普通生物学-细胞代谢
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丙酮酸的氧化脱羧和柠檬酸循环都在线 粒体的基质中进行。
柠檬酸循环也称Krebs循环
柠檬酸循环中的酶，除琥珀酸脱氢酶位于线 粒体内膜上外，其余均在线粒体基质中。
1分子葡萄糖在柠檬酸循环中共产生4个CO2 分子，6个NADH分子，2个FADH2分子和2 个ATP分子。
各种细胞的呼吸作用都有柠檬酸循环；柠檬 酸循环是最经济和最有效率的氧化系统。
Calvin循环分3个阶段：
羧
化
CO2固定
再
阶 段
氧化还原反应 生
阶
还
RuBP 的再生 段
原
阶
段
总变化：
消耗：3分子CO2 ；6分子NADPH； 9分子ATP
形成：一分子G3P
光合作用全过程
（2）C4植物和光呼吸
C3途径和C3植物： CO2固定的第一个产物是三碳的3-磷酸
甘油酸，因而称C3途径（卡尔文循环 The Calvin cycle ）。具有这一CO2固定途径的 植物称为C3植物。如：水稻、小麦、大豆、 蔬菜等
C3植物的特点：
干旱、炎热时气孔会关闭
结果：CO2进入叶片和O2逸出叶片均 受阻，导致光合作用下降（减产）和光呼 吸的产生。
光呼吸：
植物只在光照下发生的吸收O2、释放 CO2的呼吸。
原因：rubisco不但能固定CO2，也能够固 定O2，固定O2后产生一种二碳化合物（2-磷 酸乙醇酸），然后植物细胞又将这种二碳化 合物分解为CO2和水（但不产生ATP！）。
四、细胞代谢
能与细胞 酶 细胞呼吸 光合作用
（一）能与细胞 1. 能是作功的本领
能的定义就是作功的本领。 动能:物体运动产生的能量。 势能：物体由于所在位置或本身的排 列而具有的能量
2. 热力学定律
第一定律：能量守恒定律。认为宇宙中 的总能量是固定不变的。
第二定律：说明能量的转变导致宇宙的 有序性减低而无序性增加。
光合磷酸化 ： 在光下叶绿体把光合电子传递与磷酸
化作用相偶联，使ADP与Pi形成ATP的过程 ，称为光合磷酸化。
ATP 酶在 膜上 的分 布
3. 碳反应
（1）光合碳还原循环（Calvin循环） 是将CO2、ATP和NADPH转变为磷酸丙糖 的复杂生化反应。 CO2是唯一原料； ATP和NADPH供应能量； 磷酸丙糖是唯一产物。
第一个酶 （有活性）
第一个酶 （无活性）
终产物
终产物（调节物） 结合在调节中心
（三）细胞呼吸 1. 细胞呼吸引论
细胞呼吸是指细胞在有氧条件下从食物 分子（主要是葡萄糖）中取得能量的过程。
C6H12O6+6O2 葡萄糖
6CO2+6H2O+能量
葡萄糖中含有很多能量，每个ATP分子 中约含有一个葡萄糖分子中全部能量的1% 左右。
酶的抑制剂：不可逆抑制剂和可逆抑制剂 不可逆抑制剂
选择性很强，它只能专一性地与酶活性中心 的某些基团不可逆结合，引起酶的活性丧失。
实例：有机磷杀虫剂
O-R X P O-R
O
-Ser-OH
O-R -Ser-O P O-R
O
可逆抑制剂：
竞 争 性 抑 制 剂
在结构上与底物相似
例:磺胺 类药物竞 争性抑制 细菌体内 的酶
18世纪70年代英国牧Priestley的实验
6CO2+6H2O
光 绿色细胞
C6H12O6+6O2
1940年，用18O同位素示踪，更进一 步证明光合作用放出的O2，来自H2O。
6CO2+12H2O*
C6H12O6+6H2O+6O2*
（2）光合作用概述
光合作用是指自 养绿色植物将光能转 换为有机分子的化学 能并释放氧的过程。
4. 电子传递链和氧化磷酸化
