能量代谢与生物能的利用1

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1、第七章能量代谢与生物能的利用本章内容新陈代谢生物能学生物氧化一、新陈代谢（一）新陈代谢的概念：1、概念：新陈代谢（metabolism)活细胞中所有化学变化的总称。每一变化均由酶催化。呼吸作用生长运动光合作用等2、类型：合成代谢：由小分子合成生物大分子的过程；耗能分解代谢：将生物大分子分解成小分子的过程；放能一、新陈代谢新陈代谢合成代谢（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能量代谢：研究代谢过程中伴随着生物体的合成代谢分解代谢中能量的变化。物质代谢：即生命物质的降解和建成，包括合成代谢和

2、分解代谢。它与能量代谢紧密偶联、互成因果。代谢途径（metabolismpathway)：指糖、脂类、蛋白质、核酸及水、盐代谢的一系列化学反应。代谢物：统指代谢反应中任一反应物、中间产物或产物。一、新陈代谢3、代谢特点：1）严格的细胞内定位2）特异的酶促反应3）共通的代谢间关联4）严谨的反应顺序5）高效率的调控机构马蝇一、新陈代谢总论中间代谢-----物质在细胞内的分解和合成过程人体细胞外的消化分为四个过程：1)口腔内的消化2)胃的消化3)小肠消化4)大肠消化（二）研究新陈代谢的方法：1、活体内与活体外实验：1）在活体内（invivo）：生物体内:动物实验、组织细

3、胞培养等。一、新陈代谢例如1904年，德国生物学家Knoop根据体内实验提出脂肪酸--氧化学说。一CH2CH2一CH2CH2一CH2COOH---2CH3COOH+一CH2COOH一CH2一CH2CH2一CH2COOH---2CH3COOH+一COOH2）在活体外（invitro)：在试管内进行:细胞切片、匀浆液、提取液等。2、同位素示踪法：同位素标记某种代谢物，然后追踪同位元素在体内的变化途径，就能获得有关代谢途径的丰富知识。一、新陈代谢3、代谢途径阻断等方法用抗代谢物或酶抑制剂阻抑中间代谢的某一环节，使中间物积累，便于分析和推测代谢情况。一、新陈代谢1、

4、下列关于新陈代谢叙述中不正确的是（）A、新陈代谢是一切生物生存的基本条件B、新陈代谢的过程是生物体自我更新的过程C、新陈代谢过程中包含着物质变化和能量变化D、新陈代谢包括同化作用和异化作用两个完全对立的过程2、一个长期生病、逐渐消瘦。他的新陈代谢的特点是（）作用占有优势。(D,异化)二、生物能学—生物体内新陈代谢的规律（一）热力学第一定律与生物体系热力学第一定律：能量即不能创造也不能消失，只能从一种形式转变为另一种形式。1、生物体系是一个开放体系。特点：与环境有物质交换和能量交换。2、化学能的变化：光能化学能二、生物能学光合生物机械能电能热能辐射能生物体与环境的

5、总能量保持不变。特点：能量逐步释放。（二）热力学第二定律与生物体系热力学第二定律：指任何一种物理或化学的过程都自发地趋向于增加体系与环境的总熵。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。生命依靠能量的不断输入一直在与热力学第二定律作抗争。ΔG=ΔH-TΔS该方程式表说明：G<0，体系的反应能自发进行.G>0，反应不能自发进行，当给体系补充自由能时，才能推动反应进行。G=0，表明体系已处于平衡状态。对于A+B←→C+DΔG°=-2.303RTlgKK=[C][D]/[A][B]（三）

6、高能化合物与ATP的作用高能化合物------随水解反应或基团转移反应放出大量自由能的化合物。高能磷酸化合物------含有高能磷酸转移基团的化合物。常用~p表示。例如：葡萄糖+ATP6-磷酸葡萄糖+ADP生物体内的放能反应与吸能反应偶联，最基本的形式是通过高能化合物实现的1、类型：1）磷氧键型：如ATP等2）氮磷键型：如磷酸肌酸等3）硫酯键型：如脂酰CoA等4）甲硫键型：S-腺苷甲硫氨酸二、生物能学机械能--运动化学能--合成渗透能--分泌吸收电能--生物电热能--体温光能--生物发光ATP是生物系统能量交换的中心荧火虫2.ATP的特殊作用二、生物能学其他三磷

7、酸核苷也可作为能量直接来源。如三磷酸尿苷（UTP）----用于多糖的合成。ATP+UDPADP+UTP三磷酸胞苷（CTP）----用于磷酯的合成。ATP+CDPADP+CTP三磷酸鸟苷（GTP）----用于蛋白质的合成。ATP+GDPADP+GTP磷酸肌酸----是动物组织中的能量贮存形式。将高能磷酸键转移给肌酸以磷酸肌酸形式储存三、生物氧化（一）概念：概念：有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在生物细胞内进行氧化分解而生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化。生物氧化通常需要消耗氧，所以又称为呼吸作用。生物氧化燃烧特点：◆在活体细胞中进行，需酶参加◆温和

8、条件◆复杂