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1、案例： 某患者，因神志不清约1小时入院。患者于约1小时前被人发现平卧于床上，不省人事，其房内用煤炉取暖，炉盖未封，室内煤气味浓烈，疑为煤气中毒，开窗通风后未见明显好转，为诊治急送医院。经体格检查和辅助检查确认为煤气中毒。讨论：1、ATP的生成。 2、氧化磷酸化的影响因素。 3、煤气中毒的作用的机制。 4、日常生活的注意事项。【目的要求目的要求】3-1-1 能量的产生、储存和利用能量的产生、储存和利用3-1-2 ATP的生成的生成3-1-3 影响能量代谢的因素影响能量代谢的因素3-1-4 体温及其调节体温及其调节思考思考【目的要求目的要求】1.掌握生物氧化的概念、电子传递链和能量代谢。掌握生物氧
2、化的概念、电子传递链和能量代谢。2.掌握基础代谢率的概念，体温的概念、正常值掌握基础代谢率的概念，体温的概念、正常值及生理变动。及生理变动。3.熟悉影响氧化磷酸化的因素。熟悉影响氧化磷酸化的因素。4.熟悉影响能量代谢的因素，机体产热与散热的熟悉影响能量代谢的因素，机体产热与散热的基本方式，体温调节中枢，调定点的概念，正基本方式，体温调节中枢，调定点的概念，正常体温调节。常体温调节。5.了解各电子传递体和生物氧化中二氧化碳的生了解各电子传递体和生物氧化中二氧化碳的生成。成。返回返回3-1-1 3-1-1 能量的能量的产生、生、储存和利用存和利用一、能源物质二、生物氧化概念三、能量的储存、转换和利
3、用一、能源物质糖脂肪蛋白质 营养物在生物体内彻底氧化生成营养物在生物体内彻底氧化生成COCO2 2和和H H2 20 0并释放出能量的过程称为生物氧化。并释放出能量的过程称为生物氧化。二、生物氧化的二、生物氧化的概念概念又称又称细胞细胞/组织呼吸组织呼吸返回返回生物氧化的方式和特点生物氧化的方式和特点3 3、 脱电子脱电子2 2、 脱氢脱氢( (最主要最主要) )1、加氧、加氧Fe 2+ Fe 3+ +eCOOHC =O + 2H CH3 （2H+ +2e） COOH HOCH CH3Cu + O2 CuO12（一）方式（一）方式生物氧化的特点生物氧化的特点生物氧化是在细胞内温和的环境中，由酶
4、催生物氧化是在细胞内温和的环境中，由酶催化逐步进行。化逐步进行。能量逐步释放，且一部分能量贮存于高能化能量逐步释放，且一部分能量贮存于高能化合物中。合物中。 COCO2 2是有机酸脱羧生成的；水是底物脱是有机酸脱羧生成的；水是底物脱H H经呼经呼吸链氧化生成的。吸链氧化生成的。 ATP是最主要的直接供能物质是最主要的直接供能物质 ATP的结构：的结构：可表示为可表示为 APPP末端有末端有2 2个高能磷酸键个高能磷酸键三、能量的储存、转换和利用高能硫酯键高能硫酯键乙酰乙酰CoA ATPATP是直接能源是直接能源 A AP PP PP P 其它核苷多磷酸为直接能源其它核苷多磷酸为直接能源ATP+
5、UDP ADP+ATP+UDP ADP+UTPUTP ( (糖原合成糖原合成) )ATP+CDP ADP+ATP+CDP ADP+CTPCTP ( (磷脂合成磷脂合成) )ATP+GDP ADP+ATP+GDP ADP+GTPGTP ( (蛋白质合成蛋白质合成) )多数多数 ATP ADP+PiATP ADP+Pi少数少数 ATP AMP+PPi ATP AMP+PPi 高能磷酸化合物的高能磷酸化合物的转换与与储存存ADPATPGDP、CDP、UDPGMP、CMP、UMPADPATPGTP、CTP、UTPGDP、CDP、UDP C + ATP CP +ADP肌酸肌酸 磷酸肌酸磷酸肌酸CK图图3
