大学生物生理学第7章 生物代谢1
第七章新陈代谢概述与生物能学-PowerPointPr
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
生理学第七版校对版-能量代谢
第七章能量代谢与体温第一节能量代谢新陈代谢是生命的基本特征之一。
新陈代谢包括合成代谢和分解代谢两个方面，前者是指生物体不断地从外界摄取营养物质来构筑和更新自身，并储存能量；而后者则为机体利用储存的能量或分解体内自身物质而转变成能量，用以维持体温和进行各种功能性活动，如躯体运动、心脏射血、细胞的生物电活动和生物分子的合成等。
可见物质代谢与能量代谢是相伴随发生的。
生理学中通常将生物体内物质代谢过程中伴随发生的能量的释放、转移、储存和利用称为能量代谢(energy metabolism)。
一、机体能量的来源与利用(一)能量的来源1．三磷酸腺苷的生成与作用机体能利用的能量来源于食物中糖、脂肪和蛋白质分子结构中蕴藏的化学能。
当这些营养物质被氧化分解时，碳氢键断裂，释放出能量。
但机体的组织细胞在进行各种生理活动时并不能直接利用这种能量形式，组织细胞所需要的能量实际上是由三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)直接提供的。
ATP是糖、脂肪和蛋白质在生物氧化过程中合成的一种高能化合物，当ATP水解为二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)及磷酸时，同时释放出能量(在生理条件下可释放51.6kJ/mo1)供机体利用。
ATP既是体内直接的供能物质，又是体内能量储存的重要形式。
人体在生命活动过程中所消耗的ATP，由营养物质在体内被氧化分解所释放的能量不断地使ADP重新氧化磷酸化而得到补充。
除ATP外，体内还有其他高能化合物，如磷酸肌酸(creatine phosphate，CP)等。
CP 主要存在于肌肉和脑组织中。
当物质氧化释放的能量过剩时，ATP将高能磷酸键转给肌酸，在肌酸激酶催化下合成磷酸肌酸。
反过来，当组织消耗的ATP量超过营养物质氧化生成ATP 的速度时，磷酸肌酸的高能磷酸键又可快速转给ADP，生成ATP，以补充ATP的消耗。
因此，磷酸肌酸是体内ATP的储存库。
生理学第七章_能量代谢与体温_习题及答案
第七章 能量代谢与体温【测试题】一、名词解释1．能量代谢（energy metabolism）2．食物的热价（thermal equivalent of food）3．食物的氧热价（thermal equivalent of oxygen）4．呼吸商（respiratory quotient, RQ）5．非蛋白呼吸商（NPRQ）6．食物的特殊动力效应（specific dynamic effect）7．基础代谢（basal metabolism）8．基础代谢率（basal metabolism rate,BMR）9．体温（body temperature）10．辐射散热(thermal radiation)11．传导散热(thermal conduction)12．对流散热( thermal convertion)13．蒸发散热(evaporation)14．不感蒸发(insensible perspiration)15．可感蒸发/发汗 (sensible perspiration/ sweating)16．自主性体温调节（autonomic thermoregulation）17. 温度习服(temperature acclimation)二、填空题18．根据能量守恒定律，测定在一定时间内机体所消耗的____或者测定机体所产生的____与所作的外功，都可测算出整个机体的能量代谢。
19．能量代谢的间接测热法的基本原理，就是利用反应物的量和产物的量之间的____关系，计算一定时间内整个机体所释放出来的____。
20．机体内氧化分解的蛋白质可由____除以____得到。
21．体温是指机体的____温度，临床上常用____的温度来代替体温。
22．人体的主要产热器官是____和____。
23．调节体温的基本中枢在____，其主要部位是____。
24．在致热源作用下，下丘脑－视前区中的热敏神经元反应曲线的斜率____，调定点____导致发热。
生物化学第七章新陈代谢及生物能学
非储存能量的形式,是传递能量的形式
ATP是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物
NH2
N
N
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (ATP)
• ATP 分子的最显著特点是 含有两个高能磷酸键。 ATP水解时, 可以释放出大 量自由能。
