细胞能量代谢相关信号通路 作用机制 示意图 PPT 可任意编辑

❖执行氧化反应的电子传递链
❖ATP合成酶
❖线粒体内膜转运蛋白
（1）线粒体内膜嵴上的亚单位
➢ 内膜向线粒体基质褶入形成嵴（cristae），嵴有两种类型：①板层 状、②管状，但多呈板层状。
➢ 嵴上覆有基粒（elementary particle），基粒由头部（F1偶联因子） 和基部（F0偶联因子）构成，F0嵌入线粒体内膜。基粒又称为ATP合 成酶
线粒体是含酶最多的细胞器：120多种，分布不同的部位。
部位酶的名称
外膜
单胺氧化酶 NADH-细胞色素c还原酶（
对鱼藤酮不敏感） 犬尿酸羟化酶 酰基辅酶A合成酶
膜间隙 腺苷酸激酶 二磷酸激酶 核苷酸激酶
部 酶的名称 位
内膜
细胞色素b，c，c1，a，a3氧化酶 ATP合成酶系 琥珀酸脱氢酶 β-羟丁酸和β-羟丙酸脱氢酶 肉毒碱酰基转移酶 丙酮酸氧化酶 NADH脱氢酶（对鱼藤酮敏感）
朗棘轮模型） ➢ 线粒体内的基质作用蛋白酶（MPP)切除前导肽序列，肽段在hsp70和hsp10及hsp60的协助
下重新折叠成有活性的蛋白。
（二）核编码蛋白向线粒体其他部位的转运
进入线粒体其他部位（膜间隙、内膜 和外膜）的蛋白质，除了具有基质导入序 列（MTS)外，一般还有第二类信号序列， 它们通过与进入线粒体基质类似的机制进 入线粒体其它部位。
1.底物水平磷酸化
➢ 底物水平磷酸化：由高能底物水解放能，直接将高能磷酸键 从底物转移到ADP上生成ATP。
2. NADH+H+通过穿梭机制进入线粒体
糖酵解过程产生的还原当量（NADH+H+）本身不能通过线 粒体内膜，必须借助线粒体内膜上的特异性穿梭系统进入线 粒体。（图中显示了NADH的穿梭机制：苹果酸——天冬氨酸 穿梭和a-磷酸甘油穿梭系统（存在于脑和昆虫肌肉））

储存的能量。
磷酸戊糖途径
磷酸戊糖途径是葡萄糖氧化分解 的一种方式，其代谢产物对维持 细胞内还原环境具有重要意义。
能量代谢的重要性
01
02
03
维持生命活动
能量代谢是维持生物体正 常生命活动的基础，没有 能量代谢，生物体的各项 生理功能将无法进行。
生长发育
能量代谢为生物体的生长 发育提供必要的能量，通 过合成代谢过程合成细胞 和组织所需的物质。
详细描述
肥胖症的病因较为复杂，主要包括遗传、环境、内分泌、炎症和肠道微生物等多种因素。肥胖症患者通常存在能 量代谢异常，如脂肪分解减少、脂肪酸氧化降低、葡萄糖利用降低等。肥胖症可导致多种健康问题，如心血管疾 病、糖尿病、高血压等。
糖尿病
总结词
糖尿病是一种常见的慢性代谢性疾病，主要表现为胰岛素分泌不足或作用缺陷， 导致血糖升高。
ATP
细胞中的主要能源物质，用于各种 生命活动的直接供能。
生物电
某些细胞在兴奋过程中能够产生生 物电，传递信息。
03
能量代谢的调节
激素对能量代谢的调节
胰岛素
胰高血糖素
肾上腺素
甲状腺激素
促进细胞对葡萄糖的摄 取和利用，降低血糖水
平。
促进糖原分解和糖异生， 升高血糖水平。
促进糖原分解和糖异生， 升高血糖水平；同时促 进脂肪分解，提供能量。
生物体的能量主要来源于食物中的有 机物，通过氧化分解或合成代谢过程 释放出所含的化学能。
能量代谢的分类
有氧代谢
有氧代谢是指细胞在氧的参与下， 通过多种酶的催化作用，把有机 物彻底氧化分解（通常以分解葡 萄糖为主），产生二氧化碳和水，
释放能量。
无氧代谢
无氧代谢是指细胞在无氧条件下， 通过酶的催化作用，把有机物不 彻底地氧化分解，同时释放出所

