生物化学-第五章新陈代谢总论与生物氧化修改

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1、第五章新陈代谢总论与生物氧化一、新陈代谢的概念和特点新陈代谢（metabolism）是生命最基本的特征之一，泛指生物与周围环境进行物质交换和能量交换的过程。生物一方面不断地从周围环境中摄取能量和物质，通过一系列生物反应转变成自身组织成分，即所谓同化作用（assimilation）；另一方面，将原有的组成成份经过一系列的生化反应，分解为简单成分重新利用或排出体外，即所谓异化作用（dissimilation），通过上述过程不断地进行自我更新。特点：特异、有序、高度适应和灵敏调节、代谢途径逐步进行第一节新陈代谢总论

2、新陈代谢的内涵小分子大分子合成代谢（同化作用）需要能量释放能量分解代谢（异化作用）大分子小分子物质代谢能量代谢新陈代谢新陈代谢过程包括：营养物质的消化吸收、中间代谢、代谢产物的排泄等阶段。中间代谢：一段指物质在细胞中合成和分解的过程，指某一代谢中的一系列酶促反应。二、新陈代谢的研究方法示踪法（化合物示踪、同位素示踪）如：①苯环化合物示踪法，提出了脂肪酸β－氧化学说。②利用15NH4Cl来标记DNA分子从而证明了DNA的半保留复制方式。③卡尔文以放射性同位素14CO2饲喂植物，再用纸层析分离CO2代谢的中间物，

3、从而提出光合作用中CO2转变为糖的循环代谢—卡尔文循环(Calvincycle)。抗代谢物和酶抑制剂的利用使用抗代谢物（磺胺类药物）和酶抑制剂来阻抑，改变反应，推测中间代谢情况。可用药物来造成异常的实验动物进行代谢研究。体内试验（invivo）和体外试验（novivo）在体内：包括整体器官或微生物细胞群进行研究Knoop：脂肪酸的β－氧化学说，以犬为研究对象的“体内研究”在体外：用组织切片、匀浆提取液为原料进行研究三羧酸循环、糖酵解、氧化磷酸化的研究体外实验可同时进行多样本研究，可进行多次重复试验。三、自由能

4、和高能化合物1、自由能指不同的有机体由于所含的化学能不相同，当进行化学反应时，必有能量释放或吸收，其中可用来做功的能量称自由能。用G表示标准自由能变化△G°'：25°C，101325Pa（1个大气压），反应浓度1mol/L，生物体pH值＝7条件下，kJ/mol在反应A+B=C+D中，K=[C][D]/[B][A]△G0'=－2.303RTlgK2、高能化合物高能磷酸键：指水解或基团转移时释放较多的自由能，如其高的磷酸基团转移势能，表示的是不稳定的键。”～”一般是指每摩尔化合物能释放20.92KJ/mol以上的

5、能量的一类化合物。ATP→ADP+Pi△G0'=–30.514KJ/mol最常见最多的高能化合物：高能磷酸化合物高能化合物类型3、ATP的特点ATP:磷酸脂键、磷酸酐键ATP分子水解释放自由能很大（ΔG°′=-30.51千焦/摩尔）。腺嘌呤—核糖—O—P—O—P—O—P—O-OOOO-O-O-βγMg2+αATP的特殊作用★ATP是细胞内的“能量通货”★ATP是细胞内磷酸基团转移的中间载体～P～P～P～PATP～P02108641214磷酸基团转移能2-磷酸烯醇式丙酮酸1,3-二磷酸甘油酸磷酸磷酸肌酸（磷酸基

6、团储备物）6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油生物系统中的能流UTP、CTP、GTP的不同作用磷酸肌酸是高能磷酸键的贮存形式乙酰CoA硫脂键断裂释放31.38KJ/mol自由能第二节生物氧化糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化（biologicaloxidation），其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反应过程。生物氧化的特点生物氧化过程中CO2的生成生物氧化过程中H2O的生成内容问：我们身体内的生物氧化与有机物体外氧化燃烧有何相同与区别

7、？一、生物氧化的特点相同点：化学本质（物质、能量）都是脱氢、失电子或与氧结合，消耗氧气；都生成CO2和H2O；释放的能量相同不同点：条件、过程生物氧化的特点:1、在活的细胞中进行；2、在pH接近中性、体温条件下，常压下，多水环境中进行；3、有机物的氧化在一系列酶、辅酶和中间传递体参与下进行，其途径迂回曲折，有条不紊；4、氧化过程中能量逐步释放，其中一部分由一些高能化合物（如ATP）截获，再供给机体所需。在此过程中既不会因氧化过程中能量骤然释放而伤害机体，又能使释放的能量尽可得到有效的利用。二、H2O的生成代谢

8、物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O。CH3CH2OHCH3CHONAD+NADH+H+乙醇脱氢酶例：1/2O2NAD+电子传递链H2O2eO2-2H+1、线粒体结构2、电子传递呼吸链的概念3、机体内两条主要的呼吸链4、呼吸链的组成5、传递链中传递体的顺序6、电子传递抑制剂1、线粒体结构2、呼吸链组成