《理学chapt》ppt课件

1、新陈代谢新陈代谢(metabolism)q生物生存必需与外界环境之间不断地生物生存必需与外界环境之间不断地进行活跃地物质和能量交换，植物细进行活跃地物质和能量交换，植物细胞中的化学组成，不论在胞中的化学组成，不论在“量量”上或上或“质质”上，都在植株调节系统的控制上，都在植株调节系统的控制下，进行有序而高效的物质更新。下，进行有序而高效的物质更新。q这种新旧交替的动态过程，称新陈代这种新旧交替的动态过程，称新陈代谢谢(metabolism)，或称为物质代谢。或称为物质代谢。 q通过通过同化作用同化作用和和异化作用异化作用来实现。来实现。新陈代谢一、新陈代谢一、新陈代谢营养物质营养物质消化消化系

2、统系统氧气氧气泌尿泌尿肺肺 皮肤皮肤血血 液液各组各组织细织细胞胞储储存存能能量量构构成成自自身身物物质质氧化分解氧化分解能量能量代谢代谢终产终产物物血液血液体体 外外 同化作用同化作用异化作用异化作用呼吸呼吸系统系统同化作用：细胞将营养物经过加工组成自身同化作用：细胞将营养物经过加工组成自身物质，并储存能量的过程。物质，并储存能量的过程。异化作用：氧化分解自身的一部分物质，异化作用：氧化分解自身的一部分物质，释放能量，并将代谢终产物排出体外的过释放能量，并将代谢终产物排出体外的过程。程。新陈代谢：人体新旧物质更替的过程。新陈代谢：人体新旧物质更替的过程。生物生存的基本条件，生命的基本特征。生

3、物生存的基本条件，生命的基本特征。二、物质能量的变化二、物质能量的变化1、新旧物质更新速度很快、新旧物质更新速度很快血液中的红细胞血液中的红细胞300万万/秒秒2、与环境交换的各种物质数量很大、与环境交换的各种物质数量很大一生中水为一生中水为50吨，糖为吨，糖为10吨，吨，总质量是人体的总质量是人体的1200倍倍肝脏和血浆中的蛋白质肝脏和血浆中的蛋白质10天左右更新一半天左右更新一半3、物质变化的同时伴随着能量的变化、物质变化的同时伴随着能量的变化能量的获得能量的获得 = 能量的消耗能量的消耗 + 能量的储存能量的储存能量的消耗能量的消耗能量的获得能量的获得有机物的积累有机物的积累能量的消耗能

4、量的消耗能量的获得能量的获得有机物的减少有机物的减少同化作用同化作用异化作用异化作用1、下列关于新陈代谢叙述中不正确的是（、下列关于新陈代谢叙述中不正确的是（ ）A、新陈代谢是一切生物生存的基本条件新陈代谢是一切生物生存的基本条件B、新陈代谢的过程是生物体自我更新的过程新陈代谢的过程是生物体自我更新的过程C、新陈代谢过程中包含着物质变化和能量变化新陈代谢过程中包含着物质变化和能量变化D、新陈代谢包括同化作用和异化作用两个完全对立的过程新陈代谢包括同化作用和异化作用两个完全对立的过程2、一个长期生病、逐渐消瘦。他的新陈代谢的特点是、一个长期生病、逐渐消瘦。他的新陈代谢的特点是（ ）作用占有优势。

5、）作用占有优势。D异化异化代谢总图代谢总图.zip新陈代谢新陈代谢(metabolism)q同化作用同化作用是指植物将环境中无序的物是指植物将环境中无序的物质转变为生物体内的有序成分。它以质转变为生物体内的有序成分。它以合成代谢合成代谢(anabolism)为主。为主。q异化作用异化作用将生物体内的有序成分转变将生物体内的有序成分转变为无序的物质，最终排出体外，因此，为无序的物质，最终排出体外，因此，以分解代谢以分解代谢(catabolism)为主，并非是为主，并非是破坏性的。分解代谢常伴随有能量的破坏性的。分解代谢常伴随有能量的释放，提供合成代谢或生理活动之需释放，提供合成代谢或生理活动之需