糖酵解中产生的NADH及柠檬酸循环 中产生的NADH和FADH2，均为还原型的 高能化合物。在有氧的条件下，这些高能 化合物均通过由电子载体所组成的电子呼 吸链最终被氧化。
细胞呼吸过程
糖
酵
解
三
羧
酸
呼吸链
循
环
氧化磷酸化
代谢物在生物氧化过程中释放出的自由能 用于合成ATP（即ADP+Pi→ATP）,这种氧化放 能和ATP生成（磷酸化）相偶联的过程称氧化 磷酸化。
为葡萄糖的分解，最终产物是丙酮酸。 糖酵解包括一系列反应，都在细胞质中发 生，而且不需要氧。 总反应：葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD+
2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O 底物水平磷酸化：底物上的高能磷酸键转 移到ADP，生成ATP的磷酸化。
3. 柠檬酸循环（三羧酸循环）
糖酵解是在细胞质中发生的，其终产物 丙酮酸会经过扩散作用进入线粒体，在线 粒体中继续被氧化。首先丙酮酸氧化脱羧， 与辅酶A结合成为活化的乙酰辅酶A（乙酰 CoA）。产生的乙酰CoA进入柠檬酸循环。
三羧酸循环：2 1 GTP 2 3 NADH 2 1 FADH2
2 1 ATP 兑换率 1:2.5 2 7.5 ATP 兑换率 1:1.5 2 1.5 ATP
总计：30 ATP 或 32 ATP
5. 发酵作用
发酵：厌氧细菌和酵母菌在无氧条件下获 取能量的过程。
乙醇发酵:
1葡萄糖
2丙酮酸
+2ATP+2CO2+2H2O
糖酵解 柠檬酸循环 电子传递链
葡萄糖的主要代谢途径
糖异生
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖 （有氧或无氧）
（无氧） 丙酮酸
糖酵解
（有氧）
乳酸 乙醇
乙酰 CoA
磷酸戊糖 途径
1 产生NADPH(注意：不是NADH！NADPH不参 与呼吸链)
2 生成磷酸核糖，为核酸代谢做物质准备 3 分解戊糖
三羧酸 循环
2. 糖酵解
光呼吸的生理功能： 1）消除乙醇酸的伤害 2）防止高强光对光合器的破坏 3）消除氧的伤害 4）是氨基酸生物合成的补充
降低光呼吸的措施： 1）提高CO2浓度 2）应用光呼吸抑制剂
a-羟基黄酸盐 亚硫酸氢钠 2，3-环氧丙酸 3）筛选低光呼吸品种
C4途径和C4植物：
3. 碳反应
（1）光合碳还原 循环（Calvin循 环）
RuBP：核酮糖二磷酸 Rubisco-核酮糖二磷
酸羧化酶 G3P：甘油醛-3-磷酸 3-PGA：3-磷酸甘油酸
➢ 暗反应 在叶绿体基质中进行；光反应中生 成的ATP和NADPH在CO2的还原中被用作 能源和还原物质。
➢ Calvin循环：生产一个可用于细胞代谢和 合成的PGAL（3-磷酸甘油醛），需要9个 ATP分子和6个NADPH分子参与。
光反应：光反应中发生水的光解、O2的释放和 ATP及NADPH的生成。
碳反应：利用光反应形成的ATP和NADPH， 将CO2还原为糖。
光反应发生在叶绿体的类囊体膜中，需要光； 碳反应发生在叶绿体基质中，不需光。
• 光合作用的意义：
无机物转变为有机物 光能转变为化学能 维持大气O2与CO2的相对平衡
氧化磷酸化的偶联机理
线粒体ATP合酶（mitochondrial ATPase ）
能量偶联假说 •1964年 Paul Boyer 构象偶联假说 认为电子传递使线粒体内膜蛋白质组分发生 构象变化而形成一种高能形式，然后将能量 传递给 F 0 F 1ATP 酶分子，酶复原时形成 ATP 。