5`
3`.5`-ADP
3`
四、代谢的研究方法
代谢的实质是物质在酶的作用下分解或合成，所以代谢 的研究内容也即分为两个方面：
参与的酶 物质的变化过程 通过巧妙的实验设计、严密的逻辑推断与重复性的验证。
整体方法（in vivo)
纯 化 合 物
典型案例 脂肪酸的β氧化
排泄物的化 学分析
Knoop的标记化合物实验 脂肪酸的β氧化
• ATP 是生物体内最重要的 能量转换中间体。ATP 水 解释放出来的能量用于推 动生物体内各种需能的生 化反应。
ATP的性质
• 另外： • GTP对G蛋白的活化、蛋白质的生物合
成、蛋白质的寻靶作用以及蛋白质运转 等过程提供自由能；
• UTP在糖原合成中起活化葡萄糖分子的 作用；
• CTP在合成磷脂酰胆碱及纤维素等方面 有作用。
脂肪酸末端甲基接上苯基
偶数碳FA
苯乙酰-N-甘氨酸（苯乙尿酸）
奇数碳FA
苯甲酰-N-甘氨酸（马尿酸）
• 离体法(in vitro)
• 器官、组织或细胞
典型案例 糖代谢、试管中
向该试管中加入纯化合物（如葡萄糖）分析各类代 谢中间产物及酶，逻辑推断。
参与酶的确定
《生理学》第七章糖代谢紊乱的生物化学检验练习题及答案
第七章糖代谢紊乱的生物化学检验练习题及答案一、学习目标1.掌握：体液葡萄糖、餐后2小时血糖和糖化蛋白质的常规测定方法的原理、方法学评价和生理意义；葡萄糖耐量试验的具体步骤和结果判断；胰岛素和胰岛素原检测的临床意义及应用评价。
2.熟悉：临床生物化学检验项目在糖代谢紊乱诊治中的应用。
3.了解：血糖浓度的调节；糖尿病的分型及其病因。
二、习题（一）名词解释1.空腹血糖（fasting plasma glucose,FPG）2.随机血糖（random blood sugar,RBS）3.餐后2小时血糖（2-hour postprandial blood glucose）4.葡萄糖耐量试验（glucose tolerance test,GTT）5.酮体（ketone bodies）6.糖化血红蛋白（glycated hemoglobin,GHb）7.糖化白蛋白（glycated albumin, GA）8.晚期糖基化终末产物（advanced glycation end products,AGEs）（二）填空题1.糖尿病分为、、和四种。
2.常用的血糖酶法检测包括、和。
3.糖尿病的诊断界值为：空腹血糖，或OGTT2小时血糖。
4.主要的糖化蛋白质包括、和等几种。
5.糖化血红蛋白的检测依据包括糖化血红蛋白分子性质上的和。
6.糖尿病的早期筛查指标包括、、和基因类标志物等。
7.利用糖化血红蛋白的电荷差异，可以采用、等技术进行分离检测。
（三）单项选择题A型题1.影响胰岛素分泌和释放的最主要因素是A.外界因素刺激B.儿茶酚胺释放增加C.血脂水平升高D.血糖水平升高E.血氨基酸水平升高2.胰岛素是由何种细胞分泌的A.胰岛α和β细胞B.胰岛α细胞C.胰岛β细胞D.胰岛γ细胞E.胰腺δ细胞3.正常成人的空腹血糖浓度是A.2.8～7.8mmol/LB.3.89 ～ 6.11mmol/LC.6.1～7.0mmol/LD.7.0 ～11.1mmol/LE.8.9～10mmol/L4.胰高血糖素对血糖调节作用是A.促进糖异生，抑制糖原分解B.抑制糖异生，促进糖原分解C.促进糖异生和糖原分解D.抑制糖异生和糖原分解E.促进糖的有氧氧化5.下列关于胰岛素的叙述，正确的是A.胰岛素是降低合成代谢的激素B.胰岛素是由胰岛β细胞分泌的胰岛素原转变而来C.胰岛素与胰岛素原都有生物活性D.胰岛素与C肽以2:1的摩尔比释放人血E.胰岛素与细胞膜上受体结合，触发细胞内特异性信号转导，产生相应的生物学效应6.下列关于1型糖尿病的叙述，错误的是A.胰岛β细胞自身免疫性损害引起B.胰岛素分泌绝对不足C.是多基因遗传病D.存在多种自身抗体E.存在胰岛素抵抗7.下列关于2型糖尿病的叙述，错误的是A.常见于青少年B.存在胰岛素抵抗C.胰岛β细胞功能减退D.患者多数肥胖E.起病较慢8.下列关于糖尿病酮症酸中毒昏迷的叙述，错误的是A.多见于2型糖尿病患者B.是糖尿病的严重急性并发症C.各种原因引起拮抗胰岛素的激素分泌增加是其诱因D.血酮体常> 5mmol/LE.表现为广泛的功能紊乱9. 2010年美国ADA新增的糖尿病诊断标准是A.HbA1c ≤6.5% B.HbA1c≥6.5% C.HbA1c≤7.0%D.HbA1c ≥7.0% E.HbA1c≥5.7%10.关于低血糖症的叙述错误的是A.血糖水平≤3. 89mmol/L即可诊断B.经典的诊断试验是72小时禁食试验C.临床症状主要是与交感神经和中枢神经系统功能的异常相关D.由多种因素引发E.糖尿病患者发生的概率较高11.高血糖症的判断标准是空腹血糖浓度A.8.9～10mmol/LB.≥11.1mmol/LC.≥6.0mmol/LD.