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1、 第第 四四 章章 三羧酸循环和能量代谢三羧酸循环和能量代谢 概概 述述 第一节第一节 三三 羧羧 酸酸 循循 环环 第二节第二节 能量能量(ATP)(ATP)代谢代谢 第三节第三节 线粒体生物氧化体系线粒体生物氧化体系 第四节第四节 线粒体外线粒体外NADHNADH的氧化磷酸化的氧化磷酸化 定 艺 尽 操 锐 孔 缓 叮 滇 秽 矛 阁 遂 昌 燃 艘 土 丫 午 川 晨 先 稳 桶 颂 珍 究 饯 引 艺 枝 捉 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 概概 述述 一、一、新陈代谢新陈代谢 （物质代谢和能量代谢）（物质代谢和能量代谢） 物质物质 代谢代谢 大分子分解
2、为小分子大分子分解为小分子 释放能量释放能量 需要能量需要能量小分子合成为大分子小分子合成为大分子 分解代谢分解代谢 合成代谢合成代谢 能量能量 代谢代谢 二、二、代谢途径的特点代谢途径的特点 4 4、代谢途径的区域化、代谢途径的区域化 2 2、代谢途径的单向性、代谢途径的单向性 1 1、代谢途径中的限速酶、代谢途径中的限速酶 3 3、代谢途径的可调节性、代谢途径的可调节性 返返 回回主菜单主菜单 肮 梧 找 麓 魏 买 恩 壤 氏 介 哪 大 抚 校 莫 呛 徐 价 楞 畏 陕 豢 苔 亚 獭 性 痕 栖 扼 埋 淌 肃 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 三、分
3、解代谢的三个阶段三、分解代谢的三个阶段 氧化磷酸化氧化磷酸化 三羧酸循环三羧酸循环 ADP+PiADP+Pi 乙酰乙酰CoACoA CoACoA 糖糖 原原脂脂 肪肪蛋蛋 白白 质质 葡萄糖葡萄糖甘油甘油 脂肪酸脂肪酸氨基酸氨基酸 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 第三阶段第三阶段 2H2H COCO 2 2 ATPATP OO 2 2 H H 2 2 OO 返返 回回主菜单主菜单 食 裁 驱 整 酮 弹 酬 矾 骨 佳 互 安 光 乱 忽 挪 粟 恃 巴 绣 拆 询 氯 琶 碳 燃 蛋 扣 夫 钓 那 填 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 三羧酸循环三羧酸循环
4、 氧化磷酸化氧化磷酸化 乙酰乙酰CoACoA CoACoA 2H2H COCO 2 2 ADP+PiADP+Pi ATPATP OO 2 2 H H 2 2 OO 有机物有机物CO CO 2 2 + H+ H 2 2 OO + ATP+ ATP OO 2 2 线粒体线粒体 返返 回回主菜单主菜单 汽 猛 颠 惰 茸 潦 蛤 添 氮 宣 环 毖 福 疆 仅 皋 怠 切 乍 工 雕 苏 铁 烤 悼 稳 擎 趴 喳 邯 舰 菱 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 第一节第一节 三三 羧羧 酸酸 循循 环环 一、乙酰辅酶一、乙酰辅酶 A A 及其来源、去路及其来源、去路 是
5、糖、脂、氨基酸代谢相互联系的枢纽物质是糖、脂、氨基酸代谢相互联系的枢纽物质 （二）乙酰辅酶（二）乙酰辅酶 A A 的来源与去路的来源与去路 体内活性二碳化合物，体内活性二碳化合物，也是高能化合物也是高能化合物 乙酰辅酶乙酰辅酶A A 甘油甘油 脂肪酸脂肪酸 氨氨 基基 酸酸 葡葡 萄萄 糖糖 酮酮 体（肝外）体（肝外） 三三 羧羧 酸酸 循循 环环 合成胆固醇合成胆固醇 脂肪酸脂肪酸 酮酮 体（肝内）体（肝内） 参于肝脏的生物转化参于肝脏的生物转化 （一）（一）乙酰辅酶乙酰辅酶 A A 主菜单主菜单 嘛 唉 搔 励 业 穆 鞍 奉 阂 氢 彦 抚 汇 松 垣 咳 贸 竟 奄 碰 茸 剖 翱 谐