6、-1 ATP3-1 ATP的生成、储存与利用的生成、储存与利用底物水平底物水平磷酸化磷酸化氧化氧化磷酸化磷酸化PP机械能机械能渗透能渗透能化学能化学能电能电能热能热能ADPATPCKCCP为生命活动直接供能为生命活动直接供能ATPATP的利用的利用返回返回 3-1-2 ATP 3-1-2 ATP的生成的生成一、底物水平磷酸化一、底物水平磷酸化二、氧化磷酸化二、氧化磷酸化返回返回定义定义：底物在代谢过程中，形成的底物在代谢过程中，形成的高能高能键键，直接直接转移给转移给ADPADP而而生成生成ATPATP的的过程，称为底物水平磷酸化。过程，称为底物水平磷酸化。一、底物水平磷酸化一、底物水平磷酸化
7、 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸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ADPATP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 (1,3-DPG)OPO 3 2-ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶(Mg2+, K+ )磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸 烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸糖酵解中第二次底物糖酵解中第二次底物水平磷酸化反应水平磷酸化反应琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酰琥珀酰CoAGDP+PiGTPATPADP琥珀酸琥珀酸 HSCoA琥珀酰琥珀酰CoA + GDP + Pi 琥珀酸琥珀酸+ GTP + CoA-SH返回返回 概念概念（一）氧化磷酸
8、化的结构基础（一）氧化磷酸化的结构基础（二）呼吸链（二）呼吸链（三）氧化磷酸化的偶联部位（三）氧化磷酸化的偶联部位（四）氧化磷酸化的影响因素（四）氧化磷酸化的影响因素二、氧化磷酸化二、氧化磷酸化返回返回 代代谢物脱下的物脱下的2H2H经呼吸呼吸链氧化氧化为水的水的过程中程中释放的能量，使放的能量，使ADPADP磷酸化成磷酸化成ATPATP的的过程，程，由于代由于代谢物的物的氧化氧化反反应与与ADPADP的的磷酸化磷酸化反反应偶偶联进行，故行，故称称为氧化磷酸化氧化磷酸化。概念概念AH2 A2H代谢物代谢物氧化产物氧化产物2H-磷酸甘磷酸甘油穿梭油穿梭苹果酸穿梭苹果酸穿梭 + O212H2O 能
9、量能量ADP+H3PO4ATP+ H2O氧氧化化磷磷酸酸化化胞液胞液线粒体线粒体呼吸链呼吸链嵴放大示意图内膜内膜外膜外膜内、外膜间隔内、外膜间隔嵴嵴ATPATP合酶合酶（一）氧化磷酸化（一）氧化磷酸化 的结构基础的结构基础线粒体內膜上三联体结构示意图线粒体內膜上三联体结构示意图ATPATP合酶（合酶（ATP synthaseATP synthase）ATPATP合酶（三联体、三分子体、合酶（三联体、三分子体、F F0 0F F1 1复合体）复合体）头部头部柄部柄部基底部基底部F F1 1 ：具酶活性：具酶活性 3 33 3F F0 0：质子通道：质子通道 abab2 2c cn n1 1、呼吸
10、、呼吸链的概念的概念2 2、呼吸、呼吸链的的组成成及作用及作用3 3、重要呼吸、重要呼吸链的的电子子传递过程程4 4、胞液中、胞液中NADHNADH的氧化的氧化返回返回（二）呼吸链（二）呼吸链 线粒体内膜上的粒体内膜上的传递体按一定体按一定顺序排序排列，将代列，将代谢物脱下的物脱下的H H传递给O O2 2生成水并生成水并释放能量的放能量的连锁反反应体系，称体系，称为电子子传递链。与与细胞利用氧的呼吸胞利用氧的呼吸过程有关，又称程有关，又称呼吸呼吸链。返回返回1、呼吸链的概念概念（1 1）尼克酰胺核苷酸类）尼克酰胺核苷酸类 递氢体递氢体 NAD+ 、 NADP+（2 2）黄素蛋白类）黄素蛋白类