用呼吸商计算其能量代谢
第三节 人体能量代谢的测定
第三节 人体能量代谢的测定
（三）产热量的计算方法与步骤 ①准确测定吸入气和呼出气中的O2和CO2浓
度，计算出耗氧量和CO2的排出量； ②求出呼吸商（RQ）； ③查非蛋白呼吸商所对应的氧热价表 用该氧热价乘以一定时间内的总耗氧量，即
得出单位时间内的产热量。
第三节 人体能量代谢的测定
二．影响能量代谢的因素及基础代谢 率
（一）影响能量代谢的因素 1、肌肉活动的影响 肌肉活动可提高机体代谢率，并与运动的 剧烈程度相关。 2、精神活动的影响 精神处于紧张状态时，如烦恼，恐惧或强
第三节 人体能量代谢的测定
3、食物的特殊动力作用 人在进食后的一段时间内（从食后1小时
第八章 能量代谢
能量代谢(Energy Metabolism)是指 在物质代谢中伴随着的能量释放、 转移和利用的过程 。
第一节 人体内能量的来源与去路
一、人体内能量的来源
（一）ATP直接能量来源
ATP酶
ATP
ADP＋Pi ＋能
能源物质：其分解过程中能产生ATP的 物质（糖、脂肪、蛋白质）
第一节 人体内能量的来源与去路
第三节 人体能量代谢的测定
②用梅脱来划分 梅脱（MET），即代谢当量比值，是指运
动时的耗氧量（能耗量）与安静时的耗氧 量（能耗量）的比值。 1MET：相当于安静时的能耗量或代谢率。 或1MET相当于250ml/min的吸氧量。
第三节 人体能量代谢的测定
2、计算机械人体能量代谢的测定
2、氧热价(Thermal Equivalent of Oxygen) 每消耗1升氧所产生的热量称为该物质的氧
热价。 糖：20.93kJ（5.0kcal） 脂肪：19.67kJ（4.7kcal） 蛋白质：18.84kJ（4.5kcal）

ATP分子结构特点
1.全AT称P？（，三是磷细酸胞腺内苷的）？是化细合胞物内.的一种高
能磷酸化合物。 2.分简子写简：式A—？P，~AP？~P，T（？A，腺P苷？、T三个、P
磷酸） 3.““~”？~” 是一种特殊的化学键——高能磷酸
键。
4A.ATTPP水水解解时实高际能上磷是酸指键？可的以水水解解. 放出大 量能量。
五、比较：
ATP— 是新陈代谢所需能量的直接来源 糖类是生命活动的主要能源物质
有机物 脂肪是生物体的储能物质
光能—是生命活动的最终能量来源
1．ATP分子中大量的化学能储存 在的腺高__苷能__磷、_酸_磷_键内酸。基2团分、子高AD能P中磷含酸有键
的数目依次是__2、__4、_2个。
2．如图所示，能表 ATP 示动物肌细胞内ATP 含量
a b
含量与氧供给关系的
c
曲线是 ( B)
d
A、a B、b C、c D、d O2供给量
3、菠菜根毛细胞能产生ATP的场
所是（ ）
B
A、 叶绿体 B、线粒体
C、 液泡
D、叶绿体、线粒体
1.自然界没有风风雨雨，大地就不会春华秋实。2.瀑布跨过险峻陡壁时，才显得格外雄伟壮观。3.诽谤，同时造了无数的罪业，这是嫉妒；自己欢喜4.在茫茫沙漠，唯有前时进的脚步才是希望的象征。5.只会幻想而不行动的 人，永远也体会不到收获果实时的喜悦。6.我们只要每天睁开眼睛，看到自己还活着，就该庆幸自己多么的幸运7.赞叹，同时积累了同样的功德利益，这是随喜。怎么做，完全在于自己。8.盲目的上进，就像在死胡同里打转。 你浪费的人生，原本可以有更多的精彩。9.其他烦心的事，想开点，看开点，再苦再难的日子，熬着熬着也就挨过来了。10.这个世界到处充满着不公平，我们能做的不仅仅是接受，还要试着做一些反抗。11.懦弱的人只会裹 足不前，莽撞的人只能引为烧身，只有真正敢的人才能所向披靡。12.精神健康的人，总是努力地工作及爱人，只要能做到这两件事，其它的事就没有什么困难。13.命，是失败者的借口;运，是成功者的谦词。带着青春的印 记，我们这代人，慢慢的随着时间的流淌，渐渐老去。晚安!14.努力不是为了做给谁看，无论什么结果都能问心无愧；努力是因为你可以不接受命运的框定，靠自己来场漂亮的反击。15.美国人口普查局的“世界人口时钟” 显示，全世界每秒钟有1.8人死亡，一小时就是6,360人，一天就有152,640人死亡。16.当你觉得老天对你不公的时候，别急着红眼，别急着抱怨，因为这样只会削弱你的意志，消磨你的斗志，最后让你变得平庸，一事无成。 17.昨天，再值得留恋，也不会为你的留恋停留；明天，再艰辛，也不会因为你的脆弱而怜悯；优雅之人心如止水，波谰不惊，不以物喜，不以己悲。做一个优雅从容的人，只有先稳下来，静下心，学会宽容，仁爱，温和。 18.无论你正经历着什么，过得是否开心，世界不会因为你的疲惫，而停下它的脚步。那些你不能释怀的人与事，总有一天会在你念念不忘之中遗忘。无论黑夜多么漫长不堪，黎明始终会如期而至。睡一觉，愿美梦治愈你的 难过。晚安!19.凡事顺其自然，凡事不可强求。人生，错过太多，我们都在重复，所以，我们不必为自己错过的悲哀，而应该为自己拥有的而喜悦。错过了漂亮，你还拥有健康;错过了健康，你还拥有智慧;错过了智慧，你还 拥有善良;错过了财富，你还拥有安逸;错过了安逸，你还拥有自由20.人生，总有乌云密布的低沉的时刻，但也会有蓦然抬头，拨云见日的一天。而最重要的是在低潮时要忍耐得住，不要放弃对光明的追求，永远不要以为走

