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1、广东梅县东山中学-生物联赛 细胞生物学与生物化学部分 广东梅县东山中学生物组 张文珍 第四节 细胞的代谢 异化作用:糖的异化 、脂肪的异化、蛋白质异化 同化作用:光合作用、蛋白质合成 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 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 己糖激酶 磷酸葡 萄糖同分异构酶 磷 酸果糖激酶醛缩酶 磷酸丙糖同分异构酶 磷酸甘油醛脱氢酶 磷酸甘油酸激酶 磷酸甘油酸变位酶 烯醇化酶 丙酮酸 激酶 1糖酵解(细胞质 ) 底物水平磷酸化 底物水平磷酸化 P1第11题 P2的11、12题 有高能磷酸键 有高
2、能磷酸键 2丙酮酸氧化脱羧(线粒体基质中完成 ) C6H12O6 2NAD 2ADP 2Pi 2CH3COCOOH2NADH2H2ATP 1糖酵解(EMP)反应式 (净产生2个ATP和2个NADH,共8个ATP) (2分子丙酮酸产生2个NADH,释放出二个CO2) 3柠檬酸循环即三羧酸循环(TCA) (线粒体基质 ) 柠檬酸合成酶 顺乌头酸酶 异柠檬酸脱氢酶 -酮戊二酸脱氢酶系 琥珀酸硫激酶 琥珀酸脱氢酶 延胡索酸酶 苹果酸脱氢酶 第一次脱羧 NADH NAD+ NADH NAD+ FADH2 FAD NADH NAD+ TCA简图 4电子传递和氧化磷酸化(线粒体内膜 ) 电子受体 总之,1分
3、子葡萄糖通过酵解分解为2分子丙酮酸 ,可净得2分子ATP和2分子NADH+H+,通过不同 的穿梭系统,总共可得6分子或8分子ATP。2分子 丙酮酸进一步氧化脱羧产生2分子乙酰CoA和2分 子NADHH+,通过电子传递可得6个ATP。2分 子乙酰CoA通过三羧酸循环可产生2个ATP,6个 NADH+H+,2个FADH2,总计产生24个ATP。所 以1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38或 36个ATP。 P2第81题 P4的70题 电子传递链抑制剂 解偶联剂 2,4二硝基苯酚(DNP) b c1 c aa3 O2 (1)磷酸甘油穿梭系统 细胞质中-
4、磷酸甘油脱 氢酶(辅酶为NAD+) 线粒体中-磷酸甘油脱 氢酶(辅酶为FAD) 胞液中形成的NADH 不能透过正常线粒体内 膜,因此线粒体外的 NADH尚需通过穿梭系统 才能将氢带入线粒体内 ,而后进行氧化 (2)苹果酸草酰乙酸穿梭系统 苹果酸脱氢酶(辅酶为 NAD+) 谷草转氨酶(辅酶为 NAD+) (二)无氧呼吸 1.酒精发酵 2乳酸发酵 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 B.3-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 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
5、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 l分子丙酮酸经TCA循环及呼吸链氧化时 A. 生成3分子CO2 B. 生成5分子H2O C. 生成 12个分子 ATP D. 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 1.脂肪的水解 甘油的分解 2. 脂肪酸的氧化分解(-氧化) 脂肪酸的活化脂酰CoA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
6、。 穿膜(脂酰CoA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)。 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
7、,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 原初反应;电子传递和光合磷酸化;碳的同化 1、原初反应 光能的吸收、传递、和转换 、是光反 应 是暗反应 光合单位 天线色素系统+ 反应中心色素 2、电子传递和光合磷酸化 (电能转化为活跃的化学能) 最终电子供体 最终电子受体 目的:将电化 学势能通过磷 酸化而贮存在 ATP中 3、碳的同化(卡尔文循环) (活跃的化学能转化为稳定的化学能) 循环3次,固定3个CO2分子,生成6个PGAL(三碳丙 糖),其中1个PGAL用来合成葡萄糖或其他糖类,这1 个PGAL才是卡尔文循
8、环的净收入;其余5个PGAL则 是用来产生3个分子的RuBP保证再循环的。所以每产 生1个分子葡萄糖需要2个分子PGAL,即需要完成6次 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PGAL需要9个ATP分子和6个NADPH分子 参与。 卡尔文循环的总反应式: 3CO2+9ATP+6NADPH 3PGAL+9ADP+6NADP+8Pi 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 下一次分裂完成所经历的过程 细胞周期: 分裂间期: 细胞周期 分裂期: G1、S、G2三个时期 前、中、后、末四个时期 分裂间期: G1、S、G2三个时期 G1期: 是生长期 ,为为下阶段S期
9、的DNA合成作准备,特别是 合成DNA的前身物质、DNA聚合酶和合成DNA所必不 可少的其他酶系 S期: DNA的合成 G2期: 又叫做“有丝分裂准备期”,因为它主要为后面的分裂 期作准备 。DNA的合成终止,但是还有RNA和蛋白 质的合成 2减数分裂 (1)第一次分裂 双线期 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 。 前期:时间较长,又分为五个时期。 细线期 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 看不出两条染色单体。 偶线期 是同源染色体配对的时期。 粗线期 染色体明显缩短变粗。联会的同
10、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。 终变期 一般核仁开始消失、核膜开始解体。 第二节 细胞器 核小体,是染色质的基本结构单位 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H1 2、染色体的分类: P5第106题 P6的22题 五 、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 :水解芳香族氨基酸的NH2形成 的肽键。 胰蛋白酶 :水解碱性氨基酸的COOH形成 的肽键。
11、 胰凝乳蛋白酶 :水解芳香族氨基酸的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. 脱氨基作用 (1) 氧化脱氨基作用 氨基酸脱氢酶(不需氧) 氨基酸氧化酶(需氧) (2) 非氧化脱氨基 脱水 脱H2S 2. 转氨基作用 3. 联合脱氨基作用 4.脱羧基作用 5. AA降解产物的进一步代谢 1). 2). CO2 放出 再羧化 EMP 生糖/生酮 TCA ATP R-CO-COOHR-CO-COOH 3). NH2 a. 再合成AA b. 成酰胺 c. 生成氨甲酰磷酸 d. 生成尿素排泄(鸟氨酸(尿素)循环) 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、 3molATP D.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
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