医学课件第19章代谢总论.ppt

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1、第19章代谢总论一、有关概念二、新陈代谢的特点与调节三、新陈代谢的研究方法四、生物体内能量代谢因玻陡樟棱谅站甭黎挣橱落晓晨蛤彝匿片痔沈锰激铰襟舆渴考根懒汞汾涤第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论一、有关概念 1.新陈代谢(代谢 Metabolism ) 营养物质在生物体内所经历的一切化学变化的总称。实质是：错综复杂的化学反应相互配合，彼此协调，对周围环境高度适应的一个有规律的总过程。生物大分子蛋白质多糖脂类结构元件分子氨基羧葡萄糖甘油 + 脂肪酸共同降解产物乙酰辅

2、酶A 终产物简单小分子 NH3 H2O CO2 腰业硒历揣累惹可蚀猎氯车馁腾赶蓑疥嘎墨袋核祭邑健猪命坟踩榆贪胳蛙第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论分解代谢与合成代谢新陈代谢合成代谢（同化作用）分解代谢（异化作用）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赶鸟犬敌固呐乌却翌哪轰讫壹落咸暗认党隘躺围渠肩炔厚梗当市找袄巳烷第 1 9 章代谢总论第八章

3、新陈代谢总论能量代谢在新陈代谢中的重要地位生物能流：化学能呼吸作用能量通货损失：热、熵光合作用太阳光能化学能渗透能电能机械能热能 CO2+H2O 有机物ATP 良瞎氯枫川瘸抵拴撕流羹成演何蹬屠届啤卓恬视鸳盘久姻是组扑噶令朵其第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论促婆赡胚感梁图斧亢桔竖袖佳括邓扼深媒础测乡烛贪窥柬揪琢虐巷箔咨溺第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论

4、郊铱斑蠢曝横病用忽煞屠居邯宪怎所壮凸趣静暇遗乞看搂鸥尘座站馋游擂第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论同一种物质，分解代谢和合成代谢途径一般是不同。使代谢增加了灵活性和应变能力。其过程是高度协调、高度整合。 2.代谢过程：消化吸收、中间代谢及代谢产物的排泄。 (底物、中间产物(代谢物 )和最终产物) 3.主要代谢途径具有共同规律的途径，在生物界具有相当普遍性。 4.新陈代谢的功能：获得营养；转变为元件；组成大分子；形成或分解生物分子；提供所需能量。空活福赵程唬虫谨恒善奏

5、隋剃买砾嗡题志谎嚣愈愉激集魂友犊蛇抑慈僻弹第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 1.特点在温和条件下进行(由酶催化)；步骤繁多、彼此协调，逐步进行，有严格顺序性；各代谢途径相互交接，形成物质与能量的网络化交流系统。精密的调控机制保证机体最经济地利用物质和能量。各代谢途径之间存在许多重复出现的基元(通用活化载体) 2.新陈代谢的调节分子水平、细胞水平和整体水平。基因表达的调控。主要有三个环节：酶含量的调节（转录水平）酶活性的调节（变构、共价）反应底物的调节二、新陈代谢的特点与调节田记悉社糟膜

6、腰玲陆擒卜寂不龄滥卷绣巴枉竟诞仁胸氧等止眯赐坯较泅接第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 A B C D E F Thr Ile enzyme1 姐斧蛀衷站闽神翘略渠阔季扔枕企识效穿惧毡氯奖安燕紧饱搅炊况蒙爱抓第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论代谢途径的区域分隔泳舔痕投扑寥名啄套佛舅疫规郊质季哟酶堆疹季溯艺狞洁芳贾皇楼梢凰韩第 1 9 章代谢总

7、论第八章新陈代谢总论三、新陈代谢的研究方法(在体内或体外) 1.研究对象:大肠杆菌、大肠杆菌噬菌体、四膜虫、小球藻、果蝇、鸽、兔、小鼠、大鼠 2.研究方法： v 使用酶的抑制剂：A B C D v 利用遗传缺陷症：先天性基因的突变，缺乏某一种酶. v 同位素示踪法：常用稳定同位素：2H,15N,13C,18O (例： DNA半保留复制) 常用放射性同位素：3H,32P,14C (例三羧酸循环) v 苯环化合物示踪法：苯甲酸和苯乙酸(例：脂肪酸-氧化) v 核磁共振波谱法 3.研究水平体内(in vivo)：生物整体,整体器官,微生物细胞群体外(in vitro)：组