第10页，共28页。
一、ATP的生理功能
二、ATP的结构(jiégòu) 1、ATP的分子结构 2、ATP的结构简式
共价键
磷酸基团： 3
高能磷酸键： 2
共价键：
1
A—P～P～P
腺苷 磷酸 高能磷酸键 基团
第11页，共28页。
P ~P ~P
腺嘌呤
核糖
ATP的结构
脱去两个磷酸(lín suān)集团变成什么了呢？
第4页，共28页。
⒈萤火虫发光的生物学意义(yìyì)是什么？ 主要是相互传递求偶信号，以便交尾，繁衍后代。
⒉萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
腹部后端细胞内的荧光素是其特有的发光物质。 ⒊萤火虫发光的过程有能量的转换吗？
有。其腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有 在转变成光能时，萤火虫才能发光。
A．光合作用 B．细胞呼吸
C．蛋白质的合成 D．葡萄糖的氧化分解
6．下列哪些生理活动会导致细胞内ADP的含量增加( B )
①小肠绒毛上皮细胞吸收K＋和Na＋
②肾小管对葡萄糖的重吸收
③血液中的葡萄糖进入红细胞
④甘油进入小肠绒毛上皮细胞
A．①②③④ B．①②
C．③④ D．①②③
第28页，共28页。
作用条件较温和
第1页，共28页。
难点(nádiǎn)再现：
1、什么是活化能？ 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称 为活化能。
2
同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更
高。
V
、
底物浓度
酶量限制
V
假设底物浓度无 限大
影
响
酶浓度
酶
促
底物浓度

第七章 能量代谢与体温
energy metabolism and body temperature
第一节 能量代谢
定义：生物体内在物质代谢过程中所伴随 着的能量的释放、贮存、转移和利 用等称为能量代谢。
一、机体能量的来源及利用
(一)来源:食物中蕴藏的化学能(C-H键)。 ATP 既是体内重要的储能物质，又
表示法： ①实测绝对值:Kcal或Kj╱m2 h； ②超出正常值百分数： (正常平均值-实测值)正常平均值 ×100%=±10%~15%
BMR异常： BMR↑：甲亢;发热，体温1℃↑BMR13%↑；
糖尿病；RBC增多症； BMR↓：甲低；病理性饥饿；肾上腺皮质
低功；肾病综合征；脑垂体肥胖
是直接供能物质; 1mol ATP ADP(释 放33.47kJ能量)。
磷酸肌酸(creatine phosphate,CP) 是ATP的储存库。
1、糖(carbohydrate —glucose,GS) 是体内主要能源，供能占70％以上; 储能形式 肝糖元:维持血糖 肌糖元:骨骼肌运动需要 供能途径 ①有氧氧化: 1molGS 38 molATP ②无氧酵解:如剧烈运动时 1molGS 2 molATP 氧债 oxygen debt
2.脂肪（fat）
特点：① 体内各种能源物质贮存的主 要形式(脂肪占体重20%, 而
糖仅150g);短期饥饿时供能。 ② 氧化时释放的能量多(1g脂肪
氧化放能为糖2倍)。
甘油在肝磷酸化、脱氢糖氧化途化 乙酰CoA 糖途径;
3.蛋白质（protein） 基本组成单位：氨基酸(amino acid) 特点：①主要功能为重新合成蛋白 质，供能为次要功能； ②特殊情况(长期不能进食或 体力极度消耗)下供能; ③在体内氧化不彻底，较体外 燃烧供能少。