6、。第二节第二节 糖类代谢糖类代谢q光合作用的主要产物是糖。光合作用的主要产物是糖。q糖在植物体内含量多分布最广。糖在植物体内含量多分布最广。q糖不仅是提供能源的主要物质，糖不仅是提供能源的主要物质，而且也为合成其他生命物质提供而且也为合成其他生命物质提供碳链骨架。碳链骨架。 一、单糖的代谢一、单糖的代谢v单糖是一种最简单的糖类物质。单糖是一种最简单的糖类物质。v根据糖分子所含碳链长短，分为根据糖分子所含碳链长短，分为v丙糖丙糖(甘油醛甘油醛)、丁糖、丁糖(赤藓糖赤藓糖)v戊糖戊糖(核糖核糖)、己糖、己糖(葡萄糖、果糖葡萄糖、果糖)v庚糖庚糖(景天庚糖景天庚糖) (一一) 单糖之间的相互转变单糖

7、之间的相互转变 1、发生互变异构、发生互变异构 以单糖的磷酸酯的形式以单糖的磷酸酯的形式葡萄糖葡萄糖-6-磷酸转变为果糖磷酸转变为果糖-6-磷酸磷酸G-6-P F-6-P核糖核糖-5-磷酸转变为木酮糖磷酸转变为木酮糖-5-磷酸等磷酸等(一一) 单糖之间的相互转变单糖之间的相互转变 以核苷二磷酸糖的形式以核苷二磷酸糖的形式以核苷二磷酸糖为底物，在相应的异构以核苷二磷酸糖为底物，在相应的异构酶催化下进行互变。酶催化下进行互变。尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG) G-1-P+UTP UDPG +Ppi腺苷二磷酸葡萄糖腺苷二磷酸葡萄糖(ADPG)G-1-P+ATP ADPG +PPi(一一)

8、 单糖之间的相互转变单糖之间的相互转变2、基团转移酶（移换酶）催化、基团转移酶（移换酶）催化 单糖互变，除上述互变异构以外，尚单糖互变，除上述互变异构以外，尚有一类基团转移反应而引起的互变，有一类基团转移反应而引起的互变，在相应的基团转移酶催化下，使供体在相应的基团转移酶催化下，使供体分子中的某些基团转移到另一个受体分子中的某些基团转移到另一个受体分子上，形成新的单糖。这类互变，分子上，形成新的单糖。这类互变，称移换互变。称移换互变。(一一) 单糖之间的相互转变单糖之间的相互转变 转醛醇酶转醛醇酶(催化转移催化转移3C单位的基团单位的基团)催化磷酸酮糖分子中的一个二羟丙酮基催化磷酸酮糖分子中的

9、一个二羟丙酮基转移到磷酸醛糖的第一碳原子上，形成转移到磷酸醛糖的第一碳原子上，形成新的醛糖与酮糖。新的醛糖与酮糖。转酮醇酶转酮醇酶(催化转移催化转移2C单位的基团单位的基团)催化磷酸酮糖分子中的羟乙酮基转移到催化磷酸酮糖分子中的羟乙酮基转移到磷酸醛糖分子的第一个碳原子上，形成磷酸醛糖分子的第一个碳原子上，形成新的醛糖与酮糖。新的醛糖与酮糖。转酮醇酶的供体与受体转酮醇酶的供体与受体 酮基供体酮基供体(酮糖酮糖) 受体受体(醛糖醛糖) 木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸 核糖核糖-5-磷酸磷酸 景天庚酮糖景天庚酮糖-7-P 赤藓糖赤藓糖-4-P 果糖果糖-6-磷酸磷酸 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛（二）磷酸己

10、糖（二）磷酸己糖(戊糖戊糖)支路支路（hexose monophosphate shunt,HMS）缩写符号缩写符号HMS或或PPP主要反应历程：主要反应历程： (1)G-6-P氧化生成葡萄糖酸氧化生成葡萄糖酸-6-P 在在G-6-P脱氢酶催化下，脱氢生成葡萄脱氢酶催化下，脱氢生成葡萄糖酸糖酸-6-磷酸，脱下的氢由磷酸，脱下的氢由NADP+接受。接受。（二）磷酸己糖（二）磷酸己糖(戊糖戊糖)支路支路（hexose monophosphate shunt,HMS） (2)葡萄糖酸葡萄糖酸-6-磷酸氧化脱羧生成核磷酸氧化脱羧生成核酮糖酮糖-5-磷酸磷酸 由葡萄糖酸由葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶催化磷酸

