第七章新陈代谢概述与生物能学PowerPointPr.pptx
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第七章新陈代谢概述与生物能学-PowerPointPr
2. 琥珀酸氧化呼吸链
琥珀酸 →复合体Ⅱ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2 一般情况下琥珀酸、a-磷酸甘油氧化脱氢生成FADH2作为这 条呼吸链的最初供体。
38
NADH氧化呼吸链
FADH2氧化呼吸链
39
电子传递链
40
五、氧化磷酸化
ATP是生命活动的直接供能物质，体内 能量的生成就是ADP经磷酸化生成ATP的过 程。能量贮存在ATP的高能磷酸键中。体内 磷酸化主要有两种方式：底物磷酸化和氧化 磷酸化。
G ＝-30.5kJ•MOL-1 G ＝-33.1kJ•MOL-1
19
ATP的形成与作用
20
O O- P
O-
O O P O-
O-
NH2
N
N
焦磷酸
O O- P
O-
ATP（三磷酸腺苷）
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
21
ATP的特殊作用
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
传递电子机理：
+e
Fe3+ －e
Fe2+
+e
Cu2+
Cu+
－e
35
呼吸链中传递体的排列顺序
实验依据： 1）根据各种组分标准氧化还原电位确定顺序，
氧化还原电位逐渐增加，该值越大，说明越易 构成氧化剂处于呼吸链的末端，越小，说明越 易构成还原剂处于呼吸链的始端。 2）电子亲和力增加的顺序排列； 3）吸收光谱变化，氧化程度逐渐增高； 4）利用电子传递抑制剂选择性阻断； 5）拆开和重组 6）还原状态呼吸链缓慢给氧，根据各组分氧化 还原状态确定顺序
琥珀酸 →复合体Ⅱ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2 一般情况下琥珀酸、a-磷酸甘油氧化脱氢生成FADH2作为这 条呼吸链的最初供体。
38
NADH氧化呼吸链
FADH2氧化呼吸链
39
电子传递链
40
五、氧化磷酸化
ATP是生命活动的直接供能物质，体内 能量的生成就是ADP经磷酸化生成ATP的过 程。能量贮存在ATP的高能磷酸键中。体内 磷酸化主要有两种方式：底物磷酸化和氧化 磷酸化。
G ＝-30.5kJ•MOL-1 G ＝-33.1kJ•MOL-1
19
ATP的形成与作用
20
O O- P
O-
O O P O-
O-
NH2
N
N
焦磷酸
O O- P
O-
ATP（三磷酸腺苷）
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
21
ATP的特殊作用
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
传递电子机理：
+e
Fe3+ －e
Fe2+
+e
Cu2+
Cu+
－e
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呼吸链中传递体的排列顺序
实验依据： 1）根据各种组分标准氧化还原电位确定顺序，
氧化还原电位逐渐增加，该值越大，说明越易 构成氧化剂处于呼吸链的末端，越小，说明越 易构成还原剂处于呼吸链的始端。 2）电子亲和力增加的顺序排列； 3）吸收光谱变化，氧化程度逐渐增高； 4）利用电子传递抑制剂选择性阻断； 5）拆开和重组 6）还原状态呼吸链缓慢给氧，根据各组分氧化 还原状态确定顺序
新陈代谢PPT课件
3A、TPAT酶P与AADDPP+的Pi相+能互量转化及ATP的形成：
（1）此反应式中能量的含义
（2）ATP的生成途径
人和动物：形成ATP的能量来源是呼吸作用
绿色植物：形成ATP的能量来源是呼吸作用和 光合作用
例1、生物体进行生命活动所需的直接能源、主要
能源和最终能源依次是（D ）
A、太阳能、糖类、ATP B、ATP、糖类、脂肪 C、ATP、脂肪、太阳能 D、ATP、糖类、太阳能
三、新陈代谢与ATP
1、关于能量
2、ATP的结构简式 （1）ATP的结构简式：A－P～P～P 式中A代表腺苷， P代表磷酸基，～ 代表高能磷酸键，－代表普通 化学键，ATP分子中大量的化学能就储存在高能 磷酸键中