氧化磷酸化的偶联机理
问题：是否每氧化一个葡萄糖分子就能 合成100个ATP分子？
当葡萄糖分子被氧化时，其中的碳形成 了CO2，氢形成了水，实际上就是葡萄糖分 子失去了氢而氧分子获得了氢——氧化还 原作用。
H2O2
氧化还原作用示意图
（谷胱甘肽过氧化物酶）
2G-SH
NADP+
H2O
G-S-S-G
NADPH+H+
细胞呼吸可归纳为3个阶段：
★底物水平磷酸化：
酶将一种底物上 的磷酸基团转移给 ADP，从而合成ATP 。因为底物结合的磷 酸基团的键比ATP中 结合的磷酸基团的键 更不稳定。
葡萄糖完全氧化产生的ATP
酵解阶段： 2 ATP
2 ATP
2 1 NADH 兑换率 1:2.5 (或1.5) 2 (1.5或2.5 ATP )
丙酮酸氧化：2 1NADH 兑换率 1：2.5 2 2.5 ATP
ADP + Pi
生物氧化过程中 释放出的自由能
ATP + H2O
氧化磷酸化的偶联机理
线粒体ATP合酶（mitochondrial ATPase ）
能量偶联假说 •1953年 Edward Slater 化学偶联假说 认为偶联是通过一系列连续的化学反应，形 成一个高能共价中间物。它在电子传递中形 成，又裂解将其能量供给 ATP 形成。无证据 支持。
熵（entropy）：指一个体系中无序性的 程度。
3. 吸能反应和放能反应
• 吸能反应（endergonic reaction）：只有从 外界加入自由能才能进行的反应。
• 放能反应（exergonic reaction） ：自然界 存在着一种不需要从外部供能就可发生的 反应，称为自发反应（spontaneous reaction）。自发反应通常能进行得很充分， 并且能释放自由能，这种反应称为放能反 应。
酶是如何降低活化能的呢 ?
首先需要酶与底物分子结合，酶蛋白结 构中有底物结合中心/活性中心。
然后，酶蛋白分子以各种方式，作用于 底物分子，使底物分子活化起来。
酶与底物的专一结合，又是酶促反应专 一性的体现。
2. 多种因素影响酶的活性
温度：最适温度 pH：最适pH 非蛋白成分参与——辅因子
过氧化氢酶 以铁卟啉环为 辅助因子
乳酸发酵:
葡萄糖
2丙酮酸
NADH+H
2乙醛
NAD+
2乙醇
2乳酸 + 2ATP + 2H2O
6. 各种分子的分解和合成
分 解
合成
（四）光合作用 1. 光合作用引论
（1）光合作用的发现 17世纪以前，普遍认为植物生长所需
要的物质全部来自土壤。
★柳树实验：
17世纪中叶，比利 时的一位医生Jan Baptista van Helmont 做的实验。2.3kg植株 种在90.8kg干土中，雨 水浇5a后，小柳树重 76.7kg，而土仅减少 57g。因此，他认为植 物是从水中取得所需的 物质。
对氨基苯甲酸 （细菌生长因子）
对氨基苯磺酸 （磺胺药）
非竞争性抑制作用
E+S
ES
P+ E
+
+
I
I
EI+S
ESI
实例：重金属离子（Cu2+、Hg2+、Ag+、Pb2+） 金属络合剂（EDTA、F-、CN-、N3-）
两 种
底物与酶专一性结合
抑
制
作
用 竞争性抑制作用 机
理
示
意 图 非竞争性抑制作用
负反馈
线粒体ATP合酶（mitochondrial ATPase） 能量偶联假说 •1961年 Peter Mitchell 化学渗透假说 电子传递使质子从线粒体内膜基质泵到膜外液 体中，形成一个跨膜 H 离子梯度，其渗透能 促使 ATP 形成。 H 离子再顺梯度通过 ATP 合 成酶分子中的通道进入线粒体基质，放能合成 ATP 。该假说得到一些事实支持，如线粒体电 子传递形成的电子流能从线粒体内膜逐出 H 离子。 1978年获诺贝尔化学奖
