第四章 新陈代谢总论与生物氧化

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1、第四章新陈代谢总论与生物氧化教学目标：1.掌握新陈代谢的概念与特点，了解新陈代谢研究方法。了解生物体内能量代谢的基本规律。2.掌握生物氧化的概念、特点、部位，主要酶类和体系。熟悉生物氧化中二氧化碳、水的生成，掌握呼吸链的组成、类型和传递体顺序。3.掌握氧化磷酸化的概念、类型、偶联部位和P/O比值，熟悉影响氧化磷酸化因素、胞液中NADH的氧化和偶联机制。第一节第一节 新陈代谢总论一、新陈代谢的概念与特点生物体是一个与环境保持着物质、能量和信息交换的开放体系。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的1200倍,人体所含的物质平均

2、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。生物体自外界摄取物质，即营养物质，以维护其生命活动。这些物质进入体内，转变为生物体自身的分子以及生命活动所需的物质和能量等等。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（metabolism）是指生物与外界环境进行物质交换和能量交换的全过程。包括生物体内所发生的一切合成和分解作用（即同化作用和异化作用）。新陈代谢简称代谢，是生物体表现其生命活动的重要特征之一。生物体内的新陈代谢并不是完全自发进行的，而是靠生物催化剂――酶来催化的。酶是推动生物

3、体内全部代谢活动的工具。由于酶作用的专一性，每一种化学反应都有特殊的酶参与作用。每种特殊的酶都有其调节机制。它们使错综复杂的新陈代谢过程成为高度的、高度整合在一起的化学反应网络。生物体内酶催化的化学反应是连续的，前一种酶的作用产物往往成为后一种酶的作用底物。这各在代谢过程中连续转变的酶促产物统称为代谢中间产物或简称代谢物。代谢通过一系列连续的反应，朝鲜族是外界引入的或是体内形成的有机分子，最后都转变成代谢的最终产物。人和动物的物质代谢分为三个阶段：食物、水、空气进入机体（摄取营养物的消化和吸收）、中间代谢和代谢产物的排泄。中间代谢是指物质在细胞中的合成

4、与分解过程，合成是吸能反应，分解是放能反应。它们是矛盾对立和统一的。人们往往将新陈代谢的功能概括为五个方面：（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，即大分子的组成前体。（3）将结构元件装配成自身的大分子，例如蛋白质、核酸、脂类以及其他组分。（4）形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子。（5）提供生命活动所需的一切能量。各种生物具有各自特异的新陈代谢类型，这决定于遗传和环境条件。绿色植物及某些细菌有光合作用，若干种细菌有固氮作用，是自养型的；动物与人是异养生物，同化作用必须从外界摄取营养物质，通过消化吸收进入中

5、间代谢。同一生物体的各个器官或不同组织还具有不同的代谢方式。各种生物的新陈代谢过程虽然复杂，却有共同的特点：1.生物体内的绝大多数代谢反应是在温和条件下，由酶催化进行的。2.物质代谢通过代谢途径，在一定的部位，严格有序地进行。各种代谢途径彼此协调组成有规律的反应体系（网络）。3.生物体对内外环境条件有高度的适应性和灵敏的自动调节。  从上面的叙述中不难看出，新陈代谢包含的是物质合成和分解两个方面。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称为分解代谢（catabolism）。与分解代谢相伴随的

6、，是将蕴藏在有机大分子中的能量逐步释放出来。分解代谢所经过的反应途径称之为分解代谢途径（catabolicpathways）。合成代谢（anabolism）又称生物合成（biosynthesis），是生物体利用小分子或大分子的结构元件建造成自身大分子的过程。由小分子建造成大分子是使分子结构变得更为复杂。这各过程都是需要提供能量的。应当注意的是，同一种物质，其分解代谢和合成代谢途径一般是不相同的。他们并不是简单的可逆反应，而往往是通过不同的中间反应或不同的酶来实现。分解和合成代谢选择不同的途径，使生物机体增加了体内化学反应的数量，使其对代谢活动的调控具有

7、更大的灵活性和应变能力。生物机体的分解代谢和合成代谢不只是采取不同的途径，甚至同一种物质的过程是在细胞的不同部位进行。这种现象特别在真核细胞生物是比较常见的。例如，ATP的合成反应是在线粒体中进行的，而ATP的供能（分解）反应大多是在细胞溶胶中进行的。又如脂肪酸分解成乙酰辅酶A是在线粒体中进行的，而乙酰辅酶A合成脂肪酸是在细胞溶胶中进行的。虽然分解代谢和合成代谢基本上采取不同的途径，但有许多代谢环节还是双方都可共同利用的。这各可以公用的代谢环节称为两用代谢途径。柠檬酸循环可看作是两用代谢途径的典型例证。例如，不同氨基酸分解代谢的结果可形成柠檬酸循环中的

8、中间产物。柠檬酸循环中的α－酮戊二酸是谷氨酸脱去氨基的产物。柠檬酸循环中的草酰乙酸是天冬氨酸脱