生命科学导论_吴敏_代谢——生命活动的基本过程

代谢 生命活动的基本过程 一 代谢简介二 糖类代谢三 脂质代谢四 核酸代谢五 蛋白质代谢六 代谢调控 本章目录 一切大小事件 从星球的诞生到生物个体的死亡都遵循能量规律 1 生物氧化的特点和过程2 氧化磷酸化3 ATP的特殊作用4 应用举例5 叶绿体中的能量代谢 一 代谢简介 代谢简介 A 生物氧化特点在活体细胞中进行 需酶参加温和条件复杂的氧化还原过程能量逐步释放 以ATP形式储存和转运 1 生物氧化的特点和过程 代谢简介 B生物氧化过程 代谢分子 O2 中间载体 O2 2 氧化磷酸化 代谢简介 电子传递链 由烟酰胺脱氢酶类 黄素蛋白类 铁硫蛋白 辅酶Q和细胞色素等五大载体组成 复合物 复合物 复合物 复合物 代谢简介 电子传递链 NADH经电子传递链产生3个ATP FADH2产生2个ATP 2 氧化磷酸化 代谢简介 细胞中的电子传递链 2 氧化磷酸化 3 ATP的特殊作用 有机分子 O2 ADP PiATP CO2ATP H2OADP Pi 能量 代谢简介 机械能 运动 化学能 合成 渗透能 分泌吸收 电能 生物电 热能 体温 光能 生物发光 ATP是生物系统能量交换的中心 荧火虫 3 ATP的特殊作用 代谢简介 代谢简介 4 应用举例 运动与食物 代谢简介 5 叶绿体中的能量代谢 二 糖类代谢 1 糖的来源2 糖的中间代谢3 EMP 糖酵解 途径4 三羧酸循环5 其他代谢途径6 糖代谢紊乱引发的病症 糖类代谢 糖的来源绿色植物和光合微生物的光合作用和动物体内糖异生糖的消化和吸收 1 糖的来源 叶绿体 2 糖的中间代谢 糖酵解途径 EMP 三羧酸循环 TCAc 磷酸戊糖途径 HMS 糖异生作用糖原的合成与分解植物体内生醇发酵和乙醛酸循环 糖类代谢 3 EMP 糖酵解 途径 EMP途径的概念酵母等微生物生醇发酵 丙酮酸由丙酮酸脱羧酶催化 生成乙醛 在乙醇脱氢酶催化下 生成乙醇动物和人体不含丙酮酸脱羧酶 丙酮酸由乳酸脱氢酶催化 生成乳酸 糖类代谢 糖类代谢 葡萄糖 6 磷酸果糖 6 磷酸葡萄糖 ATP ADP 1 6 二磷酸果糖 3 磷酸甘油醛 磷酸二羟基丙酮 1 3 二磷酸甘油酸 ATP ADP 丙酮酸 3 磷酸甘油酸 2 磷酸甘油酸 烯醇式丙酮酸 ATP ADP ATP ADP 3 EMP 糖酵解 途径 丙酮酸脱羧脱氢生成乙酰CoA 乙酰CoA 丙酮酸 糖类代谢 3 EMP 糖酵解 途径 4 三羧酸循环 糖类代谢 丙酮酸 乙酰CoA 定义 在有氧条件下 酵解产物丙酮酸被氧化分解成CO2和H2O 并以ATP形式贮备大量能量的代谢系统 加入2C 提供能量 一分子葡萄糖经EMP和TCAc彻底氧化成H2O CO2 可生成38个ATP 糖类代谢 4 三羧酸循环 意义 为其他物质的合成提供C骨架沟通脂质 蛋白质等有机物代谢 糖类代谢 5 其他代谢途径 磷酸戊糖途径 HMS 产生NADPH和核糖糖异生作用非糖物质形成葡萄糖糖原的合成与分解主要在肝脏和肌肉细胞中植物体内生醇发酵和乙醛酸循环 糖类代谢 6 糖代谢紊乱引发的病症 糖原病 糖原分解合成酶的欠缺引起低血糖症 胰岛素分泌或应用过量高血糖症及糖尿病血糖的来源和去路间失去动态平衡 