（1）预测哪几种脂质体可以合成ATP？
（2）如果将样品C转移到pH7、含有ATP的溶液中。脂质体腔内 含有对pH敏感的荧光染料，以此来检测pH的变化。有趣的是， 溶液内ATP水平在下降，而腔内的pH也在下降，试解释此现象。
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2.酵母呼吸缺陷型突变株缺乏细胞色素c氧化酶, 它们的一个显著特点是发酵不被O2抑制,即它们 巴斯德效应.有人对应用这样的突变株使木屑发 酵产生酒精很感兴趣.对于大规模的酒清生产,使 用这些突变株有何优点?为什么细胞色素c氧化酶 的缺乏会消除巴斯德效应(当加入氧时,葡萄糖的 消耗减少)?
H2O还原，产生O2。
暗反应利用NADPH和ATP还原CO2，并将CO2整合 到糖的三碳前体分子中。
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习题
1.根据下图所示,假定你将有活性的F1F0-ATP合酶重组到脂质体 上,重组时酶的朝向有两种,一种是头部(F1部分)朝外、柄部朝 内（F0），另一种是柄部朝外，头部朝内。这些脂质体外部的 环境都 是一样的，都含有ADP、Pi，pH都是7，但内部pH不同。
这种途径对于植物和微生物意义重大！
两分子乙酰CoA只产生2分子NADH和1 分子FADH2，意义不在于产能，在于 生存。
Ⅰ.种子发芽
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脂
代 油类植物种 谢 子中的油
乙酰CoA
乙醛酸循环
草酰乙酸 糖异生
糖
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Ⅱ原始细菌生存
乙酸
NH3
乙醛酸循环
四碳、 转化 六碳化
合物
乙酸菌
生存
以乙酸为主要食物的细菌
一些化合物如2,4-二硝基苯酚(DNP)可以 使电子传递与ATP合成解偶联。
氧化磷酸化抑制剂:寡霉素 离子载体抑制剂:
缬氨霉素
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抑制类型
抑制剂名称
作用位点或作用机制
呼吸链抑制剂
鱼藤酮、安米妥、杀粉菌素
复合体I
萎锈灵
复合体II
抗霉素Ａ
复合体III
氰化物、CO、H2S、叠氮化合物 复合体IV
3.加入寡霉素到线粒体中会显著降低电子传递速 度及ATP形成速度.接着加入DNP则增加电子传递 速度而ATP形成速度不变,寡霉素抑制什么?
4.当供给充分的底物异柠檬酸、无机磷、ADP和 氧，分别用鱼藤酮、抗霉素A和氰化物作为抑制 剂时，线粒体中的NAD、NADH脱氢酶、细胞色素c 、细胞色素b、细胞色素B a的氧化还原状态？ 44
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细胞质中的NADH必须进入线粒体的电子传 递链以便进行有氧氧化，但线粒体内膜没 有NADH转运蛋白
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苹果酸—天冬氨酸穿梭 malate-aspartate shuttle
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磷酸甘油穿梭 Glycerophosphate shuttle
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氧化磷酸化解偶联
电子传递与氧化磷酸化相偶联是基于线粒 体内膜的不通透性，致使电子传递时因H+ 产生的跨膜电化学梯度得以建立。
B
10
电子传递
NADH氧化反应是高效放能的 1molNADH被O2氧化伴随释放218KJ自由能 由ADP和Pi合成1molATP所需自由能是
30.5KJ 1分子NADH大约产生３(2.5)分子ATP 1分子FADH2大约产生2(1.5)分子ATP
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丙 酮 酸 脱 氢 酶 复 合 辅酶Ａ
体 (丙酮酸脱氢酶 ＮＡＤ＋
二氢硫辛酰转乙酰 ＴＰＰ
基酶 二氢硫辛酸 硫辛酰胺
脱氢酶) CO2
ＦＡＤ
Ｍg2+
柠檬酸合酶
乌头酸酶 异柠檬酸脱氢酶CO2 α-酮戊二酸脱氢酶 复合体(α-酮戊二酸 脱氢酶 二氢硫辛 酰转琥珀酰酶 二 氢硫辛酸脱氢酶) CO2
琥珀酰-CoA合成酶 琥珀酸脱氢酶 延胡索酸酶 苹果酸脱氢酶
3.光合磷酸化：由光驱动的ATP合成。
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底物水平磷酸化
在细胞内凡是有ATP作为磷酸基因供体的 酶促反应，ATP都是以Mg2+ATP2-的形式参 加反应。
Mg2+ATP2-的结构式
Mg2+ADP-的结构式
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电子传递与氧化磷酸化
线粒体——细胞的发 电厂
含有丙酮酸脱氢酶系、柠檬酸循 环的酶系、催化脂肪酸氧化的酶 和参与电子传递和氧化磷酸化的 酶以及氧化还原的蛋白。
Aurovertin
F1F0-ATP合酶抑 寡霉素、venturicidin
制剂
DCCD（二环已基碳二亚胺）
抑制F1 抑制F0 阻止质子通过质子F0通道
解偶联剂
DNP(2,4二硝基苯酚)、FCCP 缬氨霉素
生热素
脂溶性质子载体 钾离子载体，破坏电势能 质子通道
ATP/ADP交换体 苍术苷、米酵菌酸 抑制剂
谷胱甘肽还原酶
2GSH+NADP+
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光合磷酸化
2H2O 光 O2+4[H.]