11、 递氢体递氢体 FMN 、FAD（3 3）铁硫蛋白）铁硫蛋白 单电子传递体单电子传递体（4 4）泛醌（辅酶）泛醌（辅酶Q Q） 递氢体递氢体（5 5）细胞色素体系）细胞色素体系 单电子传递体单电子传递体2 2、呼吸、呼吸链的的组成与作用成与作用NAD+：R为为H；NADP+：R为为PO32-（1 1）尼克）尼克酰胺核苷酸胺核苷酸类尼克酰胺核苷酸的作用原理尼克酰胺核苷酸的作用原理+ + H H+ + e e+ + H H+ + + H H+ +NAD(P)+ NAD(P)H+H+2H+2H-2H-2H（2 2）黄素蛋白）黄素蛋白类黄素核苷酸的作用原理黄素核苷酸的作用原理核黄素核黄素( (黄色黄色
12、) )FAD/FMN FADH2/FMNH2+2H+2H-2H-2H+2H-2H还原型还原型核黄素核黄素( (无色无色) )蛋白质蛋白质（a）2Fe-2S（b）4Fe-4S（3）铁硫蛋白）铁硫蛋白Fe 2+ Fe 3+-e+e铁硫蛋白的作用原理铁硫蛋白的作用原理FMN（Fe-S）FAD(Fe-S)b辅酶辅酶Q的结构及作用原理的结构及作用原理O CH3 CH3H3COH3COO（CH2CH=C CH2）n HOOH3COH3COCH3RH3COH3COOHOHCH3R+2H+2H-2H-2H（4）泛醌）泛醌（5）细胞色素体系（）细胞色素体系（Cyt） Cyt Cyt的本的本质细胞色素胞色素 =
13、= 酶蛋白蛋白 + + 血血红素素线粒体（粒体（b b、 c c1 1 、 c c、 a a、a a3 3 ）微粒体（微粒体（ b b5 5、P P450450 ）CytCyt的存在部位的存在部位Cyt aaCyt aa3 3 （细胞色素氧化胞色素氧化酶）：）： 呼吸呼吸链中唯一中唯一直接直接将将e e传递给O O2 2 功能：单电子传递体功能：单电子传递体（1 1）NADHNADH氧化呼吸链氧化呼吸链每每2H通过此呼吸链可生成通过此呼吸链可生成3分子分子ATP。3 3、重要呼吸、重要呼吸链的的电子子传递过程程NADH FMN（FeS） CoQ b c1 c aa3O2（2 2）琥珀酸氧化呼吸
14、链）琥珀酸氧化呼吸链每每2H通过此呼吸链可生成通过此呼吸链可生成2分子分子ATP。FADH2（FeS） CoQ b c1 c aa3O2（3 3）几种代谢物分别进入两条呼吸链）几种代谢物分别进入两条呼吸链苹果酸苹果酸异柠檬酸异柠檬酸 琥珀酸琥珀酸-羟丁酸羟丁酸谷氨酸谷氨酸 FAD（Fe-S） NAD+ FMN CoQ b c1 c aa3 O2 FAD FAD硫锌酸硫锌酸 脂肪酰脂肪酰CoA丙酮酸丙酮酸 -磷酸甘油磷酸甘油- -酮戊二酸酮戊二酸 返回返回-磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭苹果酸苹果酸- -天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭4 4、穿梭系、穿梭系统胞液中胞液中NADHNADH的氧化的氧化返回返回某
15、些肌肉、神经组织某些肌肉、神经组织肝脏、心肌组织肝脏、心肌组织NAD+NADH + H+-磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮-磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮FADH2FAD胞液胞液线粒体线粒体内膜内膜胞液中胞液中-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶( (辅酶为辅酶为NADNAD+ +) )CoQ b c1 c aa3 O2线粒体内线粒体内-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶( (辅基为辅基为FADFAD) )内膜谷氨酸-酮戊二酸草酰乙酸天冬氨酸苹果酸NAD+NADH+H+呼吸链苹果酸谷氨酸草酰乙酸NAD+NADH+H+-酮戊二酸天冬氨酸胞液线粒体苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 天冬氨酸氨基转移酶