（2）结构特点：ATP分子中原离A的那个高能磷酸键 在一定条件下易水解（伴随能量的释放），也很 容易重新形成（伴随能量的储存）
1mL
4
滴入碘液，并摇匀
1滴
2号试管 2mL 100℃ 1mL 1滴
3号试管 2mL 0℃ 1mL 1滴
5
现象记录
不变蓝
变蓝
变蓝
4．实验四
操作序 号 1
2
3
4
5
6
7
8
项目 注入新鲜的淀粉酶溶
液 注入蒸馏水
注入氢氧化钠溶液
注入盐酸
注入可溶性淀粉溶液
温度 注入斐林试剂，并振
荡试管 加热煮沸
9
现象记录
结论：
新陈代谢实现了生物体的自我更新（实质） 新陈代谢是生物体生命活动的基础（意义）
二、新陈代谢与酶
1、酶的发现
2、酶的概念
酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物
（1）此反应式中能量的含义
（2）ATP的生成途径
人和动物：形成ATP的能量来源是呼吸作用
绿色植物：形成ATP的能量来源是呼吸作用和 光合作用
例1、生物体进行生命活动所需的直接能源、主要
能源和最终能源依次是（D ）
A、太阳能、糖类、ATP B、ATP、糖类、脂肪 C、ATP、脂肪、太阳能 D、ATP、糖类、太阳能
三、新陈代谢与ATP
1、关于能量
2、ATP的结构简式 （1）ATP的结构简式：A－P～P～P 式中A代表腺苷， P代表磷酸基，～ 代表高能磷酸键，－代表普通 化学键，ATP分子中大量的化学能就储存在高能 磷酸键中
（2）结构特点：ATP分子中原离A的那个高能磷酸键 在一定条件下易水解（伴随能量的释放），也很 容易重新形成（伴随能量的储存）
1mL
4
滴入碘液，并摇匀
1滴
2号试管 2mL 100℃ 1mL 1滴
3号试管 2mL 0℃ 1mL 1滴
5
现象记录
不变蓝
变蓝
变蓝
4．实验四
操作序 号 1
2
3
4
5
6
7
8
项目 注入新鲜的淀粉酶溶
液 注入蒸馏水
注入氢氧化钠溶液
注入盐酸
注入可溶性淀粉溶液
温度 注入斐林试剂，并振
荡试管 加热煮沸
9
现象记录
结论：
新陈代谢实现了生物体的自我更新（实质） 新陈代谢是生物体生命活动的基础（意义）
二、新陈代谢与酶
1、酶的发现
2、酶的概念
酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物
第7章新陈代谢总论和生物氧化1
•(1) 高能化合物
•生物体内有许多化合物，随水解或基团转移反应可释放出大 量的自由能,这类化合物称为高能化合物。
•烯醇磷酸化合物
•高能化合物
•磷酸化合物
•磷氧型 •磷氮型
•酰基磷酸化合物 •焦磷酸化合物
•非磷酸化合物
•硫酯键化合物 •O •R •C •S•C•o•A
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•甲硫键化合物
第7章新陈代谢总论和生物氧化1
• dNTP由dNDP的生成过程也需要ATP供能：
• dNDP+ATP→dNTP+ADP
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第7章新陈代谢总论和生物氧化1
•(4) 其它贮能物质：磷酸肌酸
• 在肌肉、神经组织，磷酸肌酸是主要的贮能物质， 但是它含有的能量需转化成ATP后再利用。
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第7章新陈代谢总论和生物氧化1
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第7章新陈代谢总论和生物氧化1
•(2) ATP在能量转运中的地位和作用
•ATP是生物细胞中最重要的高能磷酸酯类化合物，作为 细胞的主要供能物质参与体内的许多代谢反应。无论从 低等的单细胞生物到高等的人类，能量的释放、贮存和 利用都是以ATP为中心。
•N•H•2
•酸酐键 •磷酯键 •N
•二、生物氧化(Biological oxidation)
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•2.1 概述 •2.2 生物氧化中CO2的生成 •2.3 生物氧化中H2O的生成 • 2.3.1 呼吸链 • 2.3.2 呼吸链的组成 • 2.3.3 呼吸链中传递体的顺序 •2.4 氧化磷酸化 • 2.4.1 ATP的生成 • 2.4.2 胞浆中NADH的氧化磷酸化 • 2.4.3 氧化磷酸化中ATP的合成部位 • 2.4.4 氧化磷酸化的偶联机制
