现代生物技术导论――生物的新陈代谢ppt课件.ppt

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1、第三章生物的新陈代谢酶是生物催化剂生命世界的能量源泉是太阳能生物体主要从有机分子的氧化取得能量生物体内有一个复杂的代谢网络生命活动的原动力在于生物体内一刻不停的新陈代谢。通过新陈代谢不断把太阳能或食物中贮存的能量，转化为可供生命活动利用的能量，不断制造出各种大、小分子以供生命活动所需要。体内的新陈代谢过程又都是在生物催化剂----酶的催化下进行的。这一章先介绍酶的性质，然后着重介绍生命活动所需的能量，从何而来。至于新陈代谢中产生的大、小生物分子，种类甚多，这里仅仅介绍蛋白质大分子是如何合成的。一、酶是

2、生物催化剂1、酶的催化特点催化剂可以加快化学反应的速度，酶是生物催化剂，它的突出优点是：催化效率高、专一性质、可以调节。2、酶的化学本质是蛋白质有的酶仅仅由蛋白质组成，如：核糖核酸酶。牛胰核糖核酸酶（RNase）有的酶除了主要由蛋白质组成外，还有一些金属离子或小分子参与。这些金属离子或小分子是酶活性所必须的，称为辅酶/辅基或辅助因子。如：羧基肽酶以二价锌离子（Zn2+）为辅助因子又如：过氧化氢酶以铁卟啉环为辅助因子3、酶催化作用的机理是降低活化能催化剂只能催化原来可以进行的反应，加快其反应速度。即使对

3、可以进行的反应来说，反应物分子应越过一个活化能才能发生反应。酶作为催化剂的作用是降低活化能。酶是如何降低活化能的呢?首先需要酶与底物分子结合，酶蛋白结构中有底物结合中心/活性中心。然后，酶蛋白分子以各种方式，作用于底物分子，使底物分子活化起来。酶与底物的专一结合，又是酶促反应专一性的体现。4、酶的活性可以调控1)在代谢途径中调节酶活性几个酶或十几个酶前后配合，完成一系列代谢反应，形成一条代谢途径。在一条代谢途径中，常常是前一个酶促反应的底物，便是下一个酶促反应的底物。一条代谢途径的终产物，有时可与该代

4、谢途径的第一步反应的酶相结合，结合的结果使这个酶活性下降，从而使整条代谢途径的反应速度慢起来。这种情况称为“反馈抑制”。值得注意的是，发生反馈抑制时，代谢终产物与酶结合时，是非共价结合，是可逆的。共价调节有时候，酶蛋白分子可以和一个基团形成共价结合，结合的结果，使酶蛋白分子结构发生改变，使酶活性发生改变。这种调节酶活性的情况称为酶的共价调节。例如，酶与磷酸根的结合。竞争性抑制有的酶在遇到一些化学结构与底物相似的分子时，这些分子与底物竞争结合酶的活性中心，亦会表现出酶活性的降低（抑制）。这种情况称为酶的

5、竞争性抑制。二、生命世界的能量源泉是太阳能1、生物体的代谢反应分为物质代谢和能量代谢两个侧面。每一个反应都有两个侧面：物质代谢――由底物分子变成产物分子能量代谢――消耗能量或释放能量n氨基酸+能量蛋白质2丙酮酸+能量葡萄糖从小分子合成大分子需要消耗能量。葡萄糖2丙酮酸+能量从大分子分解为小分子会释放能量。2、ATP是生物体能量流通的货币ATP：三磷酸腺苷的缩写，全称可以是腺嘌呤核苷三磷酸。ATP的作用：一个代谢反应释放的能量贮入ATP，ATP所贮能量供另一个代谢反应消耗能量时使用。ATP作为能量流通的

6、货币3、生物体把能量用在生命活动的各个方面生物体把能量用在生命活动的各个方面4、太阳能是整个生命世界的能量源泉绿色植物和光合细菌把太阳能转变为化学能，利用太阳能合成有机物；除了维持自身的生存还为其他生物提供食物。食物链绿色植物和光合细菌利用太阳能的过程称为光合作用。食物链绿叶中的光合作用叶绿体中的叶绿素是进行光合作用必不可少的成份。在叶绿体中进行的光合作用，又可以分为两个步骤：光反应：在叶绿素参与下，把光能用来劈开水分子，放出O2，同时造成两种高能化合物ATP和NADPH。暗反应：把ATP和NADPH

7、中的能量，用于固定CO2，生成糖类化合物。这个过程不需要光。吸收光能靠叶绿素(树叶为什么是绿的?)三、生物体主要靠有机分子的氧化取得能量1、有机物氧化释放能量一支火柴的燃烧是纤维素氧化（C6H12O6）n+O2nCO2+nH2O+能量纤维素氧温度光和热（可燃物）生物体也进行类似的反应（C6H12O6）n+O2nCO2+nH2O+能量淀粉氧酶ATP（氧化底物）把火柴燃烧和生物体内氧化相比，基本原则是相似的――有机物氧化释放出能量。有哪些不同？A、生物体内氧化比燃烧过程缓慢的多，不是猛然地发出光和热。B、

8、生物体内氧化在水环境中进行。C、生物体内的氧化由酶催化。D、生物体内氧化分步骤进行，产生能量贮存在ATP中。2、生物体内氧化分步骤进行3、与葡萄糖氧化分解产生能量有关的三条代谢途径A、糖酵解途径六个碳的葡萄糖分解为两个三碳的丙酮酸，净得两个ATP，同时还产生NADH。发酵:糖酵解途径可以在无氧情况下进行，但是要解决NADH变回到NAD＋问题。B、三羧酸循环三羧酸循环一定需要氧才能进行。在三羧酸循环中脱下的氢，形成NADH和FADH2，然后再逐步传递给氧。