4[H.]+CO2
(CH2O)+H2O
在光反应中,特定的色素分子捕获光能而被氧
化,再经一系列电子传递反应最终将NADP+还
原为NADPH，产生的跨膜质子梯度中蕴含的能
量促使ADP+Pi合成ATP。氧化态的色素分子被
Walker发表了0.28nm分 辨率的牛心线粒体晶体 结构,为此与Boyer分享 了1997年的诺贝尔化学 奖.
Noji的实验证实了旋转 催化假说的正确性.
John E. Walker
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线粒体的转运系统
细胞质的还原当量转运进入线粒体 ADP-ATP转运体 Ca2+转运
抑制线粒体基质内的 ATP与 细胞质内的ADP之间交换
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棕色脂肪组织 解偶联产热
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有氧代谢的生理意义
并非所有的生物都能进行氧化磷酸化,然 而具有这种功能的生物确实能从有限量的 代谢燃料中获得更多的能量.
1分子葡萄糖的无氧酵解只产生2分子ATP 1分子葡萄糖的有氧代谢可产生38分子ATP
8.假定你在pH7.0的无营养溶液中分离到一种 大肠杆菌的悬液.这些细胞不能合成ATP.如果 你突然在溶液中加入盐酸,使溶液pH降到4.0, 那么细胞内的ATP水平会有什么变化?这种变化 是暂时的还是持续的?
B
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第二部分 代谢
分解代谢（catabolism，异化作用）或称 降解,即营养物或细胞组分被分解来补救 它们的成份和产生能量。
1920–1992
电子传递导致H+被运出完整线粒体，因而产生一个可测量的跨 线粒体内膜的电化学梯度
某些因能增加线粒体内膜对质子的通透性而消减电化学梯度的 化合物，能使电子传递继续进行，但是却抑制ATP合成，相反 ，增加线粒体内膜外侧的酸性将刺激ATP合成。
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Paul Boyer
提出了ATP合成酶的结合 变化和旋转催化机制
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ATP的磷酸基因转移势能和其他一些磷酸 化合物比较,处于中间地位。
ATP作为共同中间传递体的实质是传递能 量，它水解释放的自由能可推动一个在热 力学上不利的反应，使之能够顺利进行。
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ATP合成的方式
1.底物水平磷酸化：底物的高能磷酸基团 直接转移给ADP生成ATP。
2.氧化磷酸化：是指在电子传递过程中, 释放的能量使ADP磷酸化成ATP的过程。又 称电子传递水平磷酸化。
乙醛酸循环 乙酰COA
脂肪
三羧酸循环
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氨基酸
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糖酵解与糖异生三个不可逆反应
(1) 葡萄糖
6-磷酸葡萄糖,已糖激酶催化
6-磷酸葡萄糖 葡萄糖,葡萄糖6-磷酸酶催化
(2)果糖-6-磷酸 激酶催化
果糖-1,6-二磷酸,磷酸果糖
丙酮酸激酶 CO2
氟化物 ATP 丙氨酸 F+
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激活剂 果 糖 -2,6-二磷酸 AMP
果糖-1,6-二磷酸
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糖异生
丙 酮 酸 羧 化 生物素 酶
磷酸烯醇式 丙酮酸羧激 酶
果 糖 -1,6-二 磷酸酶 葡 萄 糖 -6-磷 酸酶
ADP
乙酰CoA
果 糖 -2,6-二 柠檬酸 磷酸
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三羧酸循环
合成代谢（anabolism，同化作用）或称 生物合成，即从简单的成份合成生物大分 子。
通常分解代谢的反应是营养分子的放能反 应，由之释放的自由能用来驱动像合成代 谢反应、机械做功及克服浓度梯度进行分 子的主动运输等跨年度能过程。
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糖
戊糖磷酸途径(提供NADPH)
糖
酵
糖
解
异 生
丙酮酸
草酰乙酸
H CC O O H
CC O O H
C H O C O O H
H OCC O O H
H2
H
异柠檬酸
琥珀酸
乙醛酸
②
O H
苹果酸合成酶
C H O
+C H3 C O~SCoA
C O O H