光合作用是地球 上绝大多数生物赖以 生存的基础。
（2）光合作用概述 自养生物：能进行光合作用的生物（包括植
物、藻类和光合细菌） 异养生物：依靠光合作用产物生活的生
物。
光合作用的细胞器——叶绿体
光合作用：
氧化还原过程 细胞呼吸的逆转 分两个阶段进行：
光反应 碳反应（暗反应） 第一阶段为第二阶段作准备 第二阶段进行有机物（糖）的合成
4. ATP是细胞中的能量通货
ATP（adenosine triphosphate ，腺苷三 磷酸）是一种核苷酸，其中有三个磷酸基团。
生物体把能量用在生命活动的各个方面
（二） 酶 1. 酶降低反应的活化能
• 生物催化剂
• 能加速生物体内化学反应的进行 • 在反应前后不发生变化 • 有2000多种 • 在非细胞条件下也能发挥作用 • 酶的催化机理是降低活化能
（2）光系统
光系统：由光合色素组成的特殊功能单位。每 一系统包含200-300个叶绿素分子。分 光系统I和光系统II。
光系统I（PSI）：P700是反应中心；天 线色素。 光系统II（PSII）：P680。 2个光系统之间有电子传递链相连接 （光合链）。
（3）பைடு நூலகம்合电子传递链
高能电子是如何传递的？
2. 光反应
（1）叶绿素对光的吸收 叶绿素a——吸收可见光中的蓝紫光和
红光（呈草绿色） 叶绿素b——主要吸收蓝光和橙色光
（呈黄绿色） 类胡萝卜素——辅助色素（吸收的光
传递给叶绿素a和保护功能）
光能是如何传递的？
光含有光子（photon） 光子含有能量 波长越短，光子中含的能量越多 色素吸收光时，色素分子中的一个电子 得到了光子中的能量，从基态→激发态 （高能电子，光能转变为化学能）、 激发态很快回到基态，能量释放 高能电子——光系统中传递
柠檬酸循环也称Krebs循环
柠檬酸循环中的酶，除琥珀酸脱氢酶位于线 粒体内膜上外，其余均在线粒体基质中。
1分子葡萄糖在柠檬酸循环中共产生4个CO2 分子，6个NADH分子，2个FADH2分子和2 个ATP分子。
各种细胞的呼吸作用都有柠檬酸循环；柠檬 酸循环是最经济和最有效率的氧化系统。
Calvin循环分3个阶段：
羧
化
CO2固定
再
阶 段
氧化还原反应 生
阶
还
RuBP 的再生 段
原
阶
段
总变化：
消耗：3分子CO2 ；6分子NADPH； 9分子ATP
形成：一分子G3P
光合作用全过程
（2）C4植物和光呼吸
C3途径和C3植物： CO2固定的第一个产物是三碳的3-磷酸
甘油酸，因而称C3途径（卡尔文循环 The Calvin cycle ）。具有这一CO2固定途径的 植物称为C3植物。如：水稻、小麦、大豆、 蔬菜等
C3植物的特点：
干旱、炎热时气孔会关闭
结果：CO2进入叶片和O2逸出叶片均 受阻，导致光合作用下降（减产）和光呼 吸的产生。
光呼吸：
植物只在光照下发生的吸收O2、释放 CO2的呼吸。
原因：rubisco不但能固定CO2，也能够固 定O2，固定O2后产生一种二碳化合物（2-磷 酸乙醇酸），然后植物细胞又将这种二碳化 合物分解为CO2和水（但不产生ATP！）。
四、细胞代谢
能与细胞 酶 细胞呼吸 光合作用
（一）能与细胞 1. 能是作功的本领
能的定义就是作功的本领。 动能:物体运动产生的能量。 势能：物体由于所在位置或本身的排 列而具有的能量
2. 热力学定律
第一定律：能量守恒定律。认为宇宙中 的总能量是固定不变的。
