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《生物奥赛细胞代谢》ppt课件目录•细胞代谢概述•糖酵解过程•三羧酸循环•氧化磷酸化过程•光合作用过程•细胞代谢的调控机制01细胞代谢概述细胞代谢的定义细胞代谢是指细胞内一系列化学反应的总和,这些反应负责维持细胞的正常功能和生命活动细胞代谢是由酶催化的,这些酶是生物催化剂,可以加速化学反应的速率而不需要消耗能量细胞代谢可以分为分解代谢和合成代谢两类,分解代谢是将大分子物质分解为小分子物质,合成代谢则是将小分子物质合成大分子物质细胞代谢的途径细胞内的代谢途径多种多样,这些途径相互联系,共同完成不同的生物和组织细胞具有不包括糖酵解、三羧酸循环、氧细胞内的能量转换和物质合成同的代谢途径,这与其生理功化磷酸化等能和生存环境密切相关细胞代谢的重要性细胞代谢是细胞生命活动的基础,没有代谢活动,细胞就无法维持正常的生理功能细胞代谢还涉及到细胞的生长、发育、分化等过程,对生物体的生长和发育具有重要意义细胞代谢的异常会导致各种疾病的发生,如代谢性疾病、癌症等因此,了解细胞代谢的机制和调控方式对于预防和治疗疾病具有重要意义02糖酵解过程糖酵解的步骤磷酸果糖激酶-1反应6-磷酸果糖在磷酸果糖激酶-1的6-磷酸葡萄糖异构化醛缩酶反应催化下生成1,6-二磷酸果糖1,6-二磷酸果糖在醛缩酶的催化6-磷酸葡萄糖在葡糖-6-磷酸异构下生成磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘酶的催化下异构化为6-磷酸果糖油醛葡萄糖磷酸化磷酸丙糖异构化磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛在葡萄糖在己糖激酶的催化下磷酸磷酸丙糖异构酶的催化下相互转化,生成6-磷酸葡萄糖化糖酵解的酶葡糖己磷酸-6-催化葡萄糖磷酸化,生糖催化6-磷酸果糖生成催化磷酸二羟丙酮和3-果糖磷酸激激酶成6-磷酸葡萄糖1,6-二磷酸果糖磷酸甘油醛相互转化异构酶-1酶磷酸醛催化1,6-二磷酸果糖生催化6-磷酸葡萄糖异构丙糖缩成磷酸二羟丙酮和3-磷异构化为6-磷酸果糖酶酸甘油醛酶糖酵解的调控己糖激酶和葡糖-6-磷酸异构酶的变构调节通过别构效应剂的结合与解离,改变酶的活性中心构象,从而调节酶活性磷酸果糖激酶-1的共价修饰调节通过化学修饰机制如磷酸化或去磷酸化,改变酶的活性状态代谢物抑制调节高浓度的代谢产物如ATP、柠檬酸等可抑制糖酵解过程中的某些酶活性,从而调节糖酵解速率03三羧酸循环三羧酸循环的步骤乙酰CoA与草酸乙酸结合,生成六碳的柠檬酸,并释放CoA柠檬酸转变为异柠檬酸异柠檬酸氧化脱羧,生成五碳的α-酮戊二酸,释放CO2并生成NADH+H+三羧酸循环的步骤α-酮戊二酸与琥珀酰CoA结合,生成琥珀酸氧化脱氢,生成延胡索酸,同六碳的琥珀酰CoA,同时释放CoA时生成FADH2琥珀酰CoA发生反应,生成琥珀酸并释放CoA三羧酸循环的步骤延胡索酸加水,生成苹果酸苹果酸脱氢,生成草酸乙酸,同时生成NADH+H+三羧酸循环的酶乙酰CoA与草酸乙酸结合酶异柠檬酸氧化脱羧酶异柠檬α-酮戊二酸与琥珀酰CoA结合柠檬酸合酶酸脱氢酶酶琥珀酰CoA合成酶010203琥珀酰CoA发生反应酶琥珀延胡索酸加水酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶酸硫激酶和琥珀酸脱氢酶040506三羧酸