6、 懊 临 惊 五 声 矽 君 扮 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 二、三羧酸循环二、三羧酸循环 （一）（一） 概概 念念 （二）（二） 途途 径径 两次脱羧两次脱羧 2 CO 2 CO 2 2 四次脱氢四次脱氢 2H / FADH2H / FADH 一次底物磷酸化产能一次底物磷酸化产能 1 ATP 1 ATP ATPATP：3*3+1*23*3+1*2包括包括 （四）（四） 生理意义生理意义 是糖、脂、氨基酸在体内高效产能的共同途径是糖、脂、氨基酸在体内高效产能的共同途径 也是上述物质在体内互相转变的代谢枢纽也是上述物质在体内互相转变的代谢枢纽 高效产能、高效产
7、能、 2C + 4C 6C2C + 4C 6C（三羧酸）（三羧酸） 3(2H)/ 3NADH3(2H)/ 3NADH 共同熔炉、共同熔炉、互通有无互通有无 一次一次 （三）（三） 特特 点点 三羧酸循环三羧酸循环 彻底氧化分解一分子乙酰辅酶彻底氧化分解一分子乙酰辅酶A A 返返 回回主菜单主菜单 掺 缕 渝 处 旨 红 莽 试 糠 斌 捎 琅 灌 诛 扬 颅 啪 媚 眺 策 瑰 厚 指 稗 刚 覆 曙 兑 漏 洞 位 脯 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 第二节第二节 能量能量(ATP)(ATP)代谢代谢 一、一、 ATP ATP及其作用及其作用 （一）（一）AT
8、P ATP 是各种生命活动能量的直接供应者是各种生命活动能量的直接供应者 也是生物体内能量的载体也是生物体内能量的载体( (携带者和转递者携带者和转递者) ) 1.1.提供物质代谢和生命活动时所需的能量提供物质代谢和生命活动时所需的能量 （二）（二）ATPATP的作用的作用 2. 2.转移生成其它三磷酸核苷转移生成其它三磷酸核苷 UDP UTPUDP UTP GDP GTPGDP GTP ATP ADPATP ADP P P CDP CTPCDP CTP 3.3.转移生成第二信使转移生成第二信使 (cAMP) (cAMP) 参与参与GnGn合成合成 参与磷脂合成参与磷脂合成 参与参与PrPr合
9、成合成 ATP cAMPATP cAMP 三磷酸腺苷三磷酸腺苷，体内最重要的高能化合物，体内最重要的高能化合物， 主菜单主菜单 雪 翌 续 综 纵 哺 惰 秉 有 劣 穗 才 淋 婶 奄 栖 祈 萨 漫 咖 鹃 柔 毙 乞 造 柴 莆 菠 蓖 堪 极 忻 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 二、二、 ATPATP的利用和贮存的利用和贮存 三、三、 ATPATP的生成的生成 （一）（一）氧化磷酸化氧化磷酸化 （二）（二）底物水平磷酸化底物水平磷酸化 通过代谢，在底物分子上形成一个高能键，通过代谢，在底物分子上形成一个高能键， 然后再直接转交给其它二磷酸核苷然后再直接转
10、交给其它二磷酸核苷( (ADPADP) )， 生成相应的三磷酸核苷生成相应的三磷酸核苷( (ATPATP) )的过程。的过程。 1 1、概念：、概念： 2 2、实例（三个）、实例（三个） ATPATP + + C C ( (肌酸肌酸） A A ADP ATPADP ATP C KC K ADPADP + + C C P P ATPATP生成的主要方式生成的主要方式 ATPATP生成的次要方式生成的次要方式 B BP P C C 返返 回回主菜单主菜单 瞪 肆 但 捏 绰 饿 睹 均 查 祝 赔 敞 椭 轧 鹊 喂 崭 瀑 械 屉 槐 痛 及 疫 此 骋 惦 焉 聚 亲 秆 乎 四 章 三 羧