第二定律：说明能量的转变导致宇宙的 有序性减低而无序性增加。
光合磷酸化 ： 在光下叶绿体把光合电子传递与磷酸
化作用相偶联，使ADP与Pi形成ATP的过程 ，称为光合磷酸化。
ATP 酶在 膜上 的分 布
3. 碳反应
（1）光合碳还原循环（Calvin循环） 是将CO2、ATP和NADPH转变为磷酸丙糖 的复杂生化反应。 CO2是唯一原料； ATP和NADPH供应能量； 磷酸丙糖是唯一产物。
第一个酶 （有活性）
第一个酶 （无活性）
终产物
终产物（调节物） 结合在调节中心
（三）细胞呼吸 1. 细胞呼吸引论
细胞呼吸是指细胞在有氧条件下从食物 分子（主要是葡萄糖）中取得能量的过程。
C6H12O6+6O2 葡萄糖
6CO2+6H2O+能量
葡萄糖中含有很多能量，每个ATP分子 中约含有一个葡萄糖分子中全部能量的1% 左右。
酶的抑制剂：不可逆抑制剂和可逆抑制剂 不可逆抑制剂
选择性很强，它只能专一性地与酶活性中心 的某些基团不可逆结合，引起酶的活性丧失。
实例：有机磷杀虫剂
O-R X P O-R
O
-Ser-OH
O-R -Ser-O P O-R
O
可逆抑制剂：
竞 争 性 抑 制 剂
在结构上与底物相似
例:磺胺 类药物竞 争性抑制 细菌体内 的酶
18世纪70年代英国牧Priestley的实验
6CO2+6H2O
光 绿色细胞
C6H12O6+6O2
1940年，用18O同位素示踪，更进一 步证明光合作用放出的O2，来自H2O。
6CO2+12H2O*
C6H12O6+6H2O+6O2*
（2）光合作用概述
光合作用是指自 养绿色植物将光能转 换为有机分子的化学 能并释放氧的过程。
4. 电子传递链和氧化磷酸化
糖酵解中产生的NADH及柠檬酸循环 中产生的NADH和FADH2，均为还原型的 高能化合物。在有氧的条件下，这些高能 化合物均通过由电子载体所组成的电子呼 吸链最终被氧化。
细胞呼吸过程
糖
酵
解
三
羧
酸
呼吸链
循
环
氧化磷酸化
代谢物在生物氧化过程中释放出的自由能 用于合成ATP（即ADP+Pi→ATP）,这种氧化放 能和ATP生成（磷酸化）相偶联的过程称氧化 磷酸化。
为葡萄糖的分解，最终产物是丙酮酸。 糖酵解包括一系列反应，都在细胞质中发 生，而且不需要氧。 总反应：葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD+
2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O 底物水平磷酸化：底物上的高能磷酸键转 移到ADP，生成ATP的磷酸化。
3. 柠檬酸循环（三羧酸循环）
糖酵解是在细胞质中发生的，其终产物 丙酮酸会经过扩散作用进入线粒体，在线 粒体中继续被氧化。首先丙酮酸氧化脱羧， 与辅酶A结合成为活化的乙酰辅酶A（乙酰 CoA）。产生的乙酰CoA进入柠檬酸循环。
三羧酸循环：2 1 GTP 2 3 NADH 2 1 FADH2
2 1 ATP 兑换率 1:2.5 2 7.5 ATP 兑换率 1:1.5 2 1.5 ATP
总计：30 ATP 或 32 ATP
5. 发酵作用
发酵：厌氧细菌和酵母菌在无氧条件下获 取能量的过程。
乙醇发酵:
1葡萄糖
2丙酮酸
+2ATP+2CO2+2H2O
糖酵解 柠檬酸循环 电子传递链
葡萄糖的主要代谢途径
糖异生
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖 （有氧或无氧）
（无氧） 丙酮酸
