第七章--新陈代谢总论与生物氧化ppt课件.ppt

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1、第七章新陈代谢总论与生物氧化第一节、新陈代谢总论第二节、生物氧化第一节新陈代谢总论一新陈代谢的概念新陈代谢合成代谢（同化作用）分解代谢（异化作用）生物小分子合成为生物大分子需要能量释放能量生物大分子分解为生物小分子能量代谢物质代谢二、新陈代谢的共同特点：1.由酶催化，反应条件温和。2.诸多反应有严格的顺序，彼此协调。3.对周围环境高度适应。三、新陈代谢的调节三个水平调节：分子水平------酶浓度和数量的调节（包括基因水平上的调节）细胞水平------细胞区域化调节整体水平------激素和神经的调节四、生物体内能量代谢的基本规律自由能：生物体（或恒温恒压）用以作功的能量。在没有作功条件

2、时，自由能转变为热能丧失。熵：混乱度或无序性，是一种无用的能。ΔG=ΔH-TΔS对于A+B←→C+DΔG°=-2.303RTlgKK=[C][D]/[A][B]生物体中T2=T1所以热不能作功，能作功的能量是自由能。通常人们可以把能量分为两种。一种是热能，热能做功只能引起温度和压力的变化；另一种是自由能可在恒温恒压下做功。自由能公式为：△G＝△H－T△S△G－－－在恒温、恒压下，体系发生变化时的自由能变化△H－－体系焓的变化；T－－体系的绝对温度；△S-----体系的墒变。生物能学(Bioenergetics)生物能的性质1.自由能的概念：热机作功公式为：W=QT2–T1T2W：所做的功

3、Q：吸收的热量T1：作功前温度T2：作功后温度自由能可以简单的看成是用于做功的能量在热力学中对自由能有严格的定义，在生化中，生物体用以做功的能量正是体内化学反应释放的自由能，或者说，在生物体内体现自由能变化是一个能量逐步浓缩的过程：光能－－－ATP－－－碳水化合物这个过程用最简洁的热力学语言描述为：“自由能不断增加，熵值不断减小的过程”。2、什么是生物能生物能主要是指生物分子的化学能，也包括一些形式的物理能如：动能、电能、辐射能、热能等。生命活动中的能量形式同自然界能量形式一样，同样遵循热力学第一定律即一种能量形式的产生，必然有另一种能量消失。3.生物能的性质1)生物能的来源；例如光合碳

4、素循环作用（植物的能量生成〕光能－－－电能－－－活跃化学能－－－稳定化学能（ATP、NADPH〕(碳水化合物)活跃化学能转变为稳定化学能的过程：CO2＋NADPH(ATP)－－－CH2O2)标准生成自由能标准生成自由能-----在标准状态下，由稳定单质生成1摩尔纯化合物的ΔG°就等于该化合物的标准自由能生成。见表20-23)偶联反应自由能变化的可加性及其意义例两个相偶联的反应：A-----B+CΔG°=+5kcal/mol(+20.92kj/mol)B-----DΔG°=-8kcal/mol(-33.47kj/mol)A-----C+DΔG°=-3kcal/mol(-12,55kj/mo

5、l)偶联反应的自由能是可以加和的加和的结果是A生成C和D的反应可以自发进行。一个热力学上不利的反应,可以由热力学上有利的反应所驱动。4、能量学用于生物化学反应的一些规定1)自由能:物理化学中的标准自由能（G）为25℃、一个大气压，参与反应的物质均为1个mol时能量的变化。但是在生物体系中，其氧化还原反应经常有H+参加，如果按物理化学的标准自由能计算，则这个标准条件的pH值为0，显然，不符合生物体系反应条件。生物体系中，其标准自由能是指pH＝7.0时的自由能，用G°'表示，自由能的变化用ΔG°'表示2)氧化还原电位：生物体系中为pH＝7.0时的电位（ΔE°'）3)自由能与氧化还原电位的关

6、系：ΔG°'=-nFΔE°'n：转移电子数目F：法拉第常数96.4914kJ/mol·V概念：水解自由能在20.92kJ/mol（5千卡/mol）以上的化合物。高能化合物中被水解的基团称为“高能基团”，被水解的键称为“高能键”用“～”表示以磷酸作为高能基团的高能化合物称为“高能磷酸化合物”五、高能化合物PEPPPi1磷氧键型，其高能键是由磷和氧原子构成即“—O～P—”如：磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）、焦磷酸（PPi）等。高能化合物类型：2氮磷键型，高能键是由氮和磷构成，如磷酸肌酸3硫酯键型，高能键是属于硫酯键，如脂酰辅酶A常见磷酸化合物标准水解自由能ATPAMPADPATP的结构特性1.结

7、构水解自由能：每个高能键的水解自由能为30.5kJ/mol或7.3kcar/mol细胞内影响ATP自由能释放的因素ATP水解释放的自由能受到许多因素的的影响,主要包括:1.pH值2.ATP的浓度多数细胞ATP、ADP和无机磷酸的浓度大约在2-10mmol/L之间.ATP4–+H2O——ADP3–+HPO42–+H+负电荷集中，共振杂化，H+浓度低2.产生高水解自由能的原因ATP在能量转换中的地位和作用作为能量通货的原因：能量居中，