循环的调控抑制性调控当ATP浓度过高时,可将其中的特殊化学键转移给GDP或ADP,生成GTP或ATP,同时生成磷酸化中间产物,抑制糖原合成酶的活性,进而抑制糖原合成诱导性调控当葡萄糖、脂肪等能源物质供应不足时,激素会调节细胞代谢,促进糖原分解、脂肪动员和蛋白质的分解,以提供能量和合成原料04氧化磷酸化过程氧化磷酸化的步骤电子传递链01在氧化磷酸化过程中,电子从NADH和FADH2等分子传递到氧气,产生ATP这一过程涉及一系列的酶和蛋白质复合物,如NADH脱氢酶、细胞色素bc1复合物、细胞色素c氧化酶等跨膜转运02在电子传递过程中,质子被泵出线粒体膜间隙,形成质子梯度这个梯度可以驱动ATP合成的进行ATP合成03在ATP合成酶的催化下,质子通过膜上的通道返回线粒体基质,释放的能量用于合成ATP氧化磷酸化的酶010203NADH脱氢酶ATP合成酶细胞色素氧化酶该酶是电子传递链的起始该酶是氧化磷酸化过程中该酶是电子传递链的末端酶,能够催化NADH的氧的关键酶,能够利用质子酶,能够催化氧气还原成化,并将电子传递给下一回流的能量合成ATP水,同时将电子传递给下个复合物一个复合物氧化磷酸化的调控激素调节某些激素如胰岛素、胰高血糖素等可以影响氧化磷酸化的速率例如,胰高血糖素可以促进氧化磷酸化的进行,而胰岛素则可以抑制氧化磷酸化的速率营养物质供应细胞内的营养物质供应也可以影响氧化磷酸化的速率例如,当葡萄糖供应充足时,氧化磷酸化的速率会增加;而当葡萄糖供应不足时,氧化磷酸化的速率会降低05光合作用过程光合作用的步骤光反应阶段此阶段在叶绿体类囊体膜上进行,包括光能的吸收、传递和转换,最终生成氧气和ATP暗反应阶段在叶绿体基质中进行,利用光反应生成的ATP和NADPH,将二氧化碳固定为有机物光合作用的酶光合色素蛋白酶负二磷酸核酮糖羧化酶责吸收光能,传递给参与CO2的固定叶绿素a和其他色素光合磷酸化酶催化ADP和Pi生成ATP光合作用的调控光照强度温度水分矿质元素影响光反应的进行,光如铁、镁等,是光合作照过强可能导致光抑制,影响酶的活性,进而影影响气孔开闭,从而影用必需的微量元素,缺光照不足则影响光合作响光合作用的速率响CO2的供应乏时会影响光合作用的用的效率进行06细胞代谢的调控机制酶的活性调控酶的合成与降解酶的合成和降解是调控酶活性的重要方式,通过调节酶的合成和降解速率,可以控制酶的活性酶的磷酸化与去磷酸化磷酸化和去磷酸化是酶活性调控的重要方式,通过改变酶的磷酸化状态,可以调节酶的活性别构效应与变构效应别构效应和变构效应也是酶活性调控的重要方式,通过改变酶的构象或调节酶的底物浓度,可以影响酶的活性细胞代谢的反馈调控正反馈与负反馈正反馈和负反馈是细胞代谢中常见的反馈调控方1式,通过调节代谢产物的浓度,可以影响代谢途径的进行代谢物阻遏与诱导代谢物阻遏和诱导也是反馈调控的重要方式,通2过调节代谢产物的浓度,可以影响酶的合成和代谢途径的进行激素与细胞因子调节激素和细胞因子也是反馈调节的重要因素,通过3调节靶细胞的代谢活动,可以影响整个机体的代谢状态细胞代谢的基因调控翻译水平的调控翻译水平的调控也是基因表达调控转录水平的调控的重要环节,通过调节翻译因子的活性,可以影响蛋白质的合成速率转录水平的调控是基因表达调控的重要环节,通过调节转录因子的活性,可以影响基因的表达水平表观遗传学调控表观遗传学调控是基因表达调控的重要方式,通过改变DNA甲基化、组蛋白乙酰化等修饰状态,可以影响基因的表达水平THANK YOU感谢各位观看。