≥7.0mmol/LE.≥8.9mmol/L12.空腹血糖损伤的诊断标准是空腹血糖浓度值为A.8.9～10mmol/LB.≥11.1mmol/LC.6.1～7.0mmol/LD.≥7.0mmol/LE.≥8.9mmol/L13.目前血糖测定的常规方法是A.邻甲苯胺法B.Folin-吴法C.葡萄糖脱氢酶法D.葡萄糖氧化酶-过氧化物酶法E.葡萄糖氧化酶-氧电极法14.反映糖尿病肾脏病变的指标是A.血胰岛素测定B.糖化蛋白测定C.尿白蛋白测定D.葡萄糖胰岛素钳夹技术E.空腹血浆葡萄糖浓度15.用于糖尿病诊断和筛查的指标是A.尿白蛋白B.空腹血浆葡萄糖浓度C.葡萄糖胰岛素钳夹技术D.血和尿酮体测定E.血乳酸和丙酮酸测定16.反映糖尿病患者体内代谢状况的指标是A.尿白蛋白B.血浆胰岛素浓度C.葡萄糖胰岛素钳夹技术D.血浆C肽浓度E.血乳酸和丙酮酸测定17.反映糖尿病长期血糖控制情况的指标是A.血胰岛素测定B.糖化蛋白测定C.尿白蛋白D.葡萄糖胰岛素钳夹技术E.空腹血浆葡萄糖浓度18.诊断糖尿病急性并发症的指标是A.尿白蛋白B.空腹血浆葡萄糖浓度C.葡萄糖胰岛素钳夹技术D.血和尿酮体测定E.血浆C肽浓度19.要了解胰岛β细胞的储备能力，应检测的指标是A.空腹血糖B.餐后2小时血糖C.尿白蛋白D.糖化血红蛋白E.尿酮20.下列哪种情况下，可以认为糖尿病病情控制较好A.HbAlc ≤6.5% B.HbAlc≥6.5%C.HbAlc ≤7.0% D.HbAlc≥7.0% E.HbAlc≥5.7%21.关于C肽，下列说法错误的是A.没有生物活性B.C肽和胰岛素等摩尔数分泌人血C.主要从肾脏排泄D.C肽的半寿期比胰岛素更短E.禁食后血浆C肽浓度比血胰岛素浓度高22.C肽测定的意义不包括A.评估空腹低血糖B.评价患者胰岛素分泌状况C.鉴别糖尿病类型D.监测胰腺手术后效果E.诊断糖尿病并发症23.下列关于胰岛素原的说法，错误的是A.是胰岛素的前体和主要储存形式B.生物活性很弱C.肝脏对其清除能力很强D.其半寿期比胰岛素长E.其血浓度升高可见于胰岛β细胞肿瘤24.有关胰岛素的生理作用的叙述，错误的是A.刺激蛋白质合成B.抑制蛋白质分解C.促进糖异生D.促进葡萄糖转变为糖原或脂肪E.促进肝脏对葡萄糖的摄取25.参与血糖调节的激素不包括A.肾上腺素B.甲状旁腺激素C.胰高血糖素D.胰岛素E.胰岛素样生长因子26.下列关于葡萄糖的叙述，不正确的是A.参与维持血浆胶体渗透压的稳定B.机体结构物质的重要组成部分C.是脂肪、甘油等的来源之一D.人体内主要的能源物质E.维持机体的代谢平衡27.不需要进行OGTT筛查的人群是A.体重≥120%标准体重者B.存在与糖尿病发病高度相关的因素C.所有年满30岁的人群D.高血压症患者E.生育过> 9kg体重的胎儿的妇女28.下列关于糖化血红蛋白的叙述，不正确的是A.其形成是一个缓慢的、不可逆的、非酶促反应过程B.糖基化可发生在血红蛋白的α链或β链上C.测定采用动脉血标本D.可根据其所带电荷不同而将其分离E.反映的是过去6～8周的平均血糖浓度29.下列关于糖化白蛋白的叙述，不正确的是A.反映过去2～3周的平均血糖水平B.是血清果糖胺的主要成分C.是糖尿病近期控制水平的监测指标D.可替代糖化血红蛋白E.当患者有急性全身性疾病时，能更准确地反映短期内平均血糖的变化30.测定血胰岛素水平的用途，不包括A.对餐后低血糖进行评估B.确认糖尿病患者是否需要胰岛素治疗C.评估2型糖尿病患者的病情状况D.结合胰岛素抗体分析胰岛素抵抗机制E.鉴别糖尿病类型31.血糖测定的参考方法是A.葡萄糖氧化酶-过氧化物酶耦联法B.葡萄糖氧化酶-氧电极法C.葡萄糖脱氢酶法D.己糖激酶法E.邻甲苯胺法32.餐后2小时血糖值的临床意义，不包括A.反映胰岛β细胞的储备能力B.监控FPG已控制良好但仍未达到治疗目标的糖尿病患者C.是心血管疾病死亡的独立危险因素D.是HbAlc的主要决定者E.可大样本量筛查糖尿病患者33.关于血糖测定，正确的是A.动脉血糖>毛细血管血糖>静脉血糖B.血糖测定受饮食影响，但不受取血部位影响C.全血血糖不受红细胞比容影响D.血糖测定不受检测方法影响E.测定血浆或血清血糖与全血血糖一样可靠34.葡萄糖氧化酶法测定血清葡萄糖时，不会影响测定结果的物质是A.尿酸B.氟化钠C.谷胱甘肽D.胆红素E.维生素C35.下列关于尿糖的说法，错误的是A.血糖浓度高于肾糖阈时能导致糖尿B.反映了机体即时的糖含量C.尿糖的测定是快速、便宜、非侵入性的D.能用于大量样本的筛选E.尿糖浓度能较灵敏、特异地反映血糖的水平B型题（1～3题共用备选答案）A.邻甲苯胺法B.己糖激酶法C.葡萄糖氧化酶法D.葡萄糖脱氢酶法E.同位素稀释-质谱法1.血糖测定的参考方法是B2.可用于葡萄糖干化学检测的方法是C3.不适合尿液样本检测的方法是C（4～6题共用备选答案）A.血浆白蛋白B.