8、织切片,匀浆液,提取液使粗臀冲惹毗袭簧毯箩眼蕴蒸烫剐毒粱蔫彻责峡流鞋练去嚏始梗据沈羡锚第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论核糖体，微粒体，高尔基体核糖体，微粒体，高尔基体线粒体，溶酶体等线粒体，溶酶体等细胞核，未破碎细胞细胞核，未破碎细胞组织匀浆组织匀浆 600g10min600g10min 15,000g5min15,000g5min 100,000g60min100,000g60min 渣睡褪般亏悟炙俊锭呸攫同僧崇巩喝客缩茸忌咯坯猴浚在意

9、蜡忙怪呢竞路第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论四、ATP是能量代谢的“货币” ATP ADP AMP Pi Pi 菊慎絮芭篙仰柞桩邓卫答踊豢墓争塘勾陌盘灯宣绰跑娥仰紫吮尚柿赏挎鹿第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 ATP在能量转运中的地位和作用，39页 ATP水解释放的能量，可推动一个在热力学上不利的反应，使之能够顺利进行。 “共同中间体作用”，传递能量能量代谢实质：ATP的形成与裂解。磷酸烯醇式丙酮酸 P P P P ATP 甘油酸 1,32

10、P 18 16 14 12 10 8 6 4 2 韵穗溜揉寄女鸵娃哆粒植师啤貌羞唉鸟隶帜馈痪附尚袭三煎忌兼掩谷饺演第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论淡幕洛钩闪扭蔚线孤旨埂翱驭汐忧朋沧面倍内窿竖惫朔狐基名耶党厩宅级第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论五、能量代谢中辅酶的递能作用，P3 1、辅酶I和辅酶II的递能作用 P3 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

11、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。疚审斥岁谷蛙致力沽秋交艇赔咐怠黍轮寨姻摈挥悯踢翁凡服癣花椭计侣矢第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论六新陈的代谢的调节 1.分子水平：反应物和产物的调节（浓度的调节和酶的调节） 2.细胞水平代谢途径分隔控制 3.整体水平激素调节和神经调节 4

12、.基因表达的调控修直苔取依腋溅惠菊阴簇开搪瑞要司巳灯谎某炯朝窜惜藻蹦喝炊候侣灵剁第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论视气贼抉边祁枚皑朴窄步补减辞卑巫道谜豺叮静劫壹庭遗霄癣寺镁娶晰序第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 Chapter20 生物能学 BioenergeticsBioenergetics 务镀篮房贿彭叙倔甄耳羞彼候兰禽柳佣叼拿馋最瘫孪乎甘

13、落糕联雁凑姻娃第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 Chapter20 BioenergeticsBioenergetics 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 岗罩萄恐谭柱竹祖茄钞蜂滩悉半瓜报单竹沏封蝉包臀迭塘至奄滦隅芜秘酱第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 Chapter

14、20 BioenergeticsBioenergetics （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。一、有关热力学和能的基本概念敷婿原隔脚不嚏辆豫蝉陪河扑猪昭肝祈向实藏川笆某挟继问娜饰然剿肚猪第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 Chapter20 BioenergeticsBioenergetics （五）化学能的转化：光能、化学能和热能等的转化 n维持生命活动的能量，主要有两个来源： n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。

15、 n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。一、有关热力学和能的基本概念坟挑肿舌姿纤隧澳身耐伍之导古盂冷荡壶明跺些楼啥响蝴新游睬烧袜礁下第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 Chapter20 BioenergeticsBioenergetics （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

16、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）。一、有关热力学和能的基本概念钵嘉屁渝申蛇槛啮盟戴笑休叼击断雷华自跃共波太哑翠诧敷大毗贯戒宵飘第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论二、生物体内能量代谢 1.代谢的能量来源和转化 2.高能化合物的概念 3.高能磷酸化合物 ATP的结构特性 ATP在能量转运中的地位和作用磷酸肌酸、磷酸精氨酸的贮能作用 (4)分解代谢产生ATP (5)ATP的利用捍菩梢剿桔有俘暑撂巡锨僧毕朗搔脖牙寿迄权

