第四章呼吸作用与能量代谢 •生命与能量 •生物的呼吸作用
第四章 呼吸作用与能量代谢 •生命与能量 •生物的呼吸作用
第一节生命与能量 生命活动需要能量 生命的存在要靠能量，生物 本身不能创造新的能量。几 乎所有地球生命所需要的能 量都来自太阳。 >生态系统中能量的流动是由 多样化的生命过程完成的。 代谢是化学物质和能量的转化过程
第一节 生命与能量 生命活动需要能量 ➢ 生命的存在要靠能量,生物 本身不能创造新的能量。几 乎所有地球生命所需要的能 量都来自太阳。 ➢ 生态系统中能量的流动是由 多样化的生命过程完成的。 代谢是化学物质和能量的转化过程
生物有序性与自由能 自由能：一种能在恒温恒压下作功的能量。 G=H-TS G一自由能，H一热含量，T一绝对温度，S一熵 热力学第二定律：所有自发过程总是伴随自由能的 降低，即熵的增加，系统的无序性增大！ 生物有序性 生物-开放系统，与环境进行物质与能量的交换 生命依靠能量的不断输入一直在与热力学第二定律作抗争
一、生物有序性与自由能 自由能：一种能在恒温恒压下作功的能量。 G=H-TS G—自由能，H—热含量，T—绝对温度，S—熵 热力学第二定律：所有自发过程总是伴随自由能的 降低，即熵的增加，系统的无序性增大！ 生物有序性 生物-开放系统，与环境进行物质与能量的交换 生命依靠能量的不断输入一直在与热力学第二定律作抗争
二、ATP的结构与功能 从其他放能反应中 1、腺嘌呤核苷三磷酸(ATP) 吸收能量 ATP水解时，一个高能磷酸键 断裂同时释放出能量 ATP+H20—>ADP+P: 脱水合成 △G=-33.44KU/mol 水解 放出能量 用于需能反应 NH2 ATP
二、ATP的结构与功能 • 1、腺嘌呤核苷三磷酸(ATP) ATP ATP水解时，一个高能磷酸键 断裂同时释放出能量 ATP + H2O ——> ADP+Pi G = -33.44 KJ/mol NH2
•ATP的生成 2.Energy from food is then stored as a phosphate bond in ATP 1.Energy from food is 3.Energy is then released wh required to push a third the phosphate bond is phosphate group onto ADP. PP-P broken,and can be used t fuel our everyday activities ATP h通 ADP ADP ADP P ATP 此过程称为磷酸化 若磷酸化所需能量来自化合物的氧化分解-氧化磷酸化 若磷酸化所需能量来自光能-光合磷酸化
•ATP的生成 ADP + P ATP 此过程称为磷酸化 若磷酸化所需能量来自化合物的氧化分解-氧化磷酸化 若磷酸化所需能量来自光能-光合磷酸化
2.ATP的生理功能 机械运动 ADP ATP是生物 ATP 0 体内各种生 运动蛋白质 蛋白质发生移动 化反应的直 跨膜运输 接能源 ADP 细胞利用 可溶性小分子、生物膜和转运蛋白 小分子被膜转运 ATP完成各 化学反应 种工作 ATP ADP B 反应物 生成物
细胞利用 ATP完成各 种工作 2. ATP的生理功能 ATP是生物 体内各种生 化反应的直 接能源
Cell membrane Cytosol Exterior Calcium binding Enzyme Calcium sites ions ATP binding site 1.When calcium ions bind to the enzyme,the ATP-binding site is activated. 例：Ca2+的 ATP 过膜运输 2.The terminal phosphate group of the ATP binds to ADP the enzyme,causing a conformational change tha transports Ca'+to the exterior. 3.The calcium ions are released to the exterior
例：Ca2+的 过膜运输
活细胞是一个微小的化学工业园 在极其微小的空间内发生着数千种生物化学反应 ●代谢是生物体内所有化学反应过程的总称 细胞复杂的结构特别是膜的结构固定了各代谢反 应的空间和时间，使它们高度有序并可以被控制 和调节
活细胞是一个微小的化学工业园 • 在极其微小的空间内发生着数千种生物化学反应 • 代谢是生物体内所有化学反应过程的总称 • 细胞复杂的结构特别是膜的结构固定了各代谢反 应的空间和时间，使它们高度有序并可以被控制 和调节
代谢途径就像复杂道路交通图
代谢途径就像复杂道路交通图
第二节生物的呼吸作用 细胞呼吸-一是生物体通过生物氧化获取化学能的过程。 有机化合物+02→C02+能量 不同于呼吸运动，但通常意义的呼吸运动与细胞呼吸是 相互关联的。 02 C02 肌肉细胞 肌肉组织
第二节 生物的呼吸作用 细胞呼吸-是生物体通过生物氧化获取化学能的过程。 有机化合物+O2→CO2+能量 不同于呼吸运动，但通常意义的呼吸运动与细胞呼吸是 相互关联的