尿酮体C.全血乳酸D.IAAE.餐后2小时血糖4.怀疑糖尿病乳酸酸中毒时需检测C5.怀疑糖尿病酮症酸中毒时需检测B6.TIDM可伴有哪一项指标阳性D（7～10题共用备选答案）A.FPG <6.1mmol/L,2小时PG<7.8mmol/LB.FPG介于6.1～7.0mmol/L之间，2小时PG<7.8mmol/LC.FPG <7.0mmol/L，2小时PG介于7.8～11. 1mmol/LD.FPG≥7.0mmol/L，和（或）2小时PG≥11.1mmol/LE.FPG<6.1mmol/L，2小时PG介于7.8～11.1mmol/L7.正常糖耐量A8.空腹血糖受损B9.糖耐量损害C10.糖尿病D（11～ 14题共用备选答案）A.HbAlc 介于5.7%～6.4% B.HbAlc介于4%～6%C.HbAlc 介于6%～7% D.HbAlc介于7%～8% E.HbAlc介于8%～9%11.糖尿病前期A12.血糖控制较差E13.血糖控制一般D14.血糖控制较理想C（15～18题共用备选答案）A.空腹血糖B.晚期糖基化终末产物C.糖化白蛋白D.HbAlcE.空腹胰岛素15.反映机体即时葡萄糖水平的是A16.反映机体2～3周前血糖平均水平的是C17.反映机体6～8周前血糖平均水平的是D18.反映机体长期血糖平均水平的是B（19～ 20题共用备选答案）A.ICAB.FPGC.IAAD.GADAE.IA-2A19.胰岛素抵抗时可能与哪个有关C20.从T2DM中鉴别成人隐匿性免疫性糖尿病的是D（四）简答题1..简述OGTT试验及其意义。
生物新陈代谢
生物的新陈代谢(一)一、知识重点1、生物体与外界环境的 的交换及生物体内 的转变叫做新陈代谢。
新陈代谢是生命体自我更新的过程，是生物生存的基本条件，是生物的最基本特征。
它包括 和 两个方面的动态平衡。
生物体从外界摄取营养并转化成自身物质、储存能量的变化叫 ；组成生物体的物质不断分解，同时释放能量并将代谢终产物排出体外的变化叫 ；2、水分代谢①细胞吸水和失水的原理：当外界溶液的浓度大于根毛细胞液浓度时，细胞 ；当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，细胞 。
②植物吸收水分和无机盐的器官是根，主要部位在 。
③水分进人的路径： 一 一 一 一 一 一 。
④物体内水分的输导由 来完成的。
3、水分的利用：根吸收的水分约有1％被利用起来,如进行植物的 作用．而99％则是由植物的 (填器官)通过 作用散失的．蒸腾作用的意义是:⑴．根系 的原动力。
⑵．促进 运输。
⑶．降低 ．4.（1）绿色植物的光合作用： 绿色植物通过叶绿体吸收太阳光能，将水和二氧化碳等无机物合成有机物，同时释放氧气的过程光合作用的原料 ；产物 ；场所 ；动力 ；影响光合作用的因素 、 、 等。
意义： a. 。
b. 。
（2）植物呼吸作用：活细胞在酶的参与下，吸入氧气，将有机物分解成 和 ，同时释放能量的过程叫呼吸作用。
影响呼吸作用的因素 、 、 和 。
（3）下表是光合作用和呼吸作用的比较,完成空白部分:5．代谢的多样性（1）营养方式有 、 。
（2）微生物的代谢类型 、 。
生物体通过 分解有机物获得能量，供各种生命活动所需，分为 和 。
人体既有有氧呼吸又能无氧呼吸有氧呼吸：C 6H 12O 6 + O 2O 2+H 2O+能量无氧呼吸：人体： 高等植物、微生物 微生物的无氧呼吸又叫发酵，酵母菌既能有氧呼吸又能 。
6.植物新陈代谢原理在农业生产中的应用 、 、 、 。
二、例题讲解例1.某果农为了提高大棚作物的产量，采取了下列几项措施，其中不能达到目的的是A 、适当提高二氧化碳浓度B 、合理密植C 、保持棚内温度恒定D 、适当增加光照时间酶例2.下图为原来置于环境中的绿色植物曝于光下后，根据其吸收CO2量制成的曲线。
生物化学课件第七章 代谢总论
酸酐键
ATP
UTP、CTP、 GTP
ATP水解时，一个高能磷酸 键断裂的同时释放出能量
ATP + H2O ——> ADP+Pi G = -30.5 KJ/mol ATP + H2O ——> AMP+PiPi G = -32.2 KJ/mol
ATP在能量代谢中作用 (能量货币，蓄电池)
光能
ATP
第七章 新陈代谢总论
Metabolism introduction
自养生物：利用CO2作为碳源，伴随太阳能
向化学能的转变
异养生物：利用有机物作碳源
太阳能是生物体能量的最终来源
光合自养生物
异养生物
分解代谢释放能量；合成代谢消耗能量
新陈代谢的特点
新陈代谢由一系列的酶促反应所组成 反应步骤繁多，具有严格的顺序性，还能 自动调节 分解代谢和合成代谢采取不同的途径，而 且位于细胞的不同部位 物质代谢过程中伴随着能量的代谢
对于一个溶液中的化学反应 aA + bB → cC + dD