糖酵解
（有氧）
乳酸 乙醇
乙酰 CoA
磷酸戊糖 途径
1 产生NADPH(注意：不是NADH！NADPH不参 与呼吸链)
2 生成磷酸核糖，为核酸代谢做物质准备 3 分解戊糖
三羧酸 循环
2. 糖酵解
光呼吸的生理功能： 1）消除乙醇酸的伤害 2）防止高强光对光合器的破坏 3）消除氧的伤害 4）是氨基酸生物合成的补充
降低光呼吸的措施： 1）提高CO2浓度 2）应用光呼吸抑制剂
a-羟基黄酸盐 亚硫酸氢钠 2，3-环氧丙酸 3）筛选低光呼吸品种
C4途径和C4植物：
3. 碳反应
（1）光合碳还原 循环（Calvin循 环）
RuBP：核酮糖二磷酸 Rubisco-核酮糖二磷
酸羧化酶 G3P：甘油醛-3-磷酸 3-PGA：3-磷酸甘油酸
➢ 暗反应 在叶绿体基质中进行；光反应中生 成的ATP和NADPH在CO2的还原中被用作 能源和还原物质。
➢ Calvin循环：生产一个可用于细胞代谢和 合成的PGAL（3-磷酸甘油醛），需要9个 ATP分子和6个NADPH分子参与。
光反应：光反应中发生水的光解、O2的释放和 ATP及NADPH的生成。
碳反应：利用光反应形成的ATP和NADPH， 将CO2还原为糖。
光反应发生在叶绿体的类囊体膜中，需要光； 碳反应发生在叶绿体基质中，不需光。
• 光合作用的意义：
无机物转变为有机物 光能转变为化学能 维持大气O2与CO2的相对平衡
氧化磷酸化的偶联机理
线粒体ATP合酶（mitochondrial ATPase ）
能量偶联假说 •1964年 Paul Boyer 构象偶联假说 认为电子传递使线粒体内膜蛋白质组分发生 构象变化而形成一种高能形式，然后将能量 传递给 F 0 F 1ATP 酶分子，酶复原时形成 ATP 。
氧化磷酸化的偶联机理
问题：是否每氧化一个葡萄糖分子就能 合成100个ATP分子？
当葡萄糖分子被氧化时，其中的碳形成 了CO2，氢形成了水，实际上就是葡萄糖分 子失去了氢而氧分子获得了氢——氧化还 原作用。
H2O2
氧化还原作用示意图
（谷胱甘肽过氧化物酶）
2G-SH
NADP+
H2O
G-S-S-G
NADPH+H+
细胞呼吸可归纳为3个阶段：
★底物水平磷酸化：
酶将一种底物上 的磷酸基团转移给 ADP，从而合成ATP 。因为底物结合的磷 酸基团的键比ATP中 结合的磷酸基团的键 更不稳定。
葡萄糖完全氧化产生的ATP
酵解阶段： 2 ATP
2 ATP
2 1 NADH 兑换率 1:2.5 (或1.5) 2 (1.5或2.5 ATP )
丙酮酸氧化：2 1NADH 兑换率 1：2.5 2 2.5 ATP
ADP + Pi
生物氧化过程中 释放出的自由能
ATP + H2O
氧化磷酸化的偶联机理
线粒体ATP合酶（mitochondrial ATPase ）
能量偶联假说 •1953年 Edward Slater 化学偶联假说 认为偶联是通过一系列连续的化学反应，形 成一个高能共价中间物。它在电子传递中形 成，又裂解将其能量供给 ATP 形成。无证据 支持。
熵（entropy）：指一个体系中无序性的 程度。
3. 吸能反应和放能反应
• 吸能反应（endergonic reaction）：只有从 外界加入自由能才能进行的反应。
• 放能反应（exergonic reaction） ：自然界 存在着一种不需要从外部供能就可发生的 反应，称为自发反应（spontaneous reaction）。自发反应通常能进行得很充分， 并且能释放自由能，这种反应称为放能反 应。
酶是如何降低活化能的呢 ?
