第5章代谢导论和生物氧化ppt课件.ppt

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1、第5章代谢导论和生物氧化本章阐明了物质代谢共同的基本原理。学习时主要掌握生物氧化的概念，基本理论，作用机制，有关酶类以及能量的产生和转移等。本章是作为物质代谢各章的概括。第1节代谢导论一、新陈代谢的一般概念蛋白质、酶、核酸等是构成生物体的主要分子，这些物质在活细胞内并非孤立存在，而是彼此间有错综复杂的关系，处于不断的合成和降解中。这些生物大分子物质被生物体从外界摄取进入人体内后，在生物体内多经历的一切化学变化总称为新陈代谢。二、分解代谢和合成代谢分解代谢反应和合成代谢反应：分解代谢使生物大分子降解为

2、构件分子和能量，活细胞利用释放的能量驱动合成代谢反应；合成代谢可以提供细胞维持和生长所需的生物分子。以物质代谢为基础，与物质代谢过程相伴随发生的是，蕴藏在化学物质中的能量转化，称为能量代谢。新陈代谢合成代谢分解代谢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新陈代谢的特点第一，生物体内的新陈代谢不是完全自发进行，是在酶的催化下进行的。第二，新陈代谢过程是高度协调高度整合在一起的化学反应网络。第三，生物体对内外环境条件有高度得适应性和灵敏的自动调节。第二个阶段：

3、构件分子代谢只生成少数几种分子，其中有两个重要的化合物丙酮酸和乙酰CoA。第一个阶段：蛋白质、多糖、脂等降解成小的单体－构件分子，例如：氨基酸、葡萄糖、甘油和脂肪酸等。第三个阶段：乙酰CoA进入柠檬酸循环，分子中的乙酰基被氧化成CO2和H2O。分解代谢只生成三种主要的终产物：CO2、H2O和NH3伴随着物质分解代谢的同时也产生了大量的化学能，这些能量一般都是以核苷三磷酸（例如ATP或GTP）（图a）和还原型辅酶（例如NADH或FADH2）的形式保存的（图b）。三、新陈代谢的研究方法用生物体整体进行研

4、究，成为体内研究，用拉丁语“invivo”表示，是“在体内”的意思。用整体器官，或微生物细胞群进行研究也称为“invivo”。用器官组织制成切片，均浆或提取液作为材料进行研究，称为“invitro”研究，是“在体内”或“在试管内”的意思，属体外研究。1、使用酶的抑制剂使用某种酶的抑制剂或抗代谢物，观察某一反应被抑制后的结果，从而推测某物质在体内的代谢变化。2、同位素示踪法用35P，32P，14C，3H标记代谢物后，跟踪代谢物在某一生物体的去向，了解该代谢物在该生物体内的代谢情况，属于活体研究。3、利

5、用遗传欠缺症研究代谢途径第2节生物氧化一、生物氧化的概念、特点广义的生物氧化：糖、蛋白质、脂肪等有机物质在生物活细胞里进行氧化分解，最终生成二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。狭义的生物氧化：代谢中间物脱氢生成的还原型辅酶（NADH和FADH2)经电子传递链（呼吸链）传递给分子氧生成水，电子传递过程伴随着ADP磷酸化生成ATP。1、生物氧化的概念2、生物氧化的特点（1）生物氧化在活细胞内进行，反应条件温和，在活细胞内，在体温、常压、近于中性pH及有水环境介质中进行的。（2）生物氧化包括的化学反应几

6、乎都是在酶催化下完成。（3）生物氧化时,能量逐步释放。（4）生物氧化中，氧化过程脱下的质子和电子，通常由各种载体(如NADH）等传递到氧并生成水。是在细胞内温和的环境中由酶催化进行的，能量是逐步释放的，并储存于ATP中。代谢物脱下的氢与氧结合产生H2O，有机酸脱羧产生CO2。*生物氧化与体外氧化的不同点生物氧化体外氧化能量突然释放的。CO2、H2O由物质中的碳和氢直接与氧结合生成。一切生命活动都需要能量，而生物体在生命活动过程中所需的能量都来自体内生物化学反应释放的自由能。自由能:在恒温恒压下，生物

7、体用来对环境做功的那部分能量。用符号G表示，单位为kJ/mol。二、代谢过程的热力学原理Gibbs在热力学第一定律和第二定律的基础上，推出了在恒温恒压下体系自由能的公式△G=△H-T△S（式中△G表示体内自由能的变化，△H表示总体系焓变、总热能变化，△S表示总体熵变化）可以用自由能的变化△G判断一个在恒温恒压下进行的化学反应的方向。1、自由能变化与化学平衡的关系通过自由能可以推测反应能否自发进行，是放能反应还是耗能反应物质A转变为物质B的反应：A→BG=GB-GAG>0，反应吸能，不能自发进行

8、G<0，反应放能，能自发进行G=0，体系处于平衡状态。2、自由能变化与氧化还原电位反应的自由能变化与氧化还原体系的氧化还原电位差的关系：△G0＝－nF△E0；标准态时为：△G0′＝－nF△E0′氧化还原电位较高的体系，其氧化能力较强，氧化还原电位较低的体系，其还原能力较强，可预测任何两个氧化还原体系反应进行的方向。一个氧化还原反应的氧化还原电势与温度、氧化剂和还原剂有如下关系：E=E0’+三、生物能1、生物能和ATP生物能是一种能被生物细胞直接利用的特殊能量形式，为