△G＜0,可； =0,可逆；＞0,否
当反应达到平衡时，△G = 0
K′是化学反应的平衡常数，故△ G′Θ也是一个常数。
根据自由能变化可以判断中间物质代谢方向
自由能变化的可加和性
❖在偶联的几个化学反应中，自由能的总变化
等于每一步反应自由能变化的总和。
某些代谢途径为合成代谢和分解代谢所共 有，但是合成代谢不是分解代谢的逆过程
三、代谢过程中的能量变化
❖化学反应中的自由能 ❖标准自由能变化及其与平衡常数的关系 ❖自由能变化的可加和性 ❖高能化合物
化学反应中的自由能
能量的传 递形式
生理学教材 第七章 能量代谢
第七章能量代谢(Energy metabolism)本章导读机体从外界摄取的营养物质，经消化道消化后吸收入血液。
然而，这些营养物质进入血液后到哪去？充当什么角色？有何作用？经过多年的研究发现，营养物质随血流分布于全身的组织细胞，其主要作用是为机体组织、细胞的活动提供能量并以热能的形式维持体温。
本章宏观地探讨能量的产生、转移、贮存和利用，而不去研究其具体过程，是从能量的来源和去路入手阐明三大营养物质（糖、脂肪和蛋白质）的供能特点以及释放的能量是通过什么方式将它转移、贮存和利用，ATP是细胞贮能和供能的关键性物质。
然而，用什么方法可以计算其所释放的能量？在单位时间内机体究竟释放了多少能量？科学家们用直接测热法和间接测热法回答了这些问题。
临床上常用的是间接测热法，其原理是利用定比定律的原理测定一定时间内机体的糖、脂肪和蛋白质各氧化分解了多少，从而间接测算机体在这段时间内所释放的总热量。
本章还分析了影响能量代谢的因素。
机体能量代谢量的多少主要取决于体表面积、肌肉活动、食物的特殊动力效应、精神活动和环境温度等。
此外，年龄、性别、睡眠以及激素水平等因素也与能量代谢有关。
判断在基础条件下的能量代谢（基础代谢）是否正常对临床上协助诊断某些疾病具有重要的意义。
新陈代谢(metabolism)是生物体生命活动的基本特征之一。
这就意味着生物体与环境之间持续不断的进行着物质与能量交换。
新陈代谢包括物质代谢(material metabolism)和所伴随着进行的能量代谢(energy metabolism)。
物质代谢包括合成代谢(anabolism，又称同化作用)和分解代谢(catabolism，也称异化作用)。
前者是指机体在生存过程中，不断从外界摄取营养物质，合成自身结构成分及其他物质的过程；后者是指体内物质和组织成分，经异化作用，被分解氧化并释放能量的过程。
因此，合成代谢是吸能反应(endergonic reaction)，而分解代谢是放能反应(exergonic reaction)，两者紧密联系。
生物学中的新陈代谢过程
生物学中的新陈代谢过程新陈代谢是指生物体中的能量与物质的交换过程，也是维持生命活动所必须的基本生命活动之一。
新陈代谢包含两种关键过程：生化反应和能量转换。
这两个过程在一起协同作用，维持生物体的正常生理状态。
本文将介绍一些关键的新陈代谢过程。
葡萄糖酵解葡萄糖酵解是生物体内最重要的代谢途径之一，它通过一系列反应将葡萄糖转化成能量(ATP)和二氧化碳(CO2)。
这个过程包含两个阶段：糖解和细胞呼吸。
糖解阶段包含十个步骤，通过将葡萄糖分解为两个三碳的化合物——丙酮酸和磷酸二酯，释放能量(ATP)，并形成辅酶NADH。
细胞呼吸阶段包含三个主要的过程：乳酸发酵、酒精发酵和细胞呼吸。
通过这个过程，生物体可以将葡萄糖通过氧化反应产生更多的能量(ATP)。
糖异生糖异生是一种重要的代谢途径，指生物体内通过其他化合物合成葡萄糖的反应。
这个过程特别重要，因为它提供了生物体在没有足够葡萄糖和能量的情况下存活下去的方式。
在糖异生中，起始物质可能是乳酸、脂肪酸、甘油酸等有机物质，透过多个步骤的反应合成葡萄糖。
这种代谢途径在动物中只发生在肝脏和肾脏中，而在植物中则发生在叶片中。
脂肪酸合成脂肪酸是生命体内最重要的生命体质之一，除了可以提供能量外，还有其他重要的生理功能。
脂肪酸合成是指通过碳分子的化学反应将原材料如羧酸和醇合成脂肪酸的过程。
在此过程中，羧酸需要和乙酰辅酶A结合起来形成丙酸，再进一步生成脂肪酸。
这个过程在动物中主要发生在肝脏和脂肪组织中，而在植物中，则发生在种子内。
异源性肽链合成异源性肽链合成是指合成大分子蛋白质的一种过程，它通过将氨基酸合成肽键，最终形成肽链。
这种代谢过程发生在细胞中，通过DNA来描述氨基酸的序列，然后通过核糖体的作用合成蛋白质。
这个过程在生理学中非常重要，因为它可以用来合成体内的重要蛋白质，如酶和抗体。
总体而言，新陈代谢过程是非常复杂和多样的。
每个过程都有它独特的功能和生理作用。
而对于科学家们来说，对这些过程的研究和了解，将有助于更深层次地认识生命体内的能量和物质代谢系统。
生理学第7章 1能量代谢
单纯的精神活动 ,代谢率的增加程度可以忽略.