11、酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 第三节第三节 线粒体生物氧化体系线粒体生物氧化体系（呼吸链）（呼吸链） 一、呼吸链一、呼吸链 代谢物脱下的氢由递氢（电子）体传递给氧生成水，代谢物脱下的氢由递氢（电子）体传递给氧生成水， AHAH 2 2 C C OO 2 2 HH 2 2 OO 2H2H B B D D E E F F GG 这种按一定顺序排列的反应链，这种按一定顺序排列的反应链， 与摄取氧的呼吸过程与摄取氧的呼吸过程 有关，有关，称为呼吸链。称为呼吸链。 主菜单主菜单 塞 卢 郝 跨 疽 羊 尾 贷 疏 桔 黑 奠 不 善 虏 涯 闭 僵 傲 瓜 拳 全 瑚 曝 逃 拌 蓉
12、漱 艳 颤 妄 徊 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 （二）（二）两条重要的呼吸链两条重要的呼吸链 1 1 、 NADH NADH 氧化呼吸链氧化呼吸链 2 2、 FAD FAD 氧化呼吸链氧化呼吸链 （ 组成、排列顺序、传递作用、两链汇合点组成、排列顺序、传递作用、两链汇合点 ） （一）（一） 呼吸链的组成呼吸链的组成 1 1、NADNAD + + 、NADPNADP + + 2 2、 FAD FAD、FMNFMN（黄素蛋白类的辅酶）（黄素蛋白类的辅酶） 3 3、 CoQ CoQ 4 4、 Fe-S-Pr Fe-S-Pr 5 5、 Cyt-Fe Cyt-Fe2+
13、/ 3+ 2+/ 3+（ （ b b、c c 1 1 、c c、aaaa 3 3 ） 递氢体递氢体 递电子体递电子体 （不需氧脱氢酶的辅酶）（不需氧脱氢酶的辅酶） 及其作用及其作用 返返 回回主菜单主菜单 循 槐 羌 烟 赌 肾 徽 例 示 群 珊 箩 碟 盂 婉 赠 沫 帮 逐 谗 嚏 盎 犯 滚 什 攀 塌 谜 守 陛 慷 叹 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 CoQCoQ c c1 1 c c aaaa 3 3 OO 2 2 OO2- 2- FMNFMNNADHNADH （2H2H）（2H2H） 2 2e e 2H2H + + Cyt-Cyt- b b HH
14、 2 2 OO NADHNADHCyt-Cyt- b bc c1 1 c c aaaa 3 3 HH 2 2 OO FADHFADH FMNFMNCoQCoQ OO 2 2 （Fe-S-PrFe-S-Pr）（Fe-S-PrFe-S-Pr） FADHFADH （Fe-S-PrFe-S-Pr） 参与的呼吸酶有四种参与的呼吸酶有四种 不需氧脱氢酶不需氧脱氢酶（NADHNADH脱氢酶）脱氢酶） 黄素蛋白酶黄素蛋白酶（琥珀酸脱氢酶）（琥珀酸脱氢酶） CoQ - Cyt- CoQ - Cyt-C C 脱氢酶脱氢酶 Cyt-aa Cyt-aa 氧化酶氧化酶（细胞色素氧化酶）（细胞色素氧化酶） （2H2H）
15、（2 2 e e ） 返返 回回主菜单主菜单 颂 训 尧 挚 娘 碍 阿 怒 踏 索 锭 问 永 郝 汗 诬 讶 漓 陈 歪 氢 龟 且 组 带 衡 幻 佰 四 佳 钨 惫 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 二、氧化磷酸化二、氧化磷酸化（ （ATPATP生成的主要方式生成的主要方式 ） ） （一）（一） 基本概念基本概念 代谢物脱下的氢由呼吸链传递给氧生成水代谢物脱下的氢由呼吸链传递给氧生成水( (放能放能) ) 的过程，的过程， AHAH 2 2 C D E F GC D E F G OO 2 2 HH 2 2 OO ADP + PiADP + PiATP AT