•生物体内有许多化合物，随水解或基团转移反应可释放出大 量的自由能,这类化合物称为高能化合物。
•烯醇磷酸化合物
•高能化合物
•磷酸化合物
•磷氧型 •磷氮型
•酰基磷酸化合物 •焦磷酸化合物
•非磷酸化合物
•硫酯键化合物 •O •R •C •S•C•o•A
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•甲硫键化合物
第7章新陈代谢总论和生物氧化1
• dNTP由dNDP的生成过程也需要ATP供能：
• dNDP+ATP→dNTP+ADP
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第7章新陈代谢总论和生物氧化1
•(4) 其它贮能物质：磷酸肌酸
• 在肌肉、神经组织，磷酸肌酸是主要的贮能物质， 但是它含有的能量需转化成ATP后再利用。
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第7章新陈代谢总论和生物氧化1
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第7章新陈代谢总论和生物氧化1
•(2) ATP在能量转运中的地位和作用
•ATP是生物细胞中最重要的高能磷酸酯类化合物，作为 细胞的主要供能物质参与体内的许多代谢反应。无论从 低等的单细胞生物到高等的人类，能量的释放、贮存和 利用都是以ATP为中心。
•N•H•2
•酸酐键 •磷酯键 •N
•二、生物氧化(Biological oxidation)
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•2.1 概述 •2.2 生物氧化中CO2的生成 •2.3 生物氧化中H2O的生成 • 2.3.1 呼吸链 • 2.3.2 呼吸链的组成 • 2.3.3 呼吸链中传递体的顺序 •2.4 氧化磷酸化 • 2.4.1 ATP的生成 • 2.4.2 胞浆中NADH的氧化磷酸化 • 2.4.3 氧化磷酸化中ATP的合成部位 • 2.4.4 氧化磷酸化的偶联机制
人体的新陈代谢ppt课件
新陈代谢是生命活动的基础，它为细胞的生长、发育、修复提供了能 量，同时维持了内环境的稳态，保证了生物体的正常生理功能。
新陈代谢的类型
01
合成代谢
合成代谢是指将简单的物质合 成复杂物质的过程，如蛋白质
、脂肪、糖类的合成。
02
分解代谢
分解代谢是指将复杂的物质分 解为简单物质的过程，如蛋白
质、脂肪、糖类的分解。
水果。
碳水化合物的消化与吸收
01
02
03
口腔消化
胃部消化
小肠吸收
在口腔中，碳水化合物被唾液中的淀粉酶 分解为麦芽糖。
在胃中，麦芽糖进一步被分解为单糖，但 大部分碳水化合物在到达胃部时已经被口 腔消化。
被分解的单糖通过小肠壁被吸收到血液中 ，供给身体能量。
糖异生与糖酵解的平衡
01
02
03
糖异生
由非碳水化合物生成葡萄 糖的过程，主要发生在肝 脏和肾脏。
脂肪的代谢过程
脂肪的分解代谢
在氧气充足的条件下，脂肪酸会被分 解为二氧化碳和水，同时释放出大量 能量。这个过程主要发生在细胞的线 粒体中。
脂肪的合成代谢
在氧气不足的条件下，脂肪酸会被合 成甘油三酯，储存在细胞中。这个过 程主要发生在细胞的胞液中。
04
蛋白质代谢
蛋白质的种类与来源
动物性蛋白质
主要来源于肉类、鱼类、 禽类、乳制品和蛋类等， 其中肉类和鱼类是优质蛋 白质的良好来源。
环境因素如温度、湿度、光照等通过影 响酶的活性来调节新陈代谢。
营养调节
营养物质的摄入量、种类和比例可以影 响新陈代谢，如蛋白质摄入不足会导致 肌肉分解。
02
碳水化合物代谢
碳水化合物的种类与来源
《人体的新陈代谢》课件
物质代谢过程中，细胞内的各种酶起着至关重要的作用，它们催化着各种化学反应的进行， 保证新陈代谢的正常进行。
能量代谢
能量代谢是指生物体内能量的转化和利用过程，是生命活动的基本过程 之一。
生物体内能量的来源主要是食物，通过消化吸收进入体内后，经过一系 列化学反应转化为ATP等高能化合物，再由这些高能化合物供给生物体
常见的自身调节方式
包括氧化还原反应、ATP形成和利用等。
自身调节的机制
细胞内部的代谢反应相互协调，通过自我调整来维持细胞代谢活动 的平衡，实现对新陈代谢的调节。
