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第一节 代谢总论 1、细胞如何从其环境中摄取能量 和还原能力？ 2、细胞如何合成其大分子的构造 单元？ 这些过程是由许多高度整合、相互交织的化学反应来完成的，这些反应总称为代谢。 第二节 生物能学（生物化学中的热力学） 热力学在生物化学中最基本的用处在于判断 一个过程是否能够发生。 一、体系：热力学中的体系（system）是在一限定范围内的物质。宇宙的其余部分的物质称为环境（surroundings）。 开放体系：体系与环境之间既有能量传递又有物质交换； 封闭体系：体系与环境之间只有能量传递但没有物质交换； 隔离体系：体系与环境之间没有能量传递也没有物质交换。 四、反应的标准自由能变化及其与平衡常数的 关系 考虑反应 ： A+B===C+D 此反应的△G为： △G=△G0+RT loge [C][D]/[A][B] △G0为标准自由能变化 R为气体常数 T为绝对温度 若将标准状况的pH规定为7.0，将pH=7.0时的标准自由能变化用△G0′表示，可以导出反应的标准自由能与平衡常数之间的关系。 反应的标准自由能变化 及其与平衡常数的关系 平衡时，△G=0  0=△G0′+RT loge[C][D]/[A][B] 因此，△G0′= —RT loge [C][D]/[A][B] 令 K′eq=[C][D]/[A][B] 则得：△G0′= —RT logeK′eq △G0′= —2.303 RT logeK′eq 即 K′eq =10—△G0′/（2.303RT） 需要强调的是，自发反应的判断依据是△G值，而不是△G0′值，△G值为负即此反应能够自发进行。 利用平衡常数求出 △G0′和 △G 举例  *需要强调的是，自发反应的判断依据是△G值，而不是△G0′值，△G值为负值，即此反应能够自发进行。 五、自由能变化的可加性及热力学上一个不利反应可由一个有利的反应推动： 在偶联的几个化学反应中，自由能的总变化等于每一步反应自由能变化的总和： 六、标准生成自由能及其与平衡常数的关系 标准生成自由能，用△G0表示： △G0 =-RTlnKeq 七．能量学在生物化学应用中的一些规定 1、水的活度规定为1； 2、把标准状况的pH规定为7.0； 3、△G0′值基于每个反应物和产物都能够解离； 4、生化系统的标准自由能变化在过去以 cal 或 kcal 表示，现建议用 J 或 kJ 表示。 （一）高能键和高能化合物 高能磷酸化合物 1、概念：生物机体内的许多磷酸化合物，其磷酸基团水解时可释放出大量的自由能，这类化合物称为高能磷酸化合物 。 2、类型: 常见：磷氧键型(-O-P):酰基磷酸化合物，焦磷酸化合物，烯醇式磷酸化合物。 高能磷酸化合物 的类型 磷氧键型(-O-P) 氮磷键型(-N-P) 硫酯键型(-CO-S) 甲硫键型(-S-CH3) (二)ATP的利用 生物体内ATP生成的方式 ATP的生理作用 1.机体能量的暂时存储形式 2.机体其它能量形式的来源 3.可生成cAMP参与激素作用 4.作为一种神经递质 (三)磷酸肌酸与ATP的转换 生物氧化中物质氧化的方式 生物体内氧化作用主要有三种方式： 1.失电子 如： Fe2+—→Fe3++e— 2.脱氢 如： 醇氧化为醛 3.加氧 如： 醛氧化为酸（加水脱氢反应） *生物体内氧化还原反应的同时，有能量的释放和转移 * * 湖北大学生命科