16、P ADP + PiADP + PiATP ATP 能能 量量能 能 量量 相偶联，称为相偶联，称为氧化磷酸化氧化磷酸化 与与ADPADP磷酸化生成磷酸化生成ATPATP（吸能）的过程（吸能）的过程 2H2H B B 返返 回回主菜单主菜单 裁 蛔 清 绷 饥 酵 妖 颐 绞 估 拽 酵 快 淬 钡 札 升 痰 骨 钙 喻 亢 痹 香 批 犊 俱 骸 绊 冯 壤 吉 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 （二）（二） 偶联部位偶联部位 HH 2 2 OO OO 2 2 NADHNADHCyt-bCyt-b c c1 1 c c aaaa 3 3 FADHFADH FM
17、NFMNCoQCoQ 氧氧 化化 ( (放能放能) ) ADP + PiADP + PiATP ATP ADP + PiADP + PiADP + PiADP + Pi 磷酸化磷酸化 （吸能吸能） ATPATP ATPATP 偶偶 联联 能能 量量能 能 量量能 能 量量 （三）（三） 实验依据实验依据 P/ O P/ O 比值比值 每消耗一克原子氧（生成一克分子水），所消耗每消耗一克原子氧（生成一克分子水），所消耗 无机磷的克原子数（合成无机磷的克原子数（合成ATPATP的克子数）。的克子数）。 （ P / O P / O 比值可反映比值可反映ATPATP产生数产生数 ） 返返 回回主菜单主
18、菜单 裸 拉 抛 绊 横 启 罕 悯 听 照 继 涸 伤 赌 腥 盼 扁 邢 勋 京 跺 服 口 嘉 抄 涨 化 啊 榴 猫 垒 帮 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 （四）（四） 偶联机制偶联机制 （五）（五） 影响氧化磷酸化因素影响氧化磷酸化因素 1 1、 ADP / ATPADP / ATP 的调节的调节 2 2、 甲状腺激素甲状腺激素 3 3、 氧化磷酸化抑制剂氧化磷酸化抑制剂 NADHNADHCyt-bCyt-b c c1 1 c c aaaa 3 3 HH 2 2 OO FADHFADH FMNFMNCoQCoQ OO 2 2 氧氧 化化 ( (放能放
19、能 ) ) 磷酸化磷酸化 （吸能吸能 ） 偶偶 联联 ADP + PiADP + PiATPATP 能能 量量 ADP + PiADP + PiATPATP 能能 量量 ADP + PiADP + PiATPATP 能能 量量 (- )(- ) CO CO 、CNCN - - 化学渗透学说化学渗透学说 返返 回回主菜单主菜单 沉 佯 卉 跌 革 哩 帅 琉 芭 珐 必 萨 外 啡 溉 握 然 封 铁 留 逊 从 罕 贱 苛 隙 刀 残 汪 簇 菱 屉 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 NADHNADH 第四节第四节 线粒体外线粒体外NADHNADH的氧化磷酸化的氧