04
新陈代谢与健康
新陈代谢与疾病的关系
疾病影响新陈代谢
某些疾病如糖尿病、甲状腺疾病等会影响人体的新陈代谢，导致能量消耗、物 质合成和分解等过程出现异常。
常见的神经调节方式
神经调节的机制
神经递质通过与靶细胞表面的受体结 合，引发细胞膜电位的变化，进而影 响细胞代谢活动，实现对新陈代谢的 调节。
包括交感神经和副交感神经的调节， 以及各种神经递质的调节等。
自身调节
自身调节的特点
自身调节是一个内在的、自我调整的过程，它通过细胞内部代谢 反应的相互协调，实现对新陈代谢的自动调节。
胰腺
胰腺分泌的消化酶对食物的消化和吸收具有重要作用，同 时它还分泌胰岛素和胰高血糖素等激素，调节血糖水平。
心脏
心脏通过收缩和舒张的方式，推动血液循环，将氧气和营 养物质输送到全身各个组织器官，同时将废物和二氧化碳 运输到肺部和肾脏等排泄器官。
03
新陈代谢的调节
激素调节
激素调节的特点
激素调节是一个缓慢而持久的过 程，它通过血液中的激素浓度变 化来影响细胞代谢活动，进而调
新陈代谢的重要性
能量代谢
能量代谢是指生物体内能量的转化和利用过程，是生命活动的基本过程 之一。
生物体内能量的来源主要是食物，通过消化吸收进入体内后，经过一系 列化学反应转化为ATP等高能化合物，再由这些高能化合物供给生物体
常见的自身调节方式
包括氧化还原反应、ATP形成和利用等。
自身调节的机制
细胞内部的代谢反应相互协调，通过自我调整来维持细胞代谢活动 的平衡，实现对新陈代谢的调节。
04
新陈代谢与健康
新陈代谢与疾病的关系
疾病影响新陈代谢
某些疾病如糖尿病、甲状腺疾病等会影响人体的新陈代谢，导致能量消耗、物 质合成和分解等过程出现异常。
常见的神经调节方式
神经调节的机制
神经递质通过与靶细胞表面的受体结 合，引发细胞膜电位的变化，进而影 响细胞代谢活动，实现对新陈代谢的 调节。
包括交感神经和副交感神经的调节， 以及各种神经递质的调节等。
自身调节
自身调节的特点
自身调节是一个内在的、自我调整的过程，它通过细胞内部代谢 反应的相互协调，实现对新陈代谢的自动调节。
胰腺
胰腺分泌的消化酶对食物的消化和吸收具有重要作用，同 时它还分泌胰岛素和胰高血糖素等激素，调节血糖水平。
心脏
心脏通过收缩和舒张的方式，推动血液循环，将氧气和营 养物质输送到全身各个组织器官，同时将废物和二氧化碳 运输到肺部和肾脏等排泄器官。
03
新陈代谢的调节
激素调节
激素调节的特点
激素调节是一个缓慢而持久的过 程，它通过血液中的激素浓度变 化来影响细胞代谢活动，进而调
新陈代谢的重要性
《高一生物新陈代谢》课件
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
人体新陈代谢
人体新陈代谢的特点
物质转化
人体新陈代谢过程中，物质不 断进行转化，将食物转化为能
量和身体组织。
能量转换
人体通过新陈代谢将食物中的 化学能转换为热能和机械能， 以维持生命活动。
持续进行
人体新陈代谢是一个持续不断 的过程，需要不断地摄取食物 和氧气，排出废物和二氧化碳 。
02
03
04
光合作用
植物、蓝绿藻和某些细菌通过 光合作用将二氧化碳和水转化
为葡萄糖，并释放氧气。
呼吸作用
动物和植物通过呼吸作用将有 机物氧化，释放能量。
消化作用
生物通过摄取食物，经过消化 系统的消化作用，将食物分解
为可吸收的小分子物质。
排泄作用
生物通过排泄系统将体内代谢 废物和多余水分排出体外。
新陈代谢的意义
自我调节
人体新陈代谢具有自我调节能 力，可以根据身体需求和环境
变化进行适应性调整。
人体新陈代谢的过程
消化吸收
食物通过口腔、食管、胃、小肠等消 化道器官被消化分解为小分子物质， 如氨基酸、单糖和脂肪酸等，并被吸 收进入血液和淋巴系统。
能量转换
营养物质在细胞内经过氧化磷酸化等 过程释放出所含的化学能，并转换为 热能和机械能。
许多疾病的发生与新陈代谢异常有关，如糖尿病、肥胖症等 。
疾病预防与新陈代谢调节
通过调节新陈代谢可以预防某些疾病的发生，如合理饮食和 运动可以降低糖尿病和肥胖症的风险。
新陈代谢与营养的关系
营养物质摄取与代谢
新陈代谢过程中需要消耗大量的营养物质，摄取适量的营养物质对于维持正常的新陈代谢至关重要。
(推荐)《陈代谢与生物能学》PPT课件
阶段1：利用分解代谢阶段之2、3产生的 小分子作为合成原料前体。