11、脱氢酶催化Mg+2为激活剂，使葡萄糖酸为激活剂，使葡萄糖酸-6-磷酸脱磷酸脱氢和脱羧，生成核酮糖氢和脱羧，生成核酮糖-5-磷酸，脱下磷酸，脱下的的H由由NADP+接受。接受。（二）磷酸己糖（二）磷酸己糖(戊糖戊糖)支路支路（hexose monophosphate shunt,HMS） (3)五碳糖之间的互变五碳糖之间的互变 核酮糖核酮糖-5-磷酸在磷酸戊糖异构酶催化下转磷酸在磷酸戊糖异构酶催化下转变为核醛糖变为核醛糖-5-磷酸，这是戊醛糖与戊酮糖磷酸，这是戊醛糖与戊酮糖的互变反应。的互变反应。另外，核酮糖另外，核酮糖-5-磷酸在磷酸戊酮糖差向异磷酸在磷酸戊酮糖差向异构酶构酶(或称表构酶或称表

12、构酶)的作用下，生成木酮糖的作用下，生成木酮糖-5-磷酸。磷酸。这是戊酮糖之间的差向异构化反应。这是戊酮糖之间的差向异构化反应。（二）磷酸己糖（二）磷酸己糖(戊糖戊糖)支路支路（hexose monophosphate shunt,HMS） (4)分子间的基团转换分子间的基团转换 酮糖与醛糖在转酮醇酶或是在转醛醇酶酮糖与醛糖在转酮醇酶或是在转醛醇酶的作用下，可以使分子问的某些基团进的作用下，可以使分子问的某些基团进行相互转换而形成新的醛糖与酮糖。行相互转换而形成新的醛糖与酮糖。如：核酮糖如：核酮糖-5-磷酸与核醛糖磷酸与核醛糖-5-磷酸，磷酸，在转酮醇酶的作用下，生成景天庚糖在转酮醇酶的作用下

13、，生成景天庚糖-7-磷酸与甘油醛磷酸与甘油醛-3-磷酸。磷酸。 （二）磷酸己糖（二）磷酸己糖(戊糖戊糖)支路支路主要特征及其生理意义主要特征及其生理意义(1) C02的生成的生成 每进行一次磷酸己糖支路代谢，可生每进行一次磷酸己糖支路代谢，可生成成1分子分子C02。(活跃程度的指标活跃程度的指标) (2)NADPH+H+的生成的生成 (3)磷酸核糖的生成磷酸核糖的生成 (4)甘油醛甘油醛-3-磷酸的生成磷酸的生成 二、蔗糖的代谢二、蔗糖的代谢（一）蔗糖合成酶的催化途径（一）蔗糖合成酶的催化途径蔗糖合成酶又称蔗糖合成酶又称UDPG转移酶转移酶(UDPG transferase)催化尿苷二磷酸葡萄

14、糖催化尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)，与果糖反与果糖反应合成蔗糖。应合成蔗糖。UDPG + F UDP + 蔗糖蔗糖该酶在蔗糖分解反应中呈活跃状态，并非该酶在蔗糖分解反应中呈活跃状态，并非蔗糖合成的主要途径。蔗糖合成的主要途径。二、蔗糖的代谢二、蔗糖的代谢(二二)磷酸蔗糖合成酶的催化途径磷酸蔗糖合成酶的催化途径 主要在细胞质中进行。主要在细胞质中进行。该酶催化该酶催化UDPG与果糖与果糖-6-磷酸合成磷磷酸合成磷酸蔗糖。酸蔗糖。后经磷酸蔗糖酯酶水解生成蔗糖。后经磷酸蔗糖酯酶水解生成蔗糖。 UDPG + F-6-P 蔗糖蔗糖- P + UDP磷酸蔗糖磷酸蔗糖 + H20 蔗糖蔗糖 + H3P04