20、化磷酸化 一、一、 - -磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭 二、苹果酸穿梭二、苹果酸穿梭 （心、肝）（心、肝） （肌肉、神经组织）（肌肉、神经组织） NADH NADH （A A） （B B） （线粒体外）（线粒体外）（线粒体内）（线粒体内） * * A A、B B分别为两条穿梭途径分别为两条穿梭途径 （A A） FADHFADHHH 2 2 OO （B B） NADHNADHHH 2 2 OO 主菜单主菜单 泅 主 需 叼 膊 兔 烛 呜 硕 影 捶 弹 拉 共 森 情 燥 绕 跟 衣 几 蛮 蔡 挛 摇 狱 色 狭 响 绵 涅 各 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 C
21、HCH 3 3 - CO - CO S -CoA S -CoA HS -CoAHS -CoACHCH 3 3 - COOH- COOH CHCH 3 3 - CO - CO - - S -CoA - S -CoA 高能硫酯键高能硫酯键 乙酰辅酶乙酰辅酶 A A 的结构示意的结构示意 - - 返返 回回主菜单主菜单 厄 银 琉 号 瞥 前 缄 椿 掺 划 军 肚 半 灵 哉 耽 酵 呼 旗 甜 吩 弹 捅 泰 易 忙 勿 执 趟 暂 老 谩 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 E E1 1 E E2 2 E E3 3 乙酰乙酰CoACoA（2C2C） 草酰乙酸草酰乙酸
22、（4C4C）柠柠 檬檬 酸酸（6C6C） - -酮戊二酸酮戊二酸（5C5C） 琥珀酰琥珀酰CoACoA（4C4C） 琥琥 珀珀 酸酸（4C4C） 异柠檬酸异柠檬酸（6C6C） 2H 2H （NADHNADH） CoACoA 2H 2H （FADHFADH） 延延 胡胡 索索 酸酸 COCO 2 2 2H 2H （NADHNADH） COCO 2 2 2H 2H （NADHNADH） CoACoA GDP + PiGDP + Pi GTPGTP 苹苹 果果 酸酸 HH 2 2 OO E E 1 1 柠檬酸合成酶 柠檬酸合成酶 E E 2 2 异柠檬酸脱氢酶 异柠檬酸脱氢酶 E E 3 3 - -
23、酮戊二酸脱氢酶 酮戊二酸脱氢酶 ( ( ATPATP ) ) 返返 回回主菜单主菜单 沧 叙 哦 毯 妒 猪 孝 祟 沉 钥 厂 瓜 磨 帆 莹 菱 伯 朝 掘 戚 掖 涌 影 库 为 僻 前 铡 娇 酵 辟 咯 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 三羧酸循环的特点三羧酸循环的特点 在有氧条件下转运，是产生还原当量的主要途径在有氧条件下转运，是产生还原当量的主要途径 三羧酸循环是单向不可逆转的三羧酸循环是单向不可逆转的 三羧酸循环的中间物质必需补充与更新三羧酸循环的中间物质必需补充与更新 返返 回回主菜单主菜单 倦 坏 淮 舀 译 猩 畔 虾 散 注 奠 财 鹿 屈
24、 挟 谁 俐 给 什 冰 锣 旗 元 先 伏 驴 叭 旁 条 危 若 轰 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 A OP 碱基 腺嘌呤 戊糖 核糖 磷 酸 返返 回回 翅 霸 获 人 枝 仆 购 寐 冒 叙 誓 础 赁 哥 立 贾 里 潭 炊 稻 劲 禁 舀 妓 琅 攀 橙 蹭 渠 窜 沈 胞 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化 A 腺苷 碱基 戊糖 核苷 腺嘌呤核苷 P 一磷酸一磷酸（AMP） P 腺苷二磷酸（ADP） P 腺苷三磷酸（ATP） O 磷 酸 核苷酸 返返 回回主菜单主菜单 妄 睬 品 焊 蔽 幂 爱 得 界 饯 麦 摸 晓 湿 葱 饰 芭 贵 磅 颖 导 蕾 掌 松 益 货 琵 民 忙 戎 钳 狄 四 章 三 羧 酸 循 环 和 能 量 代 谢 高 护 生 化