注：*各类生物代谢的起点和进行方向不同， 但都遵循许多中心转化过程。 *生物可直接利用分解代谢产生的构件 分子作为前体装配成生物大分子。
合成代谢与分解代谢途径通常不重合
（1）二者部分代谢过程相同，个别或少数过程不同，由不同的酶催化。 例：糖酵解与糖异生
氨基酸 三碳α-酮酸（丙酮酸） 乙酰CoA
葡萄糖 → 丙酮酸 甘 油 → 丙酮酸 脂肪酸 → 乙酰CoA
阶段3：中间代谢物通过TCA循环最终分解为 CO2、H2O。
*合成代谢三阶段
阶段3：从构件分子合成大分子化合物， 如脂肪的合成原料是小分子乙 酰辅酶A，
先合成出脂肪酸，再合成各种脂类。 阶段2：先合成各种生物大分子的构件单元。
NADPH为合成代谢中的生物合成提供还原力。
*合成代谢（Anabolism）：由小分子前体合成生物大分子的过程。需要的 能量由分解代谢产生的 ATP 和 NADPH 提供。
NAD+ ; NADPH + H+
NAD+/NADH : 氧化途径（分解代谢）中电子受体 NADP+/NADPH :还原途径（合成代谢）电子供体
区域部位 1、线粒体
2、胞液 3、内质网 4、细胞核 5、糖颗粒 6、溶酶体
*各代谢途径的细胞定位
代谢分工 三羧酸循环（线粒体膜）；电子传递和氧化磷酸化 脂肪酸氧化；氨基酸分解代谢 酵解；脂肪酸合成；糖异生的部分途径；尿素合成 脂类合成；类固醇合成；蛋白质合成 DNA的复制；RNA的合成 糖原的合成与降解 蛋白质降解
新陈代谢特点：
在温和条件下进行，由酶催化； 各反应有严格的顺序性； 代谢途径的单向性 ( 代谢中的限速酶 ) 生物体对内外环境条件有高度的适应性和灵敏的自动调节。
注：*各类生物代谢的起点和进行方向不同， 但都遵循许多中心转化过程。 *生物可直接利用分解代谢产生的构件 分子作为前体装配成生物大分子。
合成代谢与分解代谢途径通常不重合
（1）二者部分代谢过程相同，个别或少数过程不同，由不同的酶催化。 例：糖酵解与糖异生
氨基酸 三碳α-酮酸（丙酮酸） 乙酰CoA
葡萄糖 → 丙酮酸 甘 油 → 丙酮酸 脂肪酸 → 乙酰CoA
阶段3：中间代谢物通过TCA循环最终分解为 CO2、H2O。
*合成代谢三阶段
阶段3：从构件分子合成大分子化合物， 如脂肪的合成原料是小分子乙 酰辅酶A，
先合成出脂肪酸，再合成各种脂类。 阶段2：先合成各种生物大分子的构件单元。
NADPH为合成代谢中的生物合成提供还原力。
*合成代谢（Anabolism）：由小分子前体合成生物大分子的过程。需要的 能量由分解代谢产生的 ATP 和 NADPH 提供。
NAD+ ; NADPH + H+
NAD+/NADH : 氧化途径（分解代谢）中电子受体 NADP+/NADPH :还原途径（合成代谢）电子供体
区域部位 1、线粒体
2、胞液 3、内质网 4、细胞核 5、糖颗粒 6、溶酶体
*各代谢途径的细胞定位
代谢分工 三羧酸循环（线粒体膜）；电子传递和氧化磷酸化 脂肪酸氧化；氨基酸分解代谢 酵解；脂肪酸合成；糖异生的部分途径；尿素合成 脂类合成；类固醇合成；蛋白质合成 DNA的复制；RNA的合成 糖原的合成与降解 蛋白质降解
新陈代谢特点：
在温和条件下进行，由酶催化； 各反应有严格的顺序性； 代谢途径的单向性 ( 代谢中的限速酶 ) 生物体对内外环境条件有高度的适应性和灵敏的自动调节。
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如UTP用于糖原的合成，CTP用于磷脂合 成，GTP用于蛋白质合成等。
核苷二磷酸激酶的作用 ATP + UDP ADP + UTP ATP + CDP ADP + CTP ATP + GDP ADP + GTP
腺苷酸激酶的作用
ADP + ADP
ATP + AMP
四、呼吸链
定义 组成 呼吸链中传递体的排列顺序 体内重要的呼吸链
在pH=7环境中，ATP分子中的三个磷酸基团完全 解离成带4个负电荷的离子形式（ATP4-），具有较 大势能，加之水解产物稳定，因而水解自由能很大 （ΔG°′=-30.5千焦/摩尔）。
O
O
O
腺嘌呤—核糖—
O
—
P
+ —
O
—
+ P—
O
—
P —+
O-
O-
O-
O-
Mg2+
ATP4- + H2O ＝ ADP3- + Pi2- + H+ ATP3- + H2O ＝ ADP2- + Pi3- + H+
生物小分子合成为生
合成代谢 物大分子
（同化作用） 需要能量