3、食物的特殊动力效应
食物刺激机体产生额外能量消耗的作用。
发生时间:进食后1小时左右,延续7-8小时
机体状态:安静状态 原因:机制不详 可能由于消化系统处理食物时做功产 生的能量消耗 蛋白质>混合性食物>糖、脂肪
4、环境温度 安静状态:
20-30℃ <20℃ <10℃ >30℃ 能量代谢最稳定(肌肉松弛) 有所增加 显著增加 （寒冷引起寒战和肌紧张） 增加（生化反应加快、发汗活动旺盛 呼吸循环功能增强）
第七章 能量代谢与体温
第一节 能量代谢
能量代谢（energy
metabolism）：
生物体内物质代谢中伴随着的能量的贮存、 释放、转移和利用。
合成代谢 -- 耗能 物质代谢 分解代谢 -- 释能 能量代谢
食物的能量转化 能量代谢的测定 影响能量代谢的主要因素 基础代谢
一、食物的能量转化
6CO2+6H2O+E
57CO2+52H2O+E
体表面积测算
体表面积(m2)=0.0061×身高+0.0128×体重－0.1529
BMR的正常生理变动：
男性>女性
幼年>成年，年龄↑ ，BMR↓ 正常变动：±10～15％ 异常变动: 超过±20% 甲亢：＋25～80%， 甲低：－20～40%
体温每升高1℃, BMR升高13%
葡萄糖氧化分解: C6H12O6+6O2 脂肪氧化分解: C57H104O6+80O2
非蛋白呼吸商(NPRQ)及氧热价
能量代谢测定的原理与方法
原理:人体能量代谢遵守“能量守恒定律” 人体利用的食物的化学能,与在体内各种形式 的能量最终转化成的热能,加上所做的外功,按能 量来折算是完全相等的。 即: 能量消耗=发散的总热量+对外作功所折合的能量
生物生理与营养代谢
成人应保证各类矿物质的 充足摄入，如铁、锌等， 维持身体内部稳态。 维持新陈代谢
促进免疫功能
维生素补充
成人应适量摄入各种维生 素，如维生素C、维生素D 等，维护身体健康。 促进抗氧化 调节新陈代谢
营养与运动
科学合理的营养摄入 对运动者的身体状态 和运动表现至关重要， 适当的营养能够提高 体能、促进康复，保 持健康的身体状态。
生物体内营养物质的代谢路径
01 糖代谢
将糖类分解为能量
02 脂肪酸代谢
将脂肪酸氧化为能量
03 蛋白质合成与降解ห้องสมุดไป่ตู้
构建体内蛋白质结构并分解废弃蛋白质
总结
通过本章的学习，了解了生物生理与营养代谢的 重要性和基本概念，以及生物体内的基本生理功 能和营养物质的代谢路径。深入学习这些知识有 助于更好地理解生物体内的生理活动和营养代谢 过程。
● 02
第2章 细胞代谢与能量平衡
细胞内基本代谢途径
01 糖解
细胞内糖类分解代谢途径
02 糖原合成
合成细胞内糖原的代谢途径
03 有氧呼吸
细胞内氧气参与的能量产生过程
ATP的产生与利用
ATP在细胞 内的作用
细胞内能量储备 与转移
ATP的分解 途径
ATP裂解释放能 量的途径
ATP的合成 途径
细胞内ATP生成 的途径
膳食中的能量来 源
人体获得能量主要通 过膳食摄入，食物中 的碳水化合物、蛋白 质、脂肪等营养物质 提供人体所需的能量。 在日常生活中，膳食 平衡摄入是维持健康 的重要保障。
热量摄入与消耗的平衡
热量摄入
日常饮食中摄入 的热量应该与身 体消耗的热量相 匹配，以维持代
《生理学》第七章
糖 脂肪 蛋白质
表7-1 糖、脂肪和蛋白质氧化时的热价、氧热价和呼吸商
热价（kJ/g）
物理热价 生物热价
17.25 39.75 23.43
17.25 39.75 17.99
耗氧量 （L/g）
0.83 2.03 0.95
CO2产生量 （L/g）
0.83 1.43 0.76
呼吸商
1.00 0.71 0.80
第一节 能量代谢
图7-1 能量的释放、转移、贮存和利用
二、能量代谢的测定
（一）测定原理 机体的能量代谢遵循能量守恒定律，即在能量转
化过程中，机体摄入的营养物质氧化所释放的化学 能等于机体散发的热能和所做外功之和。如排除机 体所做的外功，则一定时间内机体产生的热量即为 机体消耗的全部能量。因此，测定单位时间内机体 所散发的总热量就可以得到机体的能量代谢率。
5．其他因素
情绪激动、精神紧张、环境温度、进食等均会影响体温，因此在测量体温时应充分考虑这 些因素的影响。
第二节 体 温
第 23 页
二、机体的产热与散热
第 24 页
（一）机体产热 1．主要产热器官
机体的热量是由三大营养物质在机体组织器官中进行分解代谢时产生的。由于新陈代谢水平的不同， 各组织器官的产热量也不同。安静时，机体主要由内脏器官产热，其中肝脏是人体内代谢最旺盛的器官， 产热量最高。运动或劳动时，产热的主要器官是骨骼肌，其产热量可占全身总产热量的90%（表7-4）。
第二节 体 温
第 22 页
图7-3 女子月经周期中基础体温的变化
一、人的正常体温及其生理变动
（二）体温的生理变动 3．年龄的影响
儿童和青少年的体温较高，老年人因基础代谢率和体温较低，应注意保暖。
生物代谢总论
O2-
H2O
2H+
需氧细胞内糖、脂肪、氨基酸等通过各自的分解途径所 形成的还原性辅酶，包括NADH和FADH2通过电子传递 途径被重新氧化。即还原型辅酶上的氢原子以质子的形 式脱下，其电子沿一系列按一定顺序排列的电子传递体 转移，最后转移给分子氧并生成水，这个电子传递体系 称为电子传递链。由于消耗氧，故也叫呼吸链。 电子传递链在原核生物存在于质膜上，在真核细胞存 在于线粒体内膜上。
新陈代谢的研究方法
研究方法 同位素示踪法： 酶的抑制剂和拮抗物的应用：