受体recepter;
受体将信号转变为细胞内信号-第 二信使
胞内信号的转导途径，最终转化为 细胞的各种复杂的生物学效应。
信号分子的失活引起细胞反应的终 止
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第一节 细胞外信号
第一信使:由细胞分泌的、能够调节机体机体功能的一大类生物活性物质，是 细胞间通讯的信号。
主要是蛋白质、肽类、氨基酸及其衍生物、类固醇激素、NO等。 与细胞膜上或胞内特定的受体结合后，后者将接收到得信息转导给胞浆或细
相互激活 激活具有SH2结构域的蛋白并
使之激活，传递信号 主要介导细胞生长和分化，产
生效应过程较慢
3、G蛋白耦联的受体（G蛋白-鸟苷酸结合蛋16白（guanine nucleotide－binding protein） 存在于细胞膜上，神经递质、激素、肽类和胺类的受体，与G蛋白耦联。 结构： 由一条多肽链组成，其中带有7个疏水越膜区域 氨基末端朝向细胞外，羧基末端则朝向细胞内基质 氨基末端有糖基化的位点，羧基末端有两个在蛋白激酶催化下发生磷酸化 的位点 ，与受体活性调控有关。
细胞内信使：受体激活后在细胞内产生的、能介导信号转导的活性物质，又称 第二信使（sencond messenger）。 cAMP，cGMP，DAG, IP3, Ca2+
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一、cAMP信使体系 腺苷酸环化酶与cAMP
腺苷酸环化酶 adenylate cyclase,AC； G蛋白的效应蛋白之一，是cAMP信 号传递系统的关键酶；
胞核中的功能反应体系，从而启动细胞产生效应。
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细胞外信号分类： 根据信号特点和作用方式 激素 神经递质 局部化学介质 根据效应： 激动剂 拮抗剂 根据信号的性质 水溶性信号 脂溶性信号
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第一节 细胞外信号

八、营养药物：真正的预防措施
高半胱氨酸与B族维生素
20世纪60年代末70年代初的几期医学杂志上公开凯尔默-迈考利 （Kilmer McCully）医生的研究的高半胱氨酸理论。
1990年，哈佛公共卫生学院梅尔-斯坦佛医生,调查的一万五千名内科 医生血液中的高半胱氨酸水平发现:轻微的偏高也会直接增加患上心脏 疾病的可能性（三倍）。这是显示出高半胱氨酸可能是心脏疾病的一个 独立发病原因的第一次大型研究。
丙酮酸 + NADH + H+---乳酸脱氢酶---乳酸
（2C3H6O3） + NAD+
丙酮酸---丙酮酸脱羧酶-- 乙醛 乙醛 + NADH
+ H+---乙醇脱氢酶---乙醇 + NAD+
丙酮酸1、丙酮酸 + CoASH + NAD+---丙酮酸脱氢
酶复合体---乙酰CoA + CO2 + NADH + H+
心血管疾病 三者之间的互动加重损害
Antonio Ceriello ，ATVB. 2004;24:816
七、氧化导致衰老、疾病的机理----氧化应激-引起 胰岛素抵抗、糖尿病和心血管疾病的“共同土壤”
营养过剩 运动缺乏
葡萄糖 FFA
细胞内超负荷
氧化 应激
遗传易感性
内皮细胞 内皮功能障碍
肌肉 脂肪细胞
SOD ALA VitC GSH VitE
抗氧化剂
DF-SX0201P#1
氧化应激 自由基 ROS
OH· H2O2 NO ·
超氧化物
八、营养药物：真正的预防措施抗氧化物质
抗氧化物质指的是任何能够为自由基释放出一个电子，使其电子能够 配对从而中和作用的物质。