新陈代谢
能量
释放能量 代谢
分解代谢
（异化作用） 生物大分子分解为
生物小分子
物质代谢
※ 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。
二、新陈代谢的特点与调节
1、特点 2、新陈代谢的调节
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。
第七章 代谢总论与 生物氧化
学习导航
第一节 代谢总论 第二节 生物氧化
第一节 代谢总论
一、有关概念 二、新陈代谢的特点与调节
一、有关概念
1.新陈代谢(简称代谢 )
营养物质在生物体内所经历的一切化学变化的总称。 实质：错综复杂的化学反应相互配合，彼此协调，对 周围环境高度适应而成的一个有规律的总过程。
呼吸链的定义
➢定义
在生物氧化过程中，从代谢物脱下的成对氢原子 （2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递， 最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶组成的连锁传 递体系称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链 (electron transfer chain)。呼吸链是代谢物上氢原子被 脱氢酶激活脱落后，经一系列电子传递体，最后传递给 被激活的氧分子而生成水的过程。
G ＝-30.5kJ•MOL-1 G ＝-33.1kJ•MOL-1
ATP的形成与作用
O O- P
O-
O O P O-
O-
NH2
N
N
焦磷酸
O O- P
O-
ATP（三磷酸腺苷）
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
ATP的特殊作用
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
H2O的生成
代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体 （NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再 通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O 。 例：
乙醇脱氢酶
CH3CH2OH
CH3CHO
NAD+
NADH+H+
NAD+
2e
电子传递链
2H+
1\2 O2 O= H2O
生物氧化的一般过程
糖 脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
ADP+Pi
能量ATPຫໍສະໝຸດ 热能二、 生物氧化的特点和方式
➢ 特点 ➢ 生物氧化过程中CO2的生成 ➢ 生物氧化过程中H2O的生成 ➢ 有机物在体内氧化的一般过程
生物氧化的特点
➢在活的细胞中（pH接近中性、体温条件下）; ➢有机物的氧化在一系列酶、辅酶和中间传递体参 与下进行; ➢其途径迂回曲折，有条不紊; ➢氧化过程中能量逐步释放，其中一部分由一些高 能化合物（如ATP）截获，再供给机体所需。
糖原
三酯酰甘油
蛋白质
葡萄糖
脂肪酸+甘油
乙酰CoA
氨基酸
TCA
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
H2O
三、高能化合物
生化反应中，在水解时或基团转移反应中可 释放出大量自由能（>21千焦/摩尔）的化合物称 为高能化合物。
1、高能化合物的类型
2、ATP的形成与特殊作用
高 能 化 合 物 类 型
ATP的特点
荧火虫
ATP是生物系统能量交换的中心
一般情况下，ATP将磷酸基团转移给肌酸生成 磷酸肌酸将能量贮存起来。
磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。
磷酸肌酸与ATP的转换
磷酸肌酸、磷酸精氨酸（无脊椎动物肌肉中） ——贮能作用
ATP的生成和利用 ATP
肌酸
磷酸 肌酸
氧化磷酸化 底物水平磷酸化 ~P
CO2的生成
方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含羧 基的中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成 CO2。
