復(fù)習(xí)細(xì)胞代謝呼吸

匯報(bào)人：文小庫(kù)2024-01-11復(fù)習(xí)細(xì)胞代謝呼吸目錄CONTENTS細(xì)胞代謝呼吸概述糖酵解過(guò)程檸檬酸循環(huán)氧化磷酸化過(guò)程光合作用過(guò)程細(xì)胞代謝呼吸的調(diào)節(jié)與控制01細(xì)胞代謝呼吸概述定義與特點(diǎn)定義細(xì)胞代謝呼吸是指細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物氧化分解并釋放能量的過(guò)程，是細(xì)胞獲取能量和合成ATP的主要方式。特點(diǎn)細(xì)胞代謝呼吸是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，是生物體獲取能量的主要途徑，具有高效、有序、可控的特點(diǎn)。123細(xì)胞代謝呼吸釋放的能量是細(xì)胞進(jìn)行各種生命活動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源，如細(xì)胞分裂、運(yùn)動(dòng)、分泌等。提供能量細(xì)胞代謝呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物可以用于合成其他重要的生物分子，如核苷酸、脂肪酸等。合成物質(zhì)細(xì)胞代謝呼吸產(chǎn)生的能量和物質(zhì)可以維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，保證細(xì)胞的正常生理功能。維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)細(xì)胞代謝呼吸的重要性葡萄糖經(jīng)過(guò)糖酵解過(guò)程轉(zhuǎn)化為丙酮酸，并釋放少量能量。糖酵解丙酮酸經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，并釋放大量能量。檸檬酸循環(huán)在電子傳遞鏈中，分子氧接受電子并與質(zhì)子結(jié)合生成水，同時(shí)釋放大量能量。電子傳遞鏈在氧化磷酸化過(guò)程中，質(zhì)子從線(xiàn)粒體內(nèi)膜上泵出，形成質(zhì)子梯度，驅(qū)動(dòng)ATP的合成。氧化磷酸化細(xì)胞代謝呼吸的過(guò)程02糖酵解過(guò)程葡萄糖磷酸化：葡萄糖在己糖激酶的催化下磷酸化，生成6-磷酸葡萄糖。磷酸果糖激酶催化磷酸果糖生成1，6-二磷酸果糖。糖酵解的步驟6-磷酸葡萄糖異構(gòu)化：6-磷酸葡萄糖在磷酸己糖異構(gòu)酶的催化下異構(gòu)化為6-磷酸果糖。醛縮酶催化1，6-二磷酸果糖生成2分子3-磷酸甘油醛。糖酵解的產(chǎn)物在糖酵解過(guò)程中，葡萄糖被分解為2分子3-磷酸甘油醛，并釋放出少量能量。此外，糖酵解過(guò)程中還產(chǎn)生丙酮酸、乳酸等中間產(chǎn)物。在糖酵解過(guò)程中，每分子葡萄糖可產(chǎn)生2分子ATP，其中1分子ATP來(lái)自底物水平磷酸化，另1分子ATP來(lái)自有氧氧化途徑。此外，糖酵解過(guò)程中還產(chǎn)生少量能量以熱能形式釋放出去。糖酵解的能量計(jì)算03檸檬酸循環(huán)01乙酰CoA與草酸乙酸結(jié)合，生成六碳的檸檬酸，并釋放CoA。02檸檬酸經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為異檸檬酸。03異檸檬酸氧化脫羧，經(jīng)過(guò)中間產(chǎn)物α-酮戊二酸，釋放CO2并生成琥珀酰CoA。04琥珀酰CoA發(fā)生反應(yīng)，釋放琥珀酸并生成延胡索酸。05延胡索酸與水合成蘋(píng)果酸。06蘋(píng)果酸氧化脫羧，最終釋放CO2并生成草酸乙酸，完成循環(huán)。檸檬酸循環(huán)的步驟檸檬酸循環(huán)的產(chǎn)物包括乙酰CoA、CO2、NADH和FADH2。其中，乙酰CoA是合成脂肪酸的原料，CO2是細(xì)胞呼吸釋放的廢物，NADH和FADH2是細(xì)胞代謝過(guò)程中的能量載體。檸檬酸循環(huán)的產(chǎn)物在檸檬酸循環(huán)中，每分子葡萄糖可產(chǎn)生2分子NADH、1分子FADH2和2分子ATP，總能量為38個(gè)ATP分子。