15、蔗糖代谢的小结蔗糖代谢的小结 +三、淀粉的代谢三、淀粉的代谢 q天然淀粉可分为两类：天然淀粉可分为两类：q可溶性淀粉可溶性淀粉q又称直链淀粉又称直链淀粉(amylose)q另一类不易溶于热水的淀粉。另一类不易溶于热水的淀粉。q称支链淀粉称支链淀粉(amylopectin)。三、淀粉的代谢三、淀粉的代谢 q（一）直链淀粉的生物合成（一）直链淀粉的生物合成 q1、淀粉磷酸化酶、淀粉磷酸化酶(phosphorylase) q1-P-G + “引子引子” 淀粉淀粉 + Piq“引子引子”(最小的引物是麦芽三糖最小的引物是麦芽三糖) 三、淀粉的代谢三、淀粉的代谢 q2 、淀粉合成酶、淀粉合成酶(葡萄糖基

16、转移酶葡萄糖基转移酶) q第一步是第一步是G-1-P尿尿(腺腺)苷酰转移酶苷酰转移酶:q1-P-G+ATP(UTP)ADPG(UDPG)+PPiq第二步是第二步是淀粉合成酶淀粉合成酶:qADPG(UDPG) + (引子引子)n q UDP + (引子引子)n+1三、淀粉的代谢三、淀粉的代谢 q(二二)支链淀粉的生物合成支链淀粉的生物合成q淀粉合成酶只能合成淀粉合成酶只能合成-1，4-糖苷键连糖苷键连接而成的直链淀粉。接而成的直链淀粉。q支链淀粉除有支链淀粉除有-1，4-糖苷键外，分支糖苷键外，分支点上尚含有点上尚含有-l，6-糖苷键。糖苷键。q-1，6-糖苷键的形成是由分支酶糖苷键的形成是由分

17、支酶(或或称称Q酶酶)所催化。所催化。 三、淀粉的代谢三、淀粉的代谢 q（三）、淀粉的降解（三）、淀粉的降解q淀粉可以通过两种不同的方式降解为淀粉可以通过两种不同的方式降解为葡萄糖葡萄糖:q一种是以水解的方式将淀粉降解为葡一种是以水解的方式将淀粉降解为葡萄糖萄糖q另一种是以磷酸解的方式将淀粉水解另一种是以磷酸解的方式将淀粉水解为葡萄糖为葡萄糖-1-磷酸。磷酸。 三、淀粉的代谢三、淀粉的代谢 q1淀粉的水解淀粉的水解q（1）-淀粉酶淀粉酶(-amylase)(内切酶内切酶)q随机水解淀粉内的随机水解淀粉内的-1，4-糖苷键糖苷键 q（2）-淀粉酶淀粉酶(-amylase)外切酶外切酶 ）q专专地

18、从淀粉外层的非还原性末端，地从淀粉外层的非还原性末端，依次切下两个葡萄糖单位依次切下两个葡萄糖单位(麦芽糖麦芽糖)。 三、淀粉的代谢三、淀粉的代谢 q（3）支链淀粉）支链淀粉-1，6-糖苷酶糖苷酶(简称简称R酶酶)q又称脱支酶又称脱支酶q（4）水解酶）水解酶(称低聚称低聚l，6-糖苷酶糖苷酶) q水解支链淀粉分支点上的水解支链淀粉分支点上的-l，6-糖苷键糖苷键 q（5）-糖苷酶糖苷酶(-glycosidase) q在以上这些酶的协同作用下，将淀粉及中在以上这些酶的协同作用下，将淀粉及中间产物彻底水解为葡萄糖。间产物彻底水解为葡萄糖。三、淀粉的代谢三、淀粉的代谢 q2、淀粉的磷酸解、淀粉的磷酸

19、解q催化反应的酶称为磷酸化酶。催化反应的酶称为磷酸化酶。 q 淀粉淀粉 + Pi 1-P-G + “引子引子”q磷酸化酶所催化的反应虽是可逆的，但其磷酸化酶所催化的反应虽是可逆的，但其催化反应主要趋向于降解。催化反应主要趋向于降解。q它可催化淀粉或植物糖原中的非还原末端它可催化淀粉或植物糖原中的非还原末端脱下一个葡萄糖残基并与无机磷酸结合，脱下一个葡萄糖残基并与无机磷酸结合，生成葡萄糖生成葡萄糖-l-磷酸。磷酸。 四、其他多糖的代谢（了解）四、其他多糖的代谢（了解）q其他多糖如纤维素半纤维素和果胶质。其他多糖如纤维素半纤维素和果胶质。 q其合成通式表示为：其合成通式表示为： q (NDP-糖糖