类型：α-脱羧和β-脱羧
氧化脱羧和单纯脱羧
例： R
H2N-CH-COOH
氨基酸脱羧酶
R CH2-NH2 +CO2
O
丙酮酸脱氢酶系
CH3-C-COOH
CH3COSCoA+CO2
CoASH NAD+
NADH+H+
主要有三个环节： 酶量的调节（转录水平） 酶活性的调节（变构、共价） 反应底物的调节
第二节 生物氧化
一、概念 二、特点与方式 三、高能化合物 四、呼吸链 五、氧化磷酸化
一、生物氧化的概念
糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生成 CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化。其实质是需氧 细胞在呼吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反应过程。
➢组成：递氢体和电子传递体（2H 2H+ + 2e），存在
于线粒体内膜上
呼吸链的组成
１．烟酰胺脱氢酶类 ２. 黄素蛋白酶类 ３. 铁-硫蛋白类 ４. 辅酶Ｑ ５. 细胞色素类
琥珀酸等
黄素蛋白 （F AD）
铁硫蛋白 （Fe-S）
NADH
黄素蛋白 （FMN）
铁硫蛋白 （Fe-S）
ADP
生物体内能量的储存和利 用都以ATP为中心。
~P
机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温)
体内有些合成反应不直接利用ATP供能， 而是由ATP将高能磷酸键转给UDP、CDP 和GDP，生成UTP、CTP、GTP，作为能 量的直接来源参与合成反应。
核苷二磷酸激酶的作用 ATP + UDP ADP + UTP ATP + CDP ADP + CTP ATP + GDP ADP + GTP
腺苷酸激酶的作用
ADP + ADP
ATP + AMP
四、呼吸链
定义 组成 呼吸链中传递体的排列顺序 体内重要的呼吸链
在pH=7环境中，ATP分子中的三个磷酸基团完全 解离成带4个负电荷的离子形式（ATP4-），具有较 大势能，加之水解产物稳定，因而水解自由能很大 （ΔG°′=-30.5千焦/摩尔）。
O
O
O
腺嘌呤—核糖—
O
—
P
+ —
O
—
+ P—
O
—
P —+
O-
O-
O-
O-
Mg2+
ATP4- + H2O ＝ ADP3- + Pi2- + H+ ATP3- + H2O ＝ ADP2- + Pi3- + H+
生物小分子合成为生
合成代谢 物大分子
（同化作用） 需要能量
新陈代谢
能量
释放能量 代谢
分解代谢
（异化作用） 生物大分子分解为
生物小分子
物质代谢
※ 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。
二、新陈代谢的特点与调节
1、特点 2、新陈代谢的调节
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。
第七章 代谢总论与 生物氧化
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第一节 代谢总论 第二节 生物氧化
第一节 代谢总论
一、有关概念 二、新陈代谢的特点与调节
一、有关概念
1.新陈代谢(简称代谢 )
营养物质在生物体内所经历的一切化学变化的总称。 实质：错综复杂的化学反应相互配合，彼此协调，对 周围环境高度适应而成的一个有规律的总过程。
呼吸链的定义
➢定义
在生物氧化过程中，从代谢物脱下的成对氢原子 （2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递， 最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶组成的连锁传 递体系称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链 (electron transfer chain)。呼吸链是代谢物上氢原子被 脱氢酶激活脱落后，经一系列电子传递体，最后传递给 被激活的氧分子而生成水的过程。
G ＝-30.5kJ•MOL-1 G ＝-33.1kJ•MOL-1
ATP的形成与作用
O O- P
O-
O O P O-
O-
NH2
N
N
焦磷酸
O O- P
O-