代谢物阻断
整体水平的研究 器官水平的研究 细胞、亚细胞水平的研究
阅 读 内 容
------公认八大食物加速新陈代谢
燕麦 含极丰富的亚油酸和丰富的皂甙素，可降低血清 胆固醇、甘油三酯。 玉米 含丰富的钙、硒、卵磷脂、维生素E等，具有降 低血清胆固醇的作用。 海带 含丰富的牛磺酸，可降低血及胆汁中的胆固醇； 食物纤维褐藻酸，可以抑制胆固醇的吸收。
传递电子机理：Fe3+
-e
Fe2+
铁硫蛋白的结构及递电子机理
1Fe 0S24Cys 4Fe 4S24Cys 2Fe 2S24Cys
S Fe
传递电子机理：Fe3+
+e
-e
Fe2+
COQ
特点：带有聚异戊二烯侧链的苯醌，脂
溶性，位于膜双脂层中，能在膜脂中自由 泳动。
+2H
传递氢机理：CoQ
－2H
CoQH2
5.2 生物氧化
生物氧化的特点
生物氧化中二氧化碳的生成
生物氧化中水的生成
生物氧化中ATP的生成
高能化合物
5.2.1 生物氧化的特点 概念：有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在 生物细胞内进行氧化分解而生成CO2和H2O并
生导第7 8章能量与代谢2012(新)
活化能的化学含义
活化能是一个化学名词，又被称为阈能。这 一名词是由瑞典科学家阿伦尼乌斯 （Arrhenius）在1889年引入，用来定义一 个化学反应的发生所需要克服的能量障碍.
耗 能 反 应 图 解
酶反应类别
1）氧化还原类 2）基团转移类 3）水解类 4）裂解类 5）异构类 6）抗体酶 ------
酶的专纤 维素 的合 成与 酶解
酶活性中心---青霉素的作用机制(1)
酶活性中心---青霉素的作用机制(2)
青霉素的 分子构型 与细菌细 胞壁的底 物D-alaD-ala转 肽构型极 其相似, 因此可与 糖肽转肽 酶结合, 占据底物 的位置, 阻止细胞 壁的合成, 使细菌因 内含物渗 漏而死亡.
酶活性部位的氨基酸侧链基团可使底物共价键的电子轨道分布发生空间位移, 减少电子轨道的重叠, 从而减弱并加速共价键的断裂, 促使肽键水解.
胰凝乳蛋白酶的催化---肽键如何断裂
工业固氮与生物固氮
1) 哈伯在1910年发明工业固氮法, 目前生产化肥的工厂仍 在使用: N2 + 3 H2 → 2 NH3 这一反应需在5000C和300个大气压,并在铁催化剂的参 与下进行. 2) 生物固氮的种属主要有微生物如根瘤菌和蓝绿藻等. 微 生物固氮每年的数量为2 x 1011千克. 生物固氮完全在常 温常压下进行, 利用电子将N2还原为NH4+ , 高效低耗. 3) N≡N含三对共价键, 非常稳定, 键能为942kJ/mol. 因此 要固定N素, 需要极高的活化能: N2+10H++8e+16ATP=2NH+4+16ADP+16Pi+H2
什么是代谢?
生物体内全部化学物质的转化和能 量的转化过程称为代谢, 涉及: 1) 物质转化: 合成或分解 即同化作用与异化作用. 2）能量转化: 释放或吸收 生物体要维持其生命活动，必需 消耗能量。
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第7章生物代谢
糖脂蛋白质丙酮酸三羧酸
循环
乙酰CoA。
7.1 生物代谢的特点及规律
7.1.1 生物体内代谢反应的共同特点
1. 酶促反应
2. 分步进行
3. 伴随能量代谢
4. 同一物质分解代谢与合成代谢途径一般不同
5. 分解代谢与合成代谢可共同利用某些环节
6. 糖、脂和蛋白质合成代谢途径不同，分解代谢有
共同之处
7. 分解代谢是收敛的，合成代谢是发散的
7.1.2 代谢途径的调控
代谢是通过各类酶催化的生化反应实现的。
代谢过程中绝大部分反应都是可逆的。
受产物和
原料的比例调控
每一个代谢途径中至少有一个限速反应，决定着整个代谢的进行。
通过对催化限速反应的酶调控，可以调控整个代谢途径。
7.1.3 代谢中常见的有机反应
1. 氧化还原反应
2. C-C键的形成与断裂
3. 分子内重排及消除
4. 基团转移
5. 自由基参与的反应
7.1.4 研究代谢途径的方法
•代谢物的（同位素）标记示踪•干扰代谢体系
酶的抑制剂
改变酶的活性
糖
•单糖（Monosaccharides）
多羟基的酮或醛，
(C-H2O)n，碳水化合物（“carbon hydrate”）如葡萄糖，果糖等
•多糖（Oligosaccharides）
单糖通过糖苷键连接而成，
如淀粉，纤维素
乳糖
D-葡萄糖＋D-半乳糖蔗糖
D-葡萄糖+ D-果糖麦芽糖 2 D-葡萄糖半乳糖酶麦芽糖酶蔗糖酶主要在小肠，含必需的酶和pH 环境，多、寡、双糖几乎全转化为单糖。
7.2.1 糖的酶水解
D-葡萄糖果糖半乳糖
7.2.2 葡萄糖的分解代谢
糖原
乳酸
糖原分解糖酵解
糖异生
糖原合成
丙酮酸
三羧酸循环
葡萄糖
1. 糖的无氧分解-糖酵解(glycolysis)
糖酵解是葡萄糖在细胞质中(无氧条件)降解为丙酮酸并伴随ATP生成的过程。
是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降解途径。
1940年被阐明。
Embden, Meyerhof等人贡献最多，故糖酵解过程一也叫Embden-Meyerhof pathway，简称EMP途径。
糖酵解过程
可分为两个阶段（共10步反应）：
1. 准备阶段：
1葡萄糖→→→2 3-磷酸甘油醛（－2 ATP ）
