生命活动的维持—重点.ppt

4 、 能量获得与释放 新陈代谢是生物的基本特征之一 包括生物在生命活动中所进行的一切分解代谢与合成代谢 生物体内新陈代谢各方面的相互关系： 一、生物的能量代谢 能量代谢的热力学原理 能量传递媒介 1、能量代谢的热力学原理 自由能(G)：指一个反应体系中能够做功的那部分能量。 自由能的变化(ΔG)：产物的自由能与反应物的自由能之差，与反应转变过程无关。 标准自由能的变化(ΔGθ) 标准条件：298K，101.3KPa，反应物浓度为1mol/L 生化反应中标准自由能的变化(ΔGθ’)： 标准条件： 298K，101.3KPa，反应物浓度为1mol/L，pH=7 二、ATP生成的具体方式： 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 光合磷酸化 1、底物水平磷酸化 在被氧化的底物上发生磷酸化作用。 即底物被氧化的过程中，形成了某些高能磷酸化合物的中间产物，通过酶的作用可将高能磷酸键直接转给ADP生成ATP。 底物水平磷酸化形成高能键 其能量来源于伴随着： 与氧的存在与否无关 2、氧化磷酸化 通过电子传递体系产生ATP的过程 电子传递链的顺序: 电子传递链中生成ATP的部位 电子传递体系部位： 原核细胞：电子传递体系和细胞膜连在一起 真核细胞：电子传递体系在线粒体内膜上 3、光合磷酸化 光引起光合色素逐出电子，通过电子传递产生ATP的过程 三、生物氧化的特点和过程 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 代谢简介 4.2 能量的获得 - 光合作用 自然界中存在不同种类的光合生物 产氧光合作用：蓝细菌、藻类、绿色植物 不产氧光合作用 紫硫细菌 光合细菌(简称PSB) 是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物 是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称 因具有细菌叶绿素和类胡萝卜素等光合色素，而呈现一定颜色 一、光合器官 二、光合色素 高等植物叶绿体中含有：叶绿素类和类胡萝卜素类 藻类中含藻胆类色素 光合细菌含菌绿素或菌紫素 叶绿素类 中心叶绿素： 捕光天线叶绿素： 光合作用整个反应过程分为 光反应 暗反应 光反应在叶绿素的参与下，把太阳能转变为化学能（ATP、NADPH） 暗反应毋需叶绿素参与，在叶绿体基质中进行，利用光反应中产生的ATP和NADPH，推动CO2的还原和固定，变成糖类化合物 三、光反应 1、两个光反应系统 光系统Ⅰ（PS Ⅰ ）作用中心为P700的叶绿素a分子 光系统Ⅱ （PS Ⅱ ）作用中心为P680的叶绿素a分子 （二）原初反应 发生于最起始阶段的反应，是光合作用中直接与光能利用联系的反应 光能的吸收 光能的传递 光化学反应 天线色素吸收的光能以诱导共振方式传递到作用中心，作用中心叶绿素被激发成激发态(chl*)，产生一个高能电子，电子传递给一个电子受体A，A被还原， chl失去电子被氧化 2、光合电子传递链 （四）类囊体膜中存在五种复合体 四、暗反应 光合作用的暗反应 在C3植物中，卡尔文循环是直接使用了来自空气的CO2，它所产生的第1个有机物是3C化合物3-PGA 在炎热干旱的日子里，C3植物叶子的气孔处于关闭状态，可减少水分的丢失，却阻止了CO2的进入 RuBP羧化酶要求较高的CO2浓度 在CO2浓度偏低，O2浓度提高的情况下： RuBP酶还能在光照条件下结合O2，促使O2分解二磷酸核酮糖，释放出CO2，称为光呼吸 光呼吸抵消掉一部分光合作用的成果 C4植物 生活在热带的植物,如玉米、甘蔗等，为了减少光呼吸的负作用，进化出C4途径 C4植物具有特殊的保水适应能力 C4植物CO2固定在叶肉细胞中 卡尔文循环在含有叶绿体的维管束鞘细胞中 PEP羧化酶对CO2亲和力大，不与O2结合，所以C4植物叶肉细胞中CO2浓度大大低于O2浓度时， PEP羧化酶还能照样固定CO2 即使在维管束鞘细胞中发生光呼吸放出CO2，也能被叶肉细胞再次利用 C4植物比C3植物有更高的光合作用效率 景天科植物代谢（CAM） 菠萝、仙人掌等肉质植物 仅在夜晚才打开气孔准许CO2进入的办法保水 能适应非常干旱的气候 比较C4途径和CAM途径异同 4.3 能量的释放—细胞呼吸 葡萄糖是细胞呼吸的重要能源物质 糖代谢 糖类代谢 糖的来源 糖的代谢 糖代谢紊乱引发的病症 一、糖的来源 绿色植物和光合微生物的光合作用 动物体内糖异生 二、糖的中间代谢 1897