ATP（三磷酸腺苷）
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
ATP的特殊作用
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
H2O的生成
代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体 （NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再 通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O 。 例：
乙醇脱氢酶
CH3CH2OH
CH3CHO
NAD+
NADH+H+
NAD+
2e
电子传递链
2H+
1\2 O2 O= H2O
生物氧化的一般过程
糖 脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
ADP+Pi
能量ATPຫໍສະໝຸດ 热能二、 生物氧化的特点和方式
➢ 特点 ➢ 生物氧化过程中CO2的生成 ➢ 生物氧化过程中H2O的生成 ➢ 有机物在体内氧化的一般过程
生物氧化的特点
➢在活的细胞中（pH接近中性、体温条件下）; ➢有机物的氧化在一系列酶、辅酶和中间传递体参 与下进行; ➢其途径迂回曲折，有条不紊; ➢氧化过程中能量逐步释放，其中一部分由一些高 能化合物（如ATP）截获，再供给机体所需。
糖原
三酯酰甘油
蛋白质
葡萄糖
脂肪酸+甘油
乙酰CoA
氨基酸
TCA
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
H2O
三、高能化合物
生化反应中，在水解时或基团转移反应中可 释放出大量自由能（>21千焦/摩尔）的化合物称 为高能化合物。
1、高能化合物的类型
2、ATP的形成与特殊作用
高 能 化 合 物 类 型
ATP的特点
荧火虫
ATP是生物系统能量交换的中心
一般情况下，ATP将磷酸基团转移给肌酸生成 磷酸肌酸将能量贮存起来。
磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。
磷酸肌酸与ATP的转换
磷酸肌酸、磷酸精氨酸（无脊椎动物肌肉中） ——贮能作用
ATP的生成和利用 ATP
肌酸
磷酸 肌酸
氧化磷酸化 底物水平磷酸化 ~P
CO2的生成
方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含羧 基的中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成 CO2。
类型：α-脱羧和β-脱羧
氧化脱羧和单纯脱羧
例： R
H2N-CH-COOH
氨基酸脱羧酶
R CH2-NH2 +CO2
O
丙酮酸脱氢酶系
CH3-C-COOH
CH3COSCoA+CO2
CoASH NAD+
NADH+H+
主要有三个环节： 酶量的调节（转录水平） 酶活性的调节（变构、共价） 反应底物的调节
第二节 生物氧化
一、概念 二、特点与方式 三、高能化合物 四、呼吸链 五、氧化磷酸化
一、生物氧化的概念
糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生成 CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化。其实质是需氧 细胞在呼吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反应过程。
➢组成：递氢体和电子传递体（2H 2H+ + 2e），存在
于线粒体内膜上
呼吸链的组成
１．烟酰胺脱氢酶类 ２. 黄素蛋白酶类 ３. 铁-硫蛋白类 ４. 辅酶Ｑ ５. 细胞色素类
琥珀酸等
黄素蛋白 （F AD）
铁硫蛋白 （Fe-S）
NADH
黄素蛋白 （FMN）
铁硫蛋白 （Fe-S）
ADP
生物体内能量的储存和利 用都以ATP为中心。
~P
机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温)
体内有些合成反应不直接利用ATP供能， 而是由ATP将高能磷酸键转给UDP、CDP 和GDP，生成UTP、CTP、GTP，作为能 量的直接来源参与合成反应。