首先需要酶与底物分子结合，酶蛋白结 构中有底物结合中心/活性中心。
然后，酶蛋白分子以各种方式，作用于 底物分子，使底物分子活化起来。
酶与底物的专一结合，又是酶促反应专 一性的体现。
2. 多种因素影响酶的活性
温度：最适温度 pH：最适pH 非蛋白成分参与——辅因子
过氧化氢酶 以铁卟啉环为 辅助因子
乳酸发酵:
葡萄糖
2丙酮酸
NADH+H
2乙醛
NAD+
2乙醇
2乳酸 + 2ATP + 2H2O
6. 各种分子的分解和合成
分 解
合成
（四）光合作用 1. 光合作用引论
（1）光合作用的发现 17世纪以前，普遍认为植物生长所需
要的物质全部来自土壤。
★柳树实验：
17世纪中叶，比利 时的一位医生Jan Baptista van Helmont 做的实验。2.3kg植株 种在90.8kg干土中，雨 水浇5a后，小柳树重 76.7kg，而土仅减少 57g。因此，他认为植 物是从水中取得所需的 物质。
对氨基苯甲酸 （细菌生长因子）
对氨基苯磺酸 （磺胺药）
非竞争性抑制作用
E+S
ES
P+ E
+
+
I
I
EI+S
ESI
实例：重金属离子（Cu2+、Hg2+、Ag+、Pb2+） 金属络合剂（EDTA、F-、CN-、N3-）
两 种
底物与酶专一性结合
抑
制
作
用 竞争性抑制作用 机
理
示
意 图 非竞争性抑制作用
负反馈
线粒体ATP合酶（mitochondrial ATPase） 能量偶联假说 •1961年 Peter Mitchell 化学渗透假说 电子传递使质子从线粒体内膜基质泵到膜外液 体中，形成一个跨膜 H 离子梯度，其渗透能 促使 ATP 形成。 H 离子再顺梯度通过 ATP 合 成酶分子中的通道进入线粒体基质，放能合成 ATP 。该假说得到一些事实支持，如线粒体电 子传递形成的电子流能从线粒体内膜逐出 H 离子。 1978年获诺贝尔化学奖
光合作用是地球 上绝大多数生物赖以 生存的基础。
（2）光合作用概述 自养生物：能进行光合作用的生物（包括植
物、藻类和光合细菌） 异养生物：依靠光合作用产物生活的生
物。
光合作用的细胞器——叶绿体
光合作用：
氧化还原过程 细胞呼吸的逆转 分两个阶段进行：
光反应 碳反应（暗反应） 第一阶段为第二阶段作准备 第二阶段进行有机物（糖）的合成
4. ATP是细胞中的能量通货
ATP（adenosine triphosphate ，腺苷三 磷酸）是一种核苷酸，其中有三个磷酸基团。
生物体把能量用在生命活动的各个方面
（二） 酶 1. 酶降低反应的活化能
• 生物催化剂
• 能加速生物体内化学反应的进行 • 在反应前后不发生变化 • 有2000多种 • 在非细胞条件下也能发挥作用 • 酶的催化机理是降低活化能
（2）光系统
光系统：由光合色素组成的特殊功能单位。每 一系统包含200-300个叶绿素分子。分 光系统I和光系统II。
光系统I（PSI）：P700是反应中心；天 线色素。 光系统II（PSII）：P680。 2个光系统之间有电子传递链相连接 （光合链）。
（3）பைடு நூலகம்合电子传递链
高能电子是如何传递的？
2. 光反应
（1）叶绿素对光的吸收 叶绿素a——吸收可见光中的蓝紫光和
红光（呈草绿色） 叶绿素b——主要吸收蓝光和橙色光
（呈黄绿色） 类胡萝卜素——辅助色素（吸收的光
传递给叶绿素a和保护功能）
光能是如何传递的？
光含有光子（photon） 光子含有能量 波长越短，光子中含的能量越多 色素吸收光时，色素分子中的一个电子 得到了光子中的能量，从基态→激发态 （高能电子，光能转变为化学能）、 激发态很快回到基态，能量释放 高能电子——光系统中传递