《代谢总论生物能学》课件.pptVIP

*****************课程内容概述1绪论代谢概念，生物能学的研究内容和意义。2细胞内代谢的基本环境细胞内的化学环境、酶-底物环境，浓度梯度。3ATP:生物体内能量货币ATP的化学结构、生成和利用，生成途径概述。4呼吸作用与发酵作用有氧呼吸作用、无氧呼吸-发酵作用，两种代谢方式的比较。5糖的氧化分解糖酵解过程、柠檬酸循环、电子传递链及氧化磷酸化。6其他营养物质的代谢脂肪的代谢、蛋白质的代谢、无机盐的代谢。7代谢调控合成代谢的调控、分解代谢的调控，代谢紊乱及其意义。绪论本节将介绍代谢的基本概念，回顾代谢研究的历史，以及生物能学的研究内容和意义。1.1代谢概念及历史概念代谢是指生物体内的所有化学反应的总和，包括物质的合成和分解。它是一个动态的、持续进行的过程，是生命活动的基础。历史从古希腊时代开始，人们就对生物体的变化过程有所了解。19世纪中叶，德国科学家李比希奠定了现代代谢研究的基础。近年来，随着分子生物学和基因组学的发展，代谢研究进入了一个新的阶段。1.2生物能学的研究内容生物能学主要研究生物体内的能量转化和利用，包括：能量获取主要通过光合作用和呼吸作用获得能量。能量转化将从食物中获得的能量转化为生物体可以利用的形式，如ATP。能量利用能量用于各种生命活动，如生长、繁殖、运动等。1.3代谢研究的意义代谢研究对理解生命现象，以及解决人类健康问题具有重要意义，包括：疾病诊断代谢紊乱是许多疾病的根本原因，如糖尿病、肥胖症等。药物研发了解代谢机制可以帮助开发新的药物，治疗代谢疾病。农业生产提高作物产量，降低养分消耗。环境保护研究微生物的代谢过程，可以帮助处理污染物，改善环境。2.细胞内代谢的基本环境细胞是生命活动的基本单位，代谢过程都在细胞内进行。本节将探讨细胞内的化学环境、酶-底物环境和浓度梯度。2.1细胞内的化学环境细胞内存在着各种各样的化学物质，包括水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质和核酸等。水水是细胞内含量最多的物质，约占细胞重量的70-80%，为各种化学反应提供介质。无机盐无机盐在维持细胞的渗透压、酸碱平衡和神经冲动传导等方面发挥重要作用。有机物有机物是细胞内生命活动的主要物质基础，包括糖类、脂类、蛋白质和核酸等。2.2细胞内的酶-底物环境酶是生物催化剂，可以加速细胞内的化学反应，并具有高度的特异性。酶的作用酶可以降低化学反应的活化能，使反应速率加快，从而保证生命活动的正常进行。酶的种类细胞内存在着种类繁多的酶，每种酶催化特定的化学反应，共同构成细胞的代谢体系。2.3细胞内的浓度梯度细胞内不同区域的物质浓度存在着差异，这种差异称为浓度梯度，它是物质跨膜运输的驱动力。主动运输需要能量，可以逆浓度梯度运输物质。被动运输不需要能量，沿着浓度梯度运输物质。3.ATP:生物体内能量货币ATP是三磷酸腺苷的简称，是生物体内能量的通用货币，在各种生命活动中起着至关重要的作用。3.1ATP的化学结构ATP由腺嘌呤、核糖和三个磷酸基团组成，每个磷酸基团之间都储存着大量的能量。腺嘌呤核糖磷酸基团3.2ATP的生成和利用ATP的生成主要通过呼吸作用和光合作用，利用的能量来自食物或阳光。生成当ATP释放能量时，会失去一个磷酸基团，生成二磷酸腺苷（ADP）。利用当ADP获得能量时，会重新结合一个磷酸基团，生成ATP。这种能量循环保证了生命活动的持续进行。3.3ATP生成途径概述1糖酵解：葡萄糖在无氧条件下分解为丙酮酸，生成少量ATP。2柠檬酸循环：丙酮酸进入线粒体，经过一系列反应，生成少量ATP和还原性辅酶。3电子传递链及氧化磷酸化：还原性辅酶将电子传递给电子传递链，最终传递给氧气，生成大量ATP。4.呼吸作用与发酵作用呼吸作用是生物体氧化分解有机物，释放能量的过程，分为有氧呼吸作用和无氧呼吸-发酵作用。4.1有氧呼吸作用有氧呼吸作用是指在氧气参与下，将有机物氧化分解，释放能量的过程，分为三个阶段：糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链及氧化磷酸化。1糖酵解2柠檬酸循环3电子传递链4.2无氧呼吸-发酵作用无氧呼吸作用是指在无氧气参与下，将有机物氧化分解，释放能量的过程，也称为发酵作用。1乳酸发酵葡萄糖在无氧条件下分解为乳酸，释放少量能量。2酒精发酵葡萄糖在无氧条件下分解为酒精和二氧化碳，释放少量能量。4.3两种代谢方式的比较有氧呼吸能量释放效率高，产物为二氧化碳和水。无氧呼吸能量释放效率低，产物为乳酸或酒精和二氧化碳。5.糖的氧化分解糖类是生物体内主要的能量来源，其氧化分解