20、)n+引子引子 (糖糖)n-受体受体 + nNDPq 单糖单糖 受体受体v糖原糖原（glycogen)glycogen)是由许多葡萄糖分是由许多葡萄糖分子聚合而成的带有分支的高分子多糖子聚合而成的带有分支的高分子多糖类化合物。类化合物。 v糖原分子的直链部分借糖原分子的直链部分借-1,4-1,4-糖苷糖苷键键而将葡萄糖残基连接起来，其支链而将葡萄糖残基连接起来，其支链部分则是借部分则是借-1,6-1,6-糖苷键糖苷键而形成分而形成分支。支。 -1,4- -糖苷键糖苷键-1,6- -糖苷键糖苷键糖原是一种无还原性的多糖糖原是一种无还原性的多糖糖原合成或分解时，其葡萄糖残基糖原合成或分解时，其葡萄

21、糖残基的添加或去除，均在其非还原端进的添加或去除，均在其非还原端进行。行。 糖原的合成与分解代谢主要发生在糖原的合成与分解代谢主要发生在肝、肾和肌肉组织细胞的胞液中。肝、肾和肌肉组织细胞的胞液中。 o（一）反应过程：（一）反应过程： o 糖原合成的反应过程可分为三个阶段：糖原合成的反应过程可分为三个阶段： o 1 1活化：活化：由葡萄糖生成由葡萄糖生成UDPG(uridine UDPG(uridine diphosphate glucose)diphosphate glucose)，是一耗能过程。是一耗能过程。 o 磷酸化：磷酸化： o o G + ATP G-6-P + ADP 己糖激酶己糖

22、激酶(葡萄糖激酶葡萄糖激酶)o 异构：异构：G-6-PG-6-P转变为转变为G-1-PG-1-P： o o G-6-P G-1-Po 转形：转形：G-1-PG-1-P转变为转变为尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖（UDPGUDPG）：o o o G-1-P + UTP UDPG + PPiUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶o 2 2缩合：缩合：o o UDPG + (G)n (G)n+1 + UDP o 3 3分支：分支： o 当直链长度达当直链长度达1212个葡萄糖残基以上时，在个葡萄糖残基以上时，在分支酶分支酶( (branching enzyme)branchin

23、g enzyme)的催化下，将的催化下，将距末端距末端6 67 7个葡萄糖残基组成的寡糖链由个葡萄糖残基组成的寡糖链由-1,4-1,4-糖苷键转变为糖苷键转变为-1,6-1,6-糖苷键糖苷键，使，使糖原出现分支。糖原出现分支。 糖原合酶糖原合酶* *-1,4-1,4-1,6-1,6 1 1必须以原有糖原分子作为引物；必须以原有糖原分子作为引物； 2 2合成反应在糖原的非还原端进行；合成反应在糖原的非还原端进行； 3 3合成为一耗能过程，每增加一个葡萄合成为一耗能过程，每增加一个葡萄糖残基，需消耗糖残基，需消耗2 2个高能磷酸键（个高能磷酸键（2 2分子分子ATPATP）；）； 4 4其关键酶是

24、糖原合酶其关键酶是糖原合酶( (glycogen glycogen synthase)synthase)，为一共价修饰酶；为一共价修饰酶； 5 5需需UTPUTP参与（以参与（以UDPUDP为载体）。为载体）。 （一）反应过程：（一）反应过程： 糖原的分解代谢可分为三个阶段：糖原的分解代谢可分为三个阶段： 1 1水解：水解：包括三步反应，循环交替进行。包括三步反应，循环交替进行。 磷酸解：由磷酸解：由糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶( (glycogen glycogen phosphorylase)phosphorylase)催化对催化对-1,4-1,4-糖苷键磷糖苷键磷酸解，生成酸解，生成G-1-PG-1-P。 (G)n +