生物化学--新陈代谢总论与生物氧化

《生物化学--新陈代谢总论与生物氧化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、-新陈代谢总论与生物氧化本章重点及难点重点：掌握什么是新陈代谢、生物氧化，高能磷酸化合物的概念及ATP的作用掌握呼吸链电子传递体的组成及排列方式，以及受抑制的部位掌握氧化磷酸化的部位，氧化磷酸化的作用机理。难点：与能量代谢有关的一些概念；呼吸链的组成成分、排列顺序；氧化磷酸化的机理。第一节新陈代谢总论新陈代谢（metabolism）简称“代谢”，指活细胞中进行的所有化学反应的总称。包括同化作用即合成代谢，异化作用即分解作用。代谢的实质就是交换,是生物体与外界环境进行物质交换的过程。包括：消化、吸收、中间代谢、排泄。通过物质交换建造和修复生物体（按人的一生计,交换物质的总量约为体重

2、的1200倍,人体所含的物质平均每10天更新一半）。通过能量交换推动生命运动，通过信息交换进行调控，保持生物体和环境的适应。人体为例：水（代谢水）每一周就有50％为新的水分子；蛋白质80天就被更新一半，其中肝、血中的蛋白质10天就更新一半；组成人体的原子一年后98％被更新。新陈代谢合成代谢（同化作用）分解代谢（异化作用）环境→机体生物小分子——————大分子（合成代谢）吸能反应放能反应生物大分子——————小分子（分解代谢）体内→环境能量代谢物质代谢新陈代谢的共同特点：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。物质代谢代谢途径类型脂肪葡萄

3、糖、其它单糖三羧酸循环电子传递（氧化）蛋白质脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰CoA等）共同中间产物进入三羧酸循环,氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O，释放出大量能量，其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。大分子降解成基本结构单位乙酰CoA在代谢中的作用一、新陈代谢的研究方法代谢途径的研究比较复杂，可从不同水平，主要对中间代谢进行研究。新陈代谢途径的阐明凝集了许多科学家的智慧与实验成果。如1904年德国化学家Knoop提出的脂肪酸的β氧化学说，1937年Krebs提出的柠檬酸循环。1.活体内（invivo）和活体外(

4、invitro)实验2.同位素示踪法和核磁共振波谱法（NMR）3.代谢途径阻断法4.突变体研究法二、生物体内能量代谢的基本规律1.服从热力学原理。热力学第一定律是能量守恒定律，热力学第二定律指出，热的传导自高温流向低温。机体内的化学反应朝着达到其平衡点的方向进行。2.生化反应最重要的热力学函数是吉布斯自由能G。自由能是在恒温、恒压下，一个体系作有用功的能力的度量。用于判断反应可否自发进行，是放能或耗能反应。ΔG＜0，表示体系自由能减少，反应可以自发进行，但是不等于说该反应一定发生或以能觉察的速率进行，是放能反应。ΔG＞0，反应不能自发进行，吸收能量才推动反应进行。ΔG＝0，体系处

5、在平衡状态。二、生物体内能量代谢的基本规律3.自由能：生物体（或恒温恒压下）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。自由能与另外两个函数有关，ΔG=ΔH-TΔS（ΔH是总热量的变化，ΔS是总熵的改变，T是体系的绝对温度）。4.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]三、高能化合物与ATP的作用高能化合物磷酸化合物非磷酸化合物磷氧型磷氮型硫酯键化合物甲硫键化合物烯醇磷酸化合物酰基磷酸化合物焦磷酸化合物一般将水解时能够释放21kJ/mol（5kCal/mol)以上自由能（G

6、′<-21kJ/mol）的化合物称为高能化合物。常用符号表示根据分子中是否含有磷酸必须注意：并非所有的磷酸化合物都是高能化合物。（1）烯醇式磷酸化合物（例）磷氧型高能磷酸化合物：-61.9kJ/mol(2)酰基磷酸化合物（例）-42.3kJ/mol（3）焦磷酸化合物（例）ATP（三磷酸腺苷）-30.5kJ/mol焦磷酸-28.84kJ/mol磷氮型高能磷酸化合物：-43.1kJ/mol(1)硫酯键型高能化合物（例）非磷酸高能化合物：乙酰辅酶A–31.4kJ/mol(2)甲硫型高能化合物（例）–41.8kJ/mol-HATP的特殊作用ATP作用：是能量的携带者或传递者，而非贮存

7、者，是能量货币ATP是生物细胞内能量代谢的偶联剂ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸ATP是直接能源A－P～P～P其它核苷多磷酸为直接能源ATP+UDPADP+UTP(糖原合成)ATP+CDPADP+CTP(磷脂合成)ATP+GDPADP+GTP(蛋白质合成)高能磷酸化合物的转换与储存多数ATPADP+Pi少数ATPAMP+PPi肌酸激酶的作用磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。ATP的生成和利用ATPADP肌酸磷酸肌酸氧化磷酸化底物水平磷酸化~P~P机械能(肌肉收缩)渗透能(物