO2 二碳化合物二碳化合物 草酰乙
9、酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸第二十页，共四十七页。细胞呼吸NADH FADH2 CO2 CO2 丙酮酸丙酮酸 CO2 二碳化合物二碳化合物 第二十一页，共四十七页。细胞呼吸柠柠檬檬酸酸循循环环(xnhun)第二十二页，共四十七页。细胞呼吸C6H12O6C3H4O322ATPNADH第二十三页，共四十七页。细胞呼吸C6H12O6C3H4O322ATPNADHC2C2化化化化合物合物合物合物2ATPNADHNADHFADH2FADH2 2CO2CO2第二十四页，共四十七页。细胞呼吸1.1.需氧需氧2.2.两两次次脱脱羧羧、四四次次脱脱氢氢（三三次次受受体体是是NADNAD， 一一次次是是
10、FADFAD）3.3.产生产生1 1分子分子(fnz)(fnz)GTPGTP场所：线粒体基质场所：线粒体基质丙酮酸丙酮酸+ NAD+ 乙酰辅酶乙酰辅酶A+ CO2+NADH + H+丙酮酸丙酮酸+ NAD+ + FAD+H2O +GDP+Pi3CO2+4NADH + 4H+GTP+FADH2第二十五页，共四十七页。细胞呼吸Mitchell 解释解释生物系统生物系统(xtng)(xtng)中的能量转移过程。中的能量转移过程。第三阶段：电子传递第三阶段：电子传递第二十六页，共四十七页。细胞呼吸1.代代谢谢物物脱脱下下的的成成对对氢氢原原子子（2H）通通过过多多种种酶酶和和辅辅酶酶所所催催化化的的连
11、连锁锁反反应应逐逐步步传传递递(chund)，最最终终与与氧氧结结合合生生成成水水，这这一一系系列列酶酶和和辅辅酶酶称称为为电子传递链电子传递链又称又称呼吸链。呼吸链。2.人体细胞线粒体内最重要的有两条。人体细胞线粒体内最重要的有两条。 电子传递链的概念电子传递链的概念(ginin)和类型和类型 第二十七页，共四十七页。细胞呼吸基质基质(j zh)外膜外膜内膜内膜膜间腔膜间腔44第二十八页，共四十七页。细胞呼吸C6H12O6C3H4O322ATPNADHC2C2化合物化合物化合物化合物2ATPNADHNADHFADHFADH2 2CO2 2CO2H2O26ATP第二十九页，共四十七页。细胞呼吸
12、线粒体基质线粒体基质 线粒体膜线粒体膜 + + + + - - - - H+ O2 H2O H+e- ADP+Pi ATP 化学渗透化学渗透(shntu)假说简单示意假说简单示意图图第三十页，共四十七页。细胞呼吸(1) 烟酰胺核苷酸烟酰胺核苷酸NAD+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide Adenine Dinucleotide) ，又叫辅酶，又叫辅酶(f mi)，主要作为电，主要作为电子传递链的一个组分，起递氢体作用；子传递链的一个组分，起递氢体作用；NADP+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(Nicotin-amide Adenine
13、Dinucleotide Phosphate) ，又叫辅酶，又叫辅酶，主，主要在还原性生物合成中作为供氢体。要在还原性生物合成中作为供氢体。二者的递氢部位是二者的递氢部位是烟酰胺烟酰胺部分，为部分，为Vit PP。第三十一页，共四十七页。细胞呼吸R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+ NAD+和和NADP+的结构的结构(jigu)第三十二页，共四十七页。细胞呼吸NAD+（NADP+）的递氢机制）的递氢机制(jzh)（氧化（氧化(ynghu)型）型）（还原型）（还原型）第三十三页，共四十七页。细胞呼吸(2) 黄素黄素(hun s)辅基辅基FMN：黄素单核苷酸：黄素单核苷酸(Flavin
14、 Mononucleotide)FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸：黄素腺嘌呤二核苷酸(Flavin Adenine Dinucleotide)FMN和和FAD中中异咯嗪环异咯嗪环起起递氢体递氢体作用作用(zuyng)。 异咯嗪及核醇部分为异咯嗪及核醇部分为Vit B2（核黄素）。（核黄素）。第三十四页，共四十七页。细胞呼吸 FAD结构结构(jigu)第三十五页，共四十七页。细胞呼吸FMN和和FAD递氢机制递氢机制(jzh) （氧化（氧化(ynghu)型）型）（还原型）（还原型）第三十六页，共四十七页。细胞呼吸The Nobel Prize in Chemistry 1997for their elu
