第八单元 代谢总论 第九单元 生物能学及生物氧化 第十单元 糖代谢

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1、哈尔滨工业大学生命科学与工程系聂桓第八单元代谢总论19章代谢总论新陈代谢：metabolism营养物质在生物体内所经历的一切化学变化总称为新陈代谢新陈代谢是生物体表现生命活动的重要特征之一。代谢过程是通过一系列酶促反应完成的。代谢途径：完成某一代谢过程的一组相互衔接的酶促反应称为代谢途径。代谢中间产物或代谢物：代谢过程中连续转变的酶促产物称为代谢中间产物。中间代谢：新陈代谢途径中的个别环节、个别步骤称为中间代谢。各种物质在体内经过代谢，最终都转变为代谢的最终产物。新陈代谢的功能1）从周围环境中获得营养物质。2）将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件。3）将

2、结构元件装配成自身的大分子。4）形成或分解生物体内特殊功能所需的生物分子。5）提供机体生命活动所需的一切能量。1分解代谢与合成代谢分解代谢（Catabolism）：有机营养物，不管是从外界环境获得的，还是自身贮存的，通过一系列反应步骤转变为较小的、较简单的物质的过程。合成代谢（anabolism）：生物体利用小分子或大分子的结构元件建造自身大分子的过程。合成代谢和分解代谢并非简单可逆反应，发生于细胞不同部位（尤其是真核生物中最常见）。例如：脂肪酸分解成乙酰辅酶A是在线粒体中进行，而乙酰辅酶A合成脂肪酸则在细胞浆中进行。但有许多代谢有共同途径，称为“两用代谢途径”

3、（amphibolicpathway）。47哈尔滨工业大学生命科学与工程系聂桓2能量代谢在新陈代谢中的重要地位u能量代谢(energeticmetabolism)：以物质代谢为基础，与物质代谢过程相伴随发生的，是蕴藏在化学物质中的能量转化，统称为能量代谢。u能量代谢和物质代谢是同一过程的两个方面，能量转化寓于物质转化过程之中，物质转化必然伴有能量转化u生物体的一切生命活动都需要能量，太阳能是所有生命最根本的能量来源。n在分解代谢中，起捕获和贮存能量的作用的分子是腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）n能量传递系统:ATP、ADP和无机磷酸广泛的存在于生物体的各个细胞中内，起

4、着传递能量的作用，又称为能量传递系统n异养生物将外界有机营养物质通过分解代谢产生ATP的过程大致划分为以下阶段：1）由营养物质的大分子到小分子。2）由各种小分子进一步转变为少数几种共同物质。3）柠檬酸循环和氧化磷酸化两个共同代谢途径，是形成ATP的主要阶段。n以ATP形式贮存的能量有以下作用:(1)提供生物合成所需能量(2)机体活动及肌肉收缩所需能量(3)营养物跨膜运输所需能量(4)DNA,RNA,蛋白质等合成中,保证基因信息正确传递3辅酶I和辅酶II的递能作用n以NAD+或NADP+形式作为脱氢酶的辅酶而起到递氢体的作用。n以高能氢原子和电子的形式将自由能转移

5、给生物合成的需能反应n在许多组织和细胞中，NAD+（氧化型）对NADH（还原型）的比例很高，有利于氢阴离子从底物转移到NAD+形成NADH。一般在氧化中起作用----分解代谢反应的一部分。nNADPH（还原型）一般比NADP+（氧化型）的量要大，有利于氢阴离子从NADPH转移到底物上。一般在还原中起作用----合成代谢反应的一部分。4FMN和FAD的递能作用47哈尔滨工业大学生命科学与工程系聂桓nFMN和FAD都能接受2个电子和2个氢原子，它们在氧化还原反应中特别是氧化呼吸链中起着传递电子和氢原子的作用5辅酶A在能量代谢中的作用nCoA是酰基的载体，参与转酰基作

6、用，乙酰CoA的硫酯键是高能键6新陈代谢的调节n分子水平:反应物和产物的调节(浓度的调节和酶的调节)n细胞水平代谢途径分隔控制n整体水平激素调节和神经调节n基因表达的调控细胞水平上的调控7代谢中常见的有机反应机制n基团转移反应n氧化-还原反应n消除、异构化和重排反应n碳-碳键的形成与断裂反应7．1基团转移反应表现为亲电子基团A从一个亲核体转移到另一个亲核体。也叫做亲核取代反应。最常见的是酰基、磷酰基以及葡糖基。7．2氧化-还原反应实质是电子的得失反应7．3消除、异构化和重排反应1)消除反应：碳-碳双键的形成。2)异构化反应：分子内的氢原子迁移指一个氢原子在分子内

7、的迁移，即一个质子从一个碳原子脱离，转移到另一个碳原子上，由此发生了双键位置的改变。47哈尔滨工业大学生命科学与工程系聂桓3)重排反应：是C-C键断裂后又重新形成，碳骨架发生了变化。7．4碳-碳键的形成与断裂反应分解代谢与合成代谢实质就是以C-C键的形成与断裂为基础的。8新陈代谢的研究方法n研究材料:活细胞--单细胞生物,多细胞生物,病毒与噬菌体n研究方式：体内研究(invivo):用生物整体研究体外研究(invitro):用切片,匀浆等研究n测定中间代谢物常用的方法：1.是用酶的抑制剂2.利用遗传缺欠症研究代谢途径3.气体测量法4.同位素示踪法5.核磁共振波谱

8、法2.第九单元生物能学及