第19、20章 代谢总论、生物能学.ppt

1、Chapter19 代 谢 总 论,metabolism,一、什么是生物代谢？,Chapter19 代谢总论,生物代谢是指生物活体与外界环境不断进行的物质（包括气体、液体和固体）交换过程。其本质是活细胞中发生一系列化学变化，每一变化均由酶催化。,二、物质代谢和能量代谢,新陈代谢,同化作用：小分子合成大分子；需要能量,异化作用：大分子分解为小分子：释放能量,物质代谢能量代谢,Chapter19 代谢总论,三、中间代谢、代谢途径、代谢物和中间代谢物,四、代谢的研究方法,苯环化合物示踪法,稳定同位素示踪法,放射性同位素示踪法,五、代谢和生命发展,个体发育和系统发育,Chapter19 代谢总论,六、

2、ATP是能量代谢的“货币”,ATP ADP AMP,Pi Pi,Chapter19 代谢总论,七、能量代谢中辅酶的递能作用,1、辅酶I和辅酶II的递能作用 NAD+ (烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I) NADP+(烟酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸,又称为辅酶II ),2、FMN和FAD递能作用 FAD(黄素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黄素单核苷酸),3、CoA在能量代谢中的作用 辅酶A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它的前体是维生素(B3)泛酸，乙酰-CoA水解可释放出大量能量。,Chapter20 生 物 能 学,Bioenergetics,Chapter20 Bioenergetics

3、,一、有关热力学和能的基本概念,（一）体系的概念、性质和状态,开放体系、封闭体系、隔离体系,一个体系的性质包括压力、体积、温度、比热、表面张力等,（二）能的两种形式热与功,（三）内能（U）和焓（H）的概念：H=U+PV,Chapter20 Bioenergetics,一、有关热力学和能的基本概念,（四）热力学第一定律,在一个孤立体系中的能量可以变换其形式，但其总能量不变。,Chapter20 Bioenergetics,一、有关热力学和能的基本概念,五、化学能的转化：光能、化学能和热能等的转化,维持生命活动的能量，主要有两个来源： 光能（太阳能）：植物和某些藻类，通过光合作用将光能转变成生物能

4、。 化学能：动物和大多数的微生物，通过生物氧化作用将有机物质（主要是各种光合作用产物）存储的化学能释放出来，并转变成生物能。,Chapter20 Bioenergetics,一、有关热力学和能的基本概念,六、热力学第二定律（25页）和熵的概念,七、自由能的概念： G= HT S,热的传导只能由高温物体传至低温物体。热的自发地逆向传导是不可能的。 代表体系能量分散程度的状态函数，统称为熵（S）。,凡是能够用于做功的能量称之为自由能（G）。,Chapter20 Bioenergetics,二、化学反应中自由能的变化和意义,（一）化学反应的自由能变化公式,A+B=C+D+H, G = HT S,自发

5、进行的化学反应 G0,Chapter20 Bioenergetics,二、化学反应中自由能的变化和意义,（二）标准自由能变化与平衡常数的关系,A+B=C+D+H,（三）自由能变化的可加性及其在生物化学反应中的意义,（四）能量学在生物化学应用中的一些规定（32页）,（三）自由能变化的可加性及其在生物化学反应中的意义,在偶联的几个反应中，自由能的总变化等于每一步反应自由能变化的总和。 意义：一个热力学上不能进行的反应，可以由与它相偶联的，热力学上容易进行的反应驱动。,Chapter20 Bioenergetics,三、高能磷酸化合物,（一）高能磷酸化合物的概念,一般将水解时释放5000卡以上自由能

6、的化合物称为高能化合物，如ATP、ADP、GTP等。 注意：跟键能的区别,（二）高能磷酸化合物的类型 34页,Chapter20 Bioenergetics,（二）高能磷酸化合物的类型 34页,1、磷氧键型（OP),3-磷酸甘油酸磷酸,11.8千卡/摩尔,乙酰磷酸,10.1千卡/摩尔,(1)酰基磷酸化合物,氨甲酰磷酸,酰基腺苷酸,氨酰基腺苷酸,(1)酰基磷酸化合物,1、磷氧键型（OP),（2）焦磷酸化合物,ATP（三磷酸腺苷）,焦磷酸,7.3千卡/摩尔,1、磷氧键型（OP),（3）烯醇式磷酸化合物,磷酸烯醇式丙酮酸,14.8千卡/摩尔,1、磷氧键型（OP),2、氮磷键型,磷酸肌酸,磷酸精氨酸,10.3千卡/摩尔,7.7千卡/摩尔,这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用。,4、甲硫键型,S-腺苷甲硫氨酸,Chapter20 Bioenergetics,（三）ATP是生物体内的能量“货币” 37页,三、高能磷酸化合物,ADPATPADP AMP能量转换途径,萤 火虫发光物质“虫荧光酰腺苷酸”,7.3千卡/摩尔,Chapter20 Bioenergetics,三、高能磷酸化合物,（四） 磷酸肌酸、磷酸精氨酸的贮能作用 37页,磷酸精氨酸是无脊椎动物肌