共包括5步反应。
2. 偿还阶段：
2 3-磷酸甘油醛→→→2 丙酮酸（＋4 ATP，2 NADH ）
共包括5步反应。
糖酵解过程
准备阶段葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
1，6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛
3-磷酸甘油醛
1,3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
糖酵解过程
偿还阶段
磷酸己糖激酶
激酶是指凡是能够催化ATP的磷酰化反应，即转移磷酸基团的酶。
激酶一般需要Mg2+或其他二价金属
磷酸葡萄糖
异构酶
磷酸葡萄糖异构酶具有绝对的底物专一性和立体专一性。
磷酸果糖
激酶
酵解中的关键反应步骤，酵解的速度决定于此酶的活性。
醛缩酶
1,6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛
A ketose An aldose
磷酸丙糖
异构酶
磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛总是处于平衡状态
磷酸甘油醛
脱氢酶
1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘
油醛
磷酸甘油
酸激酶
1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘
油酸
底物水平磷酸化：将底物的高能磷酸基直接转移给ADP(或GDP)生成ATP(或GTP)。
这种ADP （或GDP）的磷酸化作用与底物的脱氢作用直接相偶联的反应过程，称为底物水平磷酸化。
由于一分子葡萄糖（六碳糖）产生两分子1,3-二磷酸甘油酸（三碳糖），因此在这一步一分子葡萄糖产生了两分子的ATP。
磷酸甘油酸
变位酶
3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸
烯醇化酶
2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸
第二个产生ATP 的
底物水平磷酸化
丙酮酸激酶
磷酸烯醇式
丙酮酸
丙酮酸
糖酵解途径
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖
1，6-二磷酸果糖
3-磷酸甘油醛
1,3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
磷酸烯醇式丙酮酸
2 丙酮酸
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛
由一分子葡萄糖转变为
两分子丙酮酸总反应式：
葡萄糖+ 2Pi + 2ADP + 2NAD+
2丙酮酸+ 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O
丙酮酸和NADH的去向
在有氧状态下：
丙酮酸：被氧化成乙酰CoA
NADH：对于原核细胞，很容易进入呼吸链，从而被氧化成NAD+，NAD+得以再生并重新进入糖酵解。
对于真核细胞，必须借助于线粒体内膜上专门的穿梭系统（苹果酸-天冬氨酸及3-磷酸甘
生油穿梭系统）进入呼吸链，把电子传递到O
2 O，再生出NAD+ ，并产生更多的ATP。
成H
2
在缺氧或无氧状态下：
丙酮酸→乳酸（乳酸发酵）丙酮酸→乙醇（乙醇发酵）
生物学意义：
NAD+的再生，
以保证在缺氧条
件下，糖酵解能
继续进行。
糖酵解中生成的丙酮酸的3种可能的代谢途径
2. 糖的有氧氧化
葡萄糖通过糖酵解产生的丙酮酸，在有氧条件下，将进入三羧酸循环进行完全氧化，生成H
O 和CO2，并释放出大量能量。
丙酮酸的2
有氧氧化包括两个阶段：
第一阶段：丙酮酸的氧化脱羧（丙酮酸⎯→乙酰辅酶A，简写为乙酰CoA）
O 第二阶段：三羧酸循环（乙酰CoA⎯→H
2，释放出能量）
和CO
2
丙酮酸脱氢酶系
U G o’= -33.4 kJ/mol
丙酮酸脱氢酶系包括：三种不同的酶（丙酮酸脱氢
缩写辅基催化反应
丙酮酸脱氢酶E
TPP 丙酮酸氧化脱羧
1
硫辛酸将乙酰基转移到CoA 二氢硫辛酸乙酰E
2
转移酶
二氢硫辛酸脱氢酶E
FAD 将还原型硫辛酰胺
3
转变为氧化型
TPP 的碳负离子亲核进攻丙酮酸的羰基碳，形成加成中间物，后者经E 1催化脱羧，生成羟乙基-TPP 。
e 乙酰CoA 的生成
CoA-SH 泛酸
3’-磷酸ADP
β−巯基乙胺
g NAD +被FADH 2还原
FADH 2+ NAD + FAD + NADH + H
+E 3
丙酮酸脱氢酶复合体催化丙酮酸氧化脱羧，分5步进行，生成乙酰CoA。
（2）三羧酸循环
•在有氧的情况下，葡萄糖酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA 。
乙酰CoA 经一系列氧化、脱羧，最终生成CO 2和H 2O 并产生能量的过程，称为柠檬酸循环，亦称为三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)，简称TCA 循环。
由于它是由Hans Krebs 正式提出的，所以又称Krebs 循环。
•三羧酸循环在线粒体基质中进行。