糖代谢小结 1 脂肪的氧化分解2 脂肪酸的从头合成3 甘油的生物合成4 脂肪的合成5 脂类代谢紊乱引发的病症 三 脂质代谢 北冰洋海象 油和脂的区别1 常温下油为液态 而脂一般为固体 2 脂质广泛存在动植物中 而不仅仅是我们常见的油 脂质 储存能量 脂质小知识 脂质代谢 1 脂肪的氧化分解 脂质代谢 脂肪 乙酰CoA 2 脂肪酸的从头合成 乙酰CoA间接透过线粒体膜 两种途径1 与草酰乙酸结合 形成柠檬酸2 转移到肉毒碱上 形成乙酰肉毒碱 脂质代谢 缩合 还原 脱水 再还原 可合成到软脂酸 16C 循环7次 2 脂肪酸的从头合成 脂质代谢 单酰 S ACP 多2C脂酰 S ACP D型脂酰 S ACP 不饱和酰基 S ACP 3 甘油的生物合成 P 甘油在磷酸酶作用水解可获得甘油和磷酸 脂质代谢 材料 NADPH和乙酰CoA原料 甘油和脂肪酸 4 脂肪的合成 脂类代谢的重要场所 肝脏 脂类代谢 脂肪肝形成途径 脂肪肝肝脏脂蛋白不能及时将肝细胞脂肪运出 造成脂肪在肝脏中堆积 5 脂质代谢紊乱引发的病症 脂质代谢 四 核酸代谢 1 核酸降解2 中心法则3 DNA的复制4 RNA的转录 1 核酸降解 核酸代谢 DNA或RNA 核苷酸 核苷 磷酸 嘌呤和嘧啶碱 戊糖 磷酸戊糖参与戊糖代谢碱基分解为CO2 H2O 并释放能量 注 DNA或RNA 核苷酸的过程实际上是核酸酶参与的解聚作用 中心法则 核酸代谢 DNA的复制 核酸代谢 方式 半保留复制 需RNA引物 DNA聚合酶和四种dNTP A 基本规律 需多种生物大分子参加 合成方向 5 3 复制 核酸代谢 B 复制全过程 DNA复制起始DNA链的延长RNA引物的切除和缺口的填补DNA片段的连接 A 转录的特点 RNA的转录 核酸代谢 只以DNA分子一条链上的基因为模板不需引物 以四种NTP为原料 合成方向 5 3 需聚合酶 B 转录的过程 核酸代谢 RNA聚合酶与DNA模板链的结合 B 转录的过程 核酸代谢 转录起始 B 转录的过程 核酸代谢 RNA链的延长 B 转录的过程 核酸代谢 转录终止 核酸代谢小结 五 蛋白质代谢 1 蛋白质的分解2 遗传密码3 蛋白质的生物合成4 肽链合成后的加工 蛋白质代谢 1 蛋白质的分解 在蛋白水解酶的作用下 蛋白质分解为氨基酸氨基酸脱氨 形成糖代谢中间产物 进入糖酵解和三羧酸循环彻底氧化为CO2 H2O 释放能量 豆和稻中富含各种氨基酸 2 遗传密码 密码子的概念密码子的性质简并性通用性非重叠性方向性起始密码兼职性 蛋白质代谢 三个相邻核苷为一组密码子 第二密码 第一密码 第三密码 蛋白质代谢 2 遗传密码 氨基酸的活化蛋白质合成的起始肽链的延长肽链合成的终止 3 蛋白质的生物合成 蛋白质代谢 细胞核 氨基酸 小亚基 大亚基 细胞质 RNA聚合酶 mRNA 核孔 3 蛋白质的生物合成 蛋白质代谢 氨基酸的活化 3 蛋白质的生物合成 蛋白质代谢 蛋白质合成的起始 3 蛋白质的生物合成 蛋白质代谢 肽链的延长 3 蛋白质的生物合成 蛋白质代谢 肽链合成的终止 4 肽链合成后的加工 去甲酰化两个的Cys SH氧化成二硫键羟化反应多肽链发生折叠 蛋白质代谢 胰岛素的加工 蛋