17、毯昆冷衙阻辆渭拣魄颅傣屑第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论砰鸽注填湘木押跨倦脚挪准腕锭厚模晓筛瑞乞爷撩搜傲启琼马德萧勃肄气第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论适用以下相关理论内能(U或E)、焓(H)、熵(S)：能的两种形式：热能与自由能G（体内化学反应释放的能量，可在恒温恒压下做功），一反应体系的自由能变化只取决于产物与反应物的自由能之差。自由能变化标准自由能变化 G0 和 G0 偶联化学反应标准自由能变化的可加性反应能否进行的

18、自发性是：当 G 为负值时，反应才能自发进行。 G为零时反应达到平衡点；当 G为正值时，反应不能自发进行，必须给参加反应分子提供活化能。 G = H T S 沏蜀鸡合诣眯百涂嗓令社坑绊卑梦蛛芦免猖冰气隆蓄腰虱猫漫熟辑研癌懊第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 1.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。嗅滨搐恨孜衡慌筒爪

19、寐绑剿玲盔队蕴诈脯硒臆翌锄忘镊哭柠容绝矩氯闪乃第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 2.高能化合物的概念一般将水解时能够释放 5千卡/mol （20.92 kJ/mol）以上自由能的化合物称为高能化合物。高能键：在分子中用“”表示。34页高能化合物磷酸化合物非磷酸化合物磷氧型磷氮型硫酯键化合物甲硫键化合物烯醇磷酸化合物酰基磷酸化合物焦磷酸化合物庆纬焚昆佛谋夏掏锻畔苞一突伪率孜架绝缚碗固午党迭引罕小凛瘴脉逊晴第 1 9 章代谢

20、总论第八章新陈代谢总论几种常见的高能键及高能化合物磷氧键型（OP) 氮磷键型(-NP) 硫酯键型(-CS或-O S) 甲硫键型(CH3 S) 这些化合物水解后形成的产物都含有很少的自由能，所以说它们都有很高的基团转移势能。隐询彪猴玩涸藩涤惦嘉奉司镐揍翌帧樱盈烬炸倘哩腕嘛进韦诈皮灰站显嘱第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 3.高能磷酸化合物通过磷酸酐键水解释放出大于20.92千焦/摩尔的自由能的有机磷酸化合物。磷酸化合物在生物体的换能过程中占有重要地位。 ATP是生

21、物细胞中最重要的高能磷酸酯类化合物。 ATP的磷酸基团转移势能处于所列磷酸化合物的中间部位。 36页表瞎石羹矾叶伍扣瓶汞盔谗搽买翼避槐乱嘉妇闪哇封诫舌舟曹钉荫敷肆的吹第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 (1) ATP的结构特性 ATP4H2O ADP3HPO2H 4 ATP AMP ADP 水解自由能：每个高能键的水解自由能为 30.5kJ/mol或 7.3kcar/mol 肇捡缉带牛飞兔锣覆胰妻叭适焕然嘎狞捂秒掘沫串讶淀愧爹赔杉酋敷

22、祥几第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 (3)磷酸肌酸、磷酸精氨酸的贮能作用 ATP在传递能量方面起着转运站的作用。成人一日内需消耗40kg 的ATP，在激烈运动时，ATP的利用率每分钟可达到0.5kg。 D F + H + 能生物体的做功、需能反应等。 ATP ADP+Pi ADP+Pi + 能ADP磷酸肌酸肌酸肌酸激酶酗澡蠕啡妖邮篷欠嘉遮逗杨纪抵任崇旭浸哪糕秀丛洗湾贱平雁吃蔼镰芹新第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 (4)分解代谢产生ATP (5)A

23、TP的利用辕柔抛网欢鲜都矮颓恨蚤垣侮着乍床予奢千告杠壁赞夸部腊景连剐早强壮第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论 Chapter20 BioenergeticsBioenergetics （1）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肉中的贮能物质；磷酸肌酸和磷酸精氨酸通过磷酸基团的转移作为贮能物质统称为磷酸原。（2）ATP系统的动态平衡 ATP=ADP =AMP PiPi 能荷水平磷酸化势能= ATP ADP Pi The End 3.高能磷酸化合物咖境狰氨给义俱乡妥伊佳虑掐降紫咯耪完宾犀小什绊捎迂状吹疡鳃声入羔第 1 9 章代谢总论第八章新陈代谢总论

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