15、cidation of the enzymatic mechanism underlying the synthesis of adenosine triphosphate (ATP)for the first discovery of an ion-transporting enzyme, Na+, K+ -ATPasePaul D. Boyer John E. Walker Jens C. Skou 1/4 1/4 1/2 of the prize USA United Kingdom Denmark b. 1918 b. 1941 b. 1918第三十七页，共四十七页。细胞呼吸葡萄糖完全
16、葡萄糖完全(wnqun)氧化产生的氧化产生的ATP酵解阶段：酵解阶段： 2 ATP 2 1 NADH2 ATP2 (3ATP或或2 ATP )三羧酸循环：三羧酸循环：2 1 GTP 2 3 NADH 2 1 FADH22 1 ATP2 9 ATP2 2ATP丙酮酸氧化：丙酮酸氧化：2 1NADH2 3 ATP总计总计(zngj)：36 ATP 或或 38 ATP第三十八页，共四十七页。细胞呼吸 NADH氧化氧化(ynghu)呼吸链每传递呼吸链每传递2H仅生成仅生成 2.5分子分子ATP到线粒体外被利用。到线粒体外被利用。 FADH2氧化呼吸链每传递氧化呼吸链每传递2H仅生成仅生成 1.5分子分
17、子ATP到线粒体外被利用。到线粒体外被利用。总计总计(zngj)：30 ATP 或或 32 ATP第三十九页，共四十七页。细胞呼吸第四十页，共四十七页。细胞呼吸生物为什么要进行(jnxng)细胞呼吸？能量能量(nngling)(nngling)ATPATP生命活动的直生命活动的直接能量接能量(nngling)(nngling)来来源源热量热量第四十一页，共四十七页。细胞呼吸丙酮酸的去路丙酮酸的去路(ql)第四十二页，共四十七页。细胞呼吸氧氧 丙酮酸丙酮酸线粒体线粒体丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶A柠檬酸循环柠檬酸循环CO2 H2OCH3C OCOOHCH3CHOHCOOH乳酸脱氢酶（乳酸脱氢酶（
18、乳酸脱氢酶（乳酸脱氢酶（LDHLDHLDHLDH）乳酸乳酸 NADH+H+ NAD+丙酮酸丙酮酸脱羧酶脱羧酶醇脱氢酶醇脱氢酶第四十三页，共四十七页。细胞呼吸2。厌氧呼吸(hx)C6H12O6+2ADP+2Pi2CH3CHOHCOOH+2ATP人和动物、玉米(ym)的胚、马铃薯的块茎等、乳酸菌C6H12O6+2ADP+2Pi2C2H5OH+2CO2+2ATP葡萄、苹果等的果实、酵母菌第四十四页，共四十七页。细胞呼吸3。细胞(xbo)呼吸是细胞(xbo)代谢的中心C6C6糖酵解糖酵解丙酮酸丙酮酸2C2C柠檬酸循环柠檬酸循环(xnhun)(xnhun)电子传递链电子传递链O2O2H2OH2OATPA
19、TPATPATPATPATP脂肪脂肪(zhf(zhfng)ng)脂肪酸脂肪酸甘油甘油蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸第四十五页，共四十七页。细胞呼吸第四十六页，共四十七页。细胞呼吸内容(nirng)总结第四节细胞呼吸(hx)。第一阶段糖酵解glycolysis。1、底物：1分子葡萄糖。2、耗能：2分子ATP。3、细胞定位：细胞溶胶。22-磷酸甘油酸。2.两次脱羧、四次脱氢（三次受体是NAD， 一次是FAD）。NAD+和NADP+的结构。NAD+（NADP+）的递氢机制。FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸(Flavin Adenine Dinucleotide)。细胞呼吸(hx)是细胞代谢的中心。氨基酸第四十七页，共四十七页。细胞呼吸