16、天冬氨酸氨基转移酶（三）（三） 氧化磷酸化的偶氧化磷酸化的偶联部位部位琥珀酸琥珀酸 FAD(Fe-S)NADH CoQ Cyt b c1 c aa3 O2ATPADP+PiATPADP+PiATPADP+PiFMN(Fe-S)1 1、 ADPADP与与ATPATP的的调节作用作用ADP/ATPADP/ATP： 抑制氧化磷酸化，抑制氧化磷酸化，ATPATP生成生成ADP/ATPADP/ATP： 促促进氧化磷酸化，氧化磷酸化，ATPATP生成生成H H2 2O + NADO + NAD+ +NADH + HNADH + H+ + + + O O2 212ADP+PiATP氧化磷酸化氧化磷酸化（四）
17、影响氧化磷酸化的因素（四）影响氧化磷酸化的因素2 2、甲状腺素的作用、甲状腺素的作用ATP分解分解产能量产能量ATP合成合成耗氧量耗氧量3 3、氧化磷酸化抑制剂氧化磷酸化抑制剂的作用的作用呼吸链抑制剂呼吸链抑制剂琥珀酸琥珀酸FAFANAD+ FMN CoQ b c1 c aa3 O2丙二酸丙二酸鱼藤酮鱼藤酮阿米妥阿米妥抗霉素抗霉素A AH2SCOCN作用作用：阻断电子传递：阻断电子传递D D解偶联剂解偶联剂: : 能够使氧化过程与磷酸化过程脱节能够使氧化过程与磷酸化过程脱节的物质称解偶联剂，它对电子传递的物质称解偶联剂，它对电子传递没有抑制作用，但能抑制没有抑制作用，但能抑制ADPADP磷酸磷
18、酸化生成化生成ATPATP的过程的过程。 作用：作用：使使氧化过程与磷酸化过程脱节氧化过程与磷酸化过程脱节举例：举例：2 2，4-4-二硝基苯酚二硝基苯酚磷酸化抑制剂磷酸化抑制剂：抑制抑制ATP合酶，使磷合酶，使磷酸化不能进行。酸化不能进行。如：寡霉素如：寡霉素返回返回3-1-3 影响能量代谢的因素一、基础代谢 人体在基础状态下（即清醒、安静、空腹）的能量代谢，称为基础代谢。 单位时间内的基础代谢，称为基础代谢率。二、影响能量代谢率的因素二、影响能量代谢率的因素（一）食物的特殊动力效应 人进食后一段时间内（从进食后1h开始,持续7-8h），即使同样处于安静状态,但产热量却比进食前有所增加，食物
19、能使机体产生“额外” 热量的现象称为食物的特殊动力效应。 各种营养物质的食物特殊动力效应不同，进食蛋白质时产热量增加30，混合性食物增加10，糖和脂肪增加4-6。 其产生的机制尚不十分清楚，可能与肝脏处理蛋白分解产物时的额外能量消耗有关。（二）肌肉运动机体不同状态时的能量代谢率机体不同状态时的能量代谢率 状态状态 产热量产热量(KJ/m2.min) 躺卧躺卧 2.73开会开会 3.40擦窗子擦窗子 8.30洗衣洗衣 9.89扫地扫地 11.37打排球打排球 17.05打篮球打篮球 24.22踢足球踢足球 24.98持重机枪跃进持重机枪跃进 42.39 肌肉活动对能量代谢的影响最为显著。机体任何
20、轻微的活动都可提高代谢率。剧烈运动时其耗氧量可增加10-20倍。（三）环境温度的影响 人体在安静时的能量代谢，在20-30的环境中最稳定。 当环境温度低于20时，代谢率有所增加，在10以下，则代谢率显著增加； 当环境温度为30-40时，代谢率的增加主要是由于体内化学过程反应速度加快，同时还有发汗以及呼吸、循环机能增强所致。（四）精神活动 人在平静地思考问题时，能量代谢受到的影响不大，其产热量一般不超过4%。 但精神处于紧张状态（烦躁、恐惧、情绪激动等）时，由于会导致无意识的肌肉紧张性增强、交感神经兴奋及促进代谢的内分泌激素释放增多等原因，产热量可显著增加。返回返回案例： 某2岁男孩，确诊为细菌