其中，NADH和FADH2在電子傳遞鏈中傳遞電子給O2，生成H+和ATP，從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能。檸檬酸循環(huán)的能量計(jì)算04氧化磷酸化過(guò)程在細(xì)胞線(xiàn)粒體內(nèi)，電子從NADH和FADH2等電子供體傳遞給氧氣，生成水。電子傳遞鏈在電子傳遞過(guò)程中，ATP合酶將ADP合成為ATP。磷酸化電子傳遞過(guò)程中，質(zhì)子被泵出線(xiàn)粒體內(nèi)膜，形成質(zhì)子梯度。質(zhì)子梯度氧化磷酸化的步驟氧化磷酸化的產(chǎn)物水ATP質(zhì)子梯度在磷酸化過(guò)程中，ADP被合成為ATP。質(zhì)子梯度用于驅(qū)動(dòng)ATP合成。電子傳遞的最終產(chǎn)物是水。氧化磷酸化的能量轉(zhuǎn)換效率約為40-50%，即約40-50%的代謝能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能。能量轉(zhuǎn)換效率ΔG=ΔH-TΔS，其中ΔG為自由能變化，ΔH為焓變，T為溫度，ΔS為熵變。通過(guò)計(jì)算自由能變化可以評(píng)估反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行。能量計(jì)算公式氧化磷酸化的能量計(jì)算05光合作用過(guò)程在光照條件下，葉綠體中的色素吸收光能，并將能量傳遞給水分子，生成氧氣和還原態(tài)的氫。在暗反應(yīng)階段，二氧化碳被固定為有機(jī)物，同時(shí)還原態(tài)的氫與氧氣結(jié)合生成水。光合作用的步驟暗反應(yīng)階段光照階段有機(jī)物在光合作用過(guò)程中，植物將二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖，進(jìn)而合成其他有機(jī)物。氧氣光合作用過(guò)程中釋放的氧氣是光反應(yīng)階段水的光解產(chǎn)生的。光合作用的產(chǎn)物光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的效率光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的效率通常用光能利用率來(lái)表示，其計(jì)算公式為：光能利用率=光照強(qiáng)度×葉面積×?xí)r間/植物干重。光合作用產(chǎn)物的能量光合作用產(chǎn)物中的葡萄糖含有能量，其計(jì)算公式為：能量=葡萄糖分子量×4.5kJ/g。光合作用的能量計(jì)算06細(xì)胞代謝呼吸的調(diào)節(jié)與控制酶的合成和降解是調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝呼吸的重要方式，通過(guò)控制酶的合成和降解，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝呼吸的速度和強(qiáng)度。酶的合成與降解除了酶的合成和降解外，酶的活性也可以被調(diào)節(jié)，例如通過(guò)磷酸化、去磷酸化等化學(xué)修飾調(diào)節(jié)酶的活性，從而影響細(xì)胞代謝呼吸的過(guò)程。酶活性的調(diào)節(jié)酶的調(diào)節(jié)與控制激素的調(diào)節(jié)與控制激素通過(guò)與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，觸發(fā)一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程，最終影響細(xì)胞代謝呼吸的速度和強(qiáng)度。激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)不同的激素對(duì)細(xì)胞代謝呼吸的影響不同，例如胰島素可以促進(jìn)葡萄糖的攝取和利用，從而影響細(xì)胞代謝呼吸的過(guò)程。激素對(duì)代謝的影響氧氣濃度的調(diào)節(jié)氧氣是細(xì)胞代謝呼吸必需的物質(zhì)之一，通過(guò)調(diào)節(jié)氧氣濃度可以影響細(xì)胞代謝呼