生物化学代谢总论与生物氧化

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1、第八章代谢总论与生物氧化第一节新陈代谢的有关概念第二节代谢的发生过程第三节中间代谢的实验研究方法第四节生物氧化概述第五节ATP与其它高能化合物第六节三羧酸循环第七节呼吸链与氧化磷酸化第一节新陈代谢的有关概念一、新陈代谢的概念：新陈代谢是生物体最基本的特征，是生命存在的前提。1.狭义概念：是指细胞内所发生的酶促反应过程，称为中间代谢。这是代谢活动的主体，也是代谢研究的主要内容。2.广义概念：是生物与外界环境进行物质与能量交换的全过程。即：生物体内所经历的一切化学变化。包括消化、吸收、中间代谢及排泄等阶段。新陈代谢包括生物体内所发生的一切合成和分解作用。一

2、方面，生物体不断从周围环境中摄取物质，通过一系列生化反应，转变为自己的组成部分；另一方面，将原有的组成成分经过一系列生化反应，分解成不能在利用的物质排出体外，不断地进行自我更新。生物体通过新陈代谢所产生的生命现象是建立在合成代谢与分解代谢矛盾对立和统一的基础上的，它们之间既相互联系、相互依存，又相互制约。合成代谢分解代谢物质代谢能量代谢新陈代谢新陈代谢图解（同化作用）（异化作用）小分子大分子需要能量释放能量大分子小分子二、新陈代谢的内容1.物质代谢和能量代谢（1）物质代谢：重点讨论各种生理活性物质（如糖、蛋白质、脂类、核酸等）在细胞内发生酶促反应的途径

3、及调控机理，包含旧分子的分解和新分子的合成；（2）能量代谢：重点讨论光能或化学能在细胞内向生物能（ATP）转化的原理和过程，以及生命活动对能量的利用。能量代谢和物质代谢是同一过程的两个方面，能量转化寓于物质转化过程之中，物质转化必然伴有能量转化。（1）合成代谢活细胞从外环境中取得原料合成自身的结构物质、贮存物质、生理活性物质及各种次生物质的过程是合成代谢，也叫生物合成。是需要供应能量的过程。（2）分解代谢有机物质在细胞内发生分解的作用过程。分解过程中的许多中间产物可供作生物合成的原料。伴随分解代谢释放出化学能并转化为细胞能够利用的生物能（ATP）。合成

4、代谢和分解代谢相辅相成，有机地联系在一起，构成中间代谢的统一整体。2.合成代谢与分解代谢3.代谢途径无论物质代谢还是能量代谢，分解代谢还是合成代谢，一般都是由多种酶催化的连续反应过程。所谓代谢途径就是细胞中由相关酶类组成的完成特定代谢功能的连续反应体系。细胞中具有某种代谢途径也就是指具有其酶系。代谢途径的组成可简单示意如下：PSABCD式中S代表代谢底物，P代表产物，E代表酶。从S到P之间的一系列过渡产物称为中间产物。底物、中间产物、终产物统称为代谢物。不同代谢途径所具有的相同的中间产物称为公共中间产物。通过公共中间产物可实现途径间的互相联系，调节代谢

5、物质的流向，维持细胞中各种物质的代谢平衡。4.生物的营养类型自然界中的生物根据其所利用的碳源和能源，可分为不同的营养类型。（1）自养与异养：碳源是为细胞生物合成提供碳素营养的物质。有些生物利用无机物二氧化碳作为碳源，这类生物称为自养生物。有些生物需要现成的有机物作为碳源，称之为异养生物。（2）光能与化能：生物体能够利用的能源主要有光能和化学能。根据不同生物对能源的要求，可分为光能营养型和化能营养型。光能营养型是直接利用光能，通过光合磷酸化作用合成ATP；化能营养型是利用现成有机物或无机物，通过氧化磷酸化反应合成ATP。生物营养类型营养类型碳源能源电子供

6、体生物举例自养型光能自养CO2光H2O等植物化能自养CO2无机物氧化H2、S氢细菌异养型光能异养有机物光有机物藻类化能异养有机物有机物氧化有机物动物四种营养类型中，光能自养型和化能异养型占绝大多数。另两种营养类型相对较少。还应指出，有些高等生物的所有细胞并非都属于同一营养类型。例如，高等植物叶子是光能自养，而根部则为化能异养型。叶绿细胞在日光中为光能自养型，在黑暗中又为化能异养型。（3）需氧与厌氧：不同生物对分子氧的依赖关系也有很大区别，据此可分为需氧生物、厌氧生物和兼性生物。需氧生物是在有氧条件下才能维持代谢的生物。其代谢活动需要以分子氧（O2）作为

7、有机物氧化反应的电子受体。厌氧生物是在无分子氧的环境中生活的，以无机物或有机物为电子受体，不能用O2作为电子受体，而且分子氧（O2）对绝对厌氧生物会有毒害作用。兼性生物在有氧、无氧条件下都能生存，有氧时利用氧，无氧时能利用某些氧化型有机物作为电子受体。第二节代谢的发生过程一、分解代谢的一般过程几乎所有生物都具有分解利用有机物的能力。总览有机营养物质（糖、脂、蛋白质）分解代谢的发生过程，可以分为四个阶段。生物大分子的降解阶段单体分子初步分解阶段乙酰基完全分解阶段氢的燃烧阶段1.生物大分子的降解阶段。外源生物大分子通过消化作用降解，内源生物大分子通

8、过胞内酶催化降解，分解为其单体分子，即多糖分解为己糖或戊糖，蛋白质分解为氨基酸，脂肪分解为甘油