21、所致的发高烧。讨论：1、人体体温临床上常用的测量部位有 哪些？其正常值各是多少？ 2、人体的散热器官和散热方式。 3、细菌引起发热的机制。 4、根据散热原理，如何给高热病人降 温？3-1-4 体温及其调节一、体温及其正常波动二、产热和散热三、体温调节返回返回一、体温及其正常波动（一）体温及其测量 体温是指机体深部的温度。 测量部位：直肠， 舌下，腋窝 1 肛温：正常为36.9-37.9。 2 口温：约比直肠低0.2，为36.7-37.2。 3 腋温：约比口腔低0.3，为36.4-36.2。（二）体温的生理波动1 昼夜变化 清晨26时体温最低，午后16时最高，周期变动幅度一般不超过1C，体温的这
22、种周期性波动称为昼夜节律或日周期 （circadian rhythm)。2 性别差异 成年女子体温平均比男子高0.3。 女子体温随月经周期而产生周期性变动。排卵日最低（约1）。 女子月经周期体温变动3 年龄差异l新生儿体温变动大，老年人体温低。4 其他l肌肉活动l情绪激动、精神紧张、进食等都会影响体温l季节和地区l全身麻醉时，会因抑制体温调节中枢和扩张血管的作用及骨骼肌松弛，使体温降低二、产热和散热（一）产热过程1 产热器官在安静时，内脏器官，主要是肝脏。在劳动时或运动时的主要产热器官是骨骼肌。2 产热的调节反应1）提高代谢率2）寒战：是寒冷环境中最有效的产热方式，可提高代谢率4-5倍产热活动
23、的调节产热活动的调节 机体在寒冷机体在寒冷环境几周后境几周后甲状腺甲状腺T T3 3、T T4 4 代代谢率率( (增加增加4 45 5倍倍) ) 产热量量特点：作用特点：作用缓慢，慢，维持持时间长寒冷刺激寒冷刺激时交感交感- -肾上腺髓上腺髓质 NENE、EE产热量量特点：作用迅速，特点：作用迅速， 维持持时间短。短。（二）散热过程 体热除一小部分随呼吸和粪、尿等排泄物散发外，绝大部分通过皮肤散发。1 散热方式 1）辐射散热 2）对流散热 3）传导散热 4）蒸发散热：分不感蒸发和发汗2 散热的调节反应1）发汗汗腺的活动受交感神经支配，其节后纤维释放的是乙酰胆碱。汗液是低渗的。2）循环系统的调
24、节反应：支配皮肤的交感神经紧张度下降，小动脉舒张，动静脉吻合支开放，皮肤血流量增加，散热量增加。皮肤的血流变更在散热调节中的作用原理三、体温调节（一）温度感受器1 外周温度感受器：皮肤、粘膜、腹腔脏器2 中枢温度感受器：热敏神经元和冷敏神经元。（二）体温调节中枢下丘脑是体温调节的主要中枢。下丘脑的视前区-下丘脑前部是体温调节的中心部位。（三）关于调节体温相对稳定的学说致热原使致热原使调定点调定点孕激素使孕激素使调定点调定点调定点学说：丘脑的视前区下丘脑前部中的中枢温度敏感神经元在调节体温衡定中起调定点作用，这些神经元感受温度的阈值为37。这个阈值称为体温稳定的调定点。 当温度超过37时热敏神经
25、元活动增强，使散热增加，产热减少，结果温度降至正常。 当温度低于37时，热敏神经元活动减弱，使散热减少，冷敏神经元神经元活动兴奋，产热增多，所以体温回升致正常水平。对细菌感染导致发热的解释调定点学说对细菌所致的发热现象的解释： 是调定点上移的结果。返回返回1.1.生物氧化；呼吸链；氧化磷酸化生物氧化；呼吸链；氧化磷酸化2.2.比较线粒体内两条重要的呼吸链。比较线粒体内两条重要的呼吸链。3.3.ATPATP的的生生成成方方式式有有哪哪两两种种？主主要要方方式式是是什什么么？氧氧化化磷磷酸酸化化的的影影响响因因素素有有哪哪些些？如如何何影影响？响？【复习思考题复习思考题】返回返回4.4.影响能量代谢的因素有哪些？影响能量代谢的因素有哪些？5.5.皮皮肤肤散散热热的的方方式式有有哪哪些些？举举例例说说明明几几种种高高热病人降温的措施。热病人降温的措施。6.6.正常人体温为什么能够维持在正常人体温为什么能够维持在3737左右？左右？7.7.散热过程是如何调节的？散热过程是如何调节的？8.8.人人体体在在高高温温和和寒寒冷冷环环境境中中如如何何保保持持体体温温的的相对恒定？相对恒定？【复习思考题复习思考题】返回返回
