生物化学第七章新陈代谢及生物能学重点.ppt

《生物化学‖》 ————动态部分 第七章 代谢总论及生物能学 第一节 代谢总论 什么是新陈代谢？ 新的来，旧的去 花开花落 “长江后浪推前浪，一代新人换旧人” 生化定义——泛指生物与周围环境进行物质与能量交换的过程。是生物体物质代谢与能量代谢的有机统一 新陈代谢的过程 1、营养物质的摄取与吸收 利用光能的生物（植物、微生物） 食草动物 食腐动物（微生物） 食肉动物 （轮回） 2、将摄取的营养物质和细胞中原有的物质（结构物质或功能物质）分解为机体所需的结构元件或分解供能 3、将结构元件装配成大分子（结构物质、功能物质） 4、在物质代谢的同时进行能量代谢 主要涉及目前已经清楚的细胞内四大物质的合成与分解。 2、 反应步骤繁多，具有严格的顺序性； 一、物质的分解代谢与合成代谢 分解代谢：将从外界摄取或机体原有的物质物质通过一系列的反应步骤变为较小的、较简单的物质的过程。 合成代谢：生物利用小分子或大分子结构元件构建自身大分子的过程。 二、能量代谢在新陈代谢中的作用 维持生命活动的能量来源 光能（太阳能）：植物和某些藻类，通过光合作用将光能转变成生物能。 化学能：动物和多数微生物，通过生物氧化作用将有机物质存储的化学能释放出来，并转变成生物能。 外界摄取的营养物质和机体内储存的物质如：糖、脂、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量、最终生成二氧化碳和水 ATP是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物 ATP的性质 ATP 分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。ATP水解时, 可以释放出大量自由能。 ATP 是生物体内最重要的能量转换中间体。ATP 水解释放出来的能量用于推动生物体内各种需能的生化反应。 另外： GTP对G蛋白的活化、蛋白质的生物合成、蛋白质的寻靶作用以及蛋白质运转等过程提供自由能； UTP在糖原合成中起活化葡萄糖分子的作用； CTP在合成磷脂酰胆碱及纤维素等方面有作用。 三、能量代谢中的其他重要物质 1、辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ 2、FMN和FAD 3、CoA-SH 功能——酰基转移酶辅酶，传递酰基 在脂类与糖类代谢中起重要的作用 四、代谢的研究方法 整体方法（in vivo) 离体法(in vitro) 器官、组织或细胞 参与酶的确定 1、利用酶的抑制剂 代谢途径受阻导致代谢中间产物的积累 碘乙酸——3-磷酸甘油醛脱氢酶 氟化钠——烯醇化酶 2、利用遗传缺陷症研究代谢途径 黑色素是吲哚醌的聚合物 白化病(albinism)缺乏酪氨酸酶 物质的转化 同位素示踪法 利用含放射性同位素的物质，测试其在不同物质间的转移 第二节 生物能学 ① △G＜0时，W＞0，体系对外作功，该反应可自发进行，放能反应 ② △G = 0时，W =0，该反应处于平衡 ③ △G＞0时，W＜0，该反应不可自发进行，必须吸收外来能量才能进行（吸能反应），同时，该反应的逆过程可以自发进行。 （二）偶联化学反应标准自由能变化的可加性 热力学上不利的反应可以由热力学上有利的 反应所驱动 三、 高能化合物 定义：一般将水解时能够释放21 kJ /mol（5千卡/mol)以上自由能（?G?’ -21 kJ / mol）的化合物称为高能化合物。 D-6-磷酸葡萄糖比D-葡萄糖G高，更易于分解，这步活化是细胞内葡萄糖分解的第一步，也是后续葡萄糖分解的根基。 （二）高能化合物的种类 1,磷氧键型（—O~P) （2）焦磷酸化合物 （3）烯醇式磷酸化合物 2, 氮磷键型 3,硫酯键型 4, 甲硫键型 （五）ATP “能量中间体” 稳定程度不同，各种高能化合物的△Go`有高低之分 （七）ATP断裂成AMP 和焦磷酸 一、有关热力学的一些基本概念 （一）、体系 宇宙 太阳系 地球 每个生物或非生物 化学反应体系 能量的传递形式 热 功 ？ 内能的传递方式 ？ 动能、势能转化和传递的方式 包括机械功、电功、化学功等 （二）、能的两种形式 体系总能量 = 可做功的能+ 不能做功的能 （H） （自由能G） （热能） 热力学第一定律 (能量转化与