第十九二十一章代谢总论生物能学2011
19生化
新陈代谢的功能
• 从周围环境中获得营养物质； • 将外界引入的营养物质转变为自身需要的 结构元件； • 将结构元件装配成自身的大分子； • 形成或分解生物体特殊功能所需的生物分 子； • 提供生命活动所需的一切能量。
酶的三种组织方式
分散存在 多酶复合体 与膜结合的多酶复合物
代谢的基本概念
• 代谢途径——导致某一种物质合成或者 分解的一系列反应。 线状、环状或分支状。 • 代谢物——在一条代谢途径之中，前一 个酶的产物刚好作为后一个酶的底物， 很难孤立地把它们归为底物还是产物， 一般就称其为代谢物或代谢中间物。 • 分解代谢、合成代谢和不定向代谢
细胞内的代谢途径和代谢网络
代谢的三种途径
•基础代谢——维持生命最基本活动所必需 的能量需要。人体处于极端安静，进食后 12-14小时，室温18-20℃,静卧不动，保持清 醒，维持各器官、组织活动所需的能量，以 及散失的热量总和。 基础代谢所需能量：每小时耗氧量乘以 氧的卡价（每升氧相当于多少卡的能量，平 均为4.825千卡/升)。
自养生物和异养生物
分类 光能自 养生物 化能自 养生物 光能异 养生物 化能异 养生物 C源 CO2 CO2 能源 光 氧化还原反应 电子供体 HO2, H2S, S 或其它无机物 无机化合物如 H2, H2S, NH4+ Fe2+ 有机物 （葡萄糖） 有机物 （葡萄糖） 实例 绿色植物、藻类、 蓝细菌、光合细菌 固氮菌、氢细菌、 硫细菌和铁细菌 非硫紫细菌 动物、大多数 微生物
分解代谢和合成代谢
Degradation: biomolecules – building blocks – common intermediates final products
王镜岩(第三版)生物化学下册课后习题答案
第19章代谢总论⒈怎样理解新陈代谢？答：新陈代谢是生物体内一切化学变化的总称，是生物体表现其生命活动的重要特征之一。
它是由多酶体系协同作用的化学反应网络。
新陈代谢包括分解代谢和合成代谢两个方面。
新陈代谢的功能可概括为五个方而：①从周围环境中获得营养物质。
②将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件。
③将结构元件装配成自身的大分子。
④形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子。
⑤提供机体生命活动所需的一切能量。
⒉能量代谢在新陈代谢中占何等地位？答：生物体的一切生命活动都需要能量。
生物体的生长、发育，包括核酸、蛋白质的生物合成，机体运动，包括肌肉的收缩以及生物膜的传递、运输功能等等，都需要消耗能量。
如果没有能量来源生命活动也就无法进行．生命也就停止。
⒊在能量储存和传递中，哪些物质起着重要作用？答：在能量储存和传递中，ATP（腺苷三磷酸）、GTP（鸟苷三磷酸）、UTP（尿苷三磷酸）以及CTP（胞苷三磷酸）等起着重要作用。
⒋新陈代谢有哪些调节机制？代谢调节有何生物意义？答：新陈代谢的调节可慨括地划分为三个不同水平：分子水平、细胞水平和整体水平。
分子水平的调节包括反应物和产物的调节（主要是浓度的调节和酶的调节）。
酶的调节是最基本的代谢调节，包括酶的数量调节以及酶活性的调节等。
酶的数量不只受到合成速率的调节，也受到降解速率的调节。
合成速率和降解速率都备有一系列的调节机制。
在酶的活性调节机制中，比较普遍的调节机制是可逆的变构调节和共价修饰两种形式。
细胞的特殊结构与酶结合在一起，使酶的作用具有严格的定位条理性，从而使代谢途径得到分隔控制。
多细胞生物还受到在整体水平上的调节。
这主要包括激素的调节和神经的调节。
高等真核生物由于分化出执行不同功能的各种器官，而使新陈代谢受到合理的分工安排。
人类还受到高级神经活动的调节。
除上述各方面的调节作用外，还有来自基因表达的调节作用。
代谢调节的生物学意义在于代谢调节使生物机体能够适应其内、外复杂的变化环境，从而得以生存。
第十九二十一章代谢总论生物能学
三、代谢作用中的能量关系
分解代谢: 是代谢作用的分解过程，有机物（糖、 脂和蛋白质）被转化为更小、更简单的终产物（如乳 酸化、为CATOP2和和N还H原3等的）电，子分载解体代（谢NA释D放H能、量NA，D部PH分和被转 FADH2），其余的作为热量散失。
➢ 基团转移反应 ➢ 氧化-还原反应 ➢ 消除、异构化和重排反应 ➢ 碳-碳键的形成与断裂反应
五、代谢研究的方法
代谢研究所指的活细胞是一种概括的说 法，既来自于单细胞、也来自于多细胞生物、 还包括病毒和噬菌体等。
代谢研究主要是对中间代谢的研究。可以 在不同的水平上进行，用生物整体的研究称 体内研究，用 in vivo表示， 用组织切片、匀 浆、提取液作为材料的研究体称外研究，用 in vitro表示。
一、有关热力学的一些基本概念
• 体系、环境、状态
• 体系（system）：系统、物系, 热力学中指研究所涉及全
部
•
物质总称。
环境（surrounding）：外界, 除体系外全部物质总称。
一个体系的性质包括：压力、体积、温度、组成、比热、表 面张力…………。
一个体系的各种性质确定了，其状态就确定了。
式中“=”表示可逆的过程， S=0,此时体系处于平衡状态。 “﹥0”表示不可逆的过程，体系熵增加。 所有自发过程都是不可逆的，熵总是增加。
新陈代谢过程使生物有机体不断向环境释放其生命 活动不得不产生的全部正熵。
用熵作为衡量生化过程能否自发进行是困难的，自 由能则可以。
[医学]代谢总论
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通过NADPH循 环从分解代谢 中将电子和氢 原子（能量） 传递到合成代 谢中。
六、FMN和FAD的递能作用
在氧化还原反应，特别是在氧化呼吸链中起着传递电子和氢原子的作用。
七、辅酶A在能量代谢中的作用
辅酶A
功能——酰基转移酶辅酶，传递酰基 在脂类与糖类代谢中起重要的作用
八、新陈代谢的调节
代谢的调节分三个水平：分子水平，细胞水平和整体水平。
3. 同位素示踪法
用14C标记CO2,培养绿藻，提 取液进行双向纸层析，放射 自显影，发现放射性最早出 现在3-磷酸甘油酸(PGA)， 随后出现在其他中间物。
•
科学家通过同位素示踪法证明，生物集体虽然从表 面上看，保持着恒定状态，但是实际上并不是恒定 不变的，生物有机体在不断地进行新陈代谢，体内 各种物质在不断地更新。
•[医学]代谢总论
3.新陈代谢的特点
（1） 不同生物的代谢大同小异
大同 •
各类生物的物质的代谢途径十分相似
为什么具有许多相同之处呢？ 共同的祖先！
小异 也有偏向
低等的厌氧生物尚没有发展出好氧代谢途径，而高
等生物包括好氧细菌都发展出了更为高效的好氧 代谢，但同时保存了厌氧代谢途径。
（2） 反应步骤繁多，具有严格的顺序性； （3） 与环境相适应，自动调节；
实质是电子的得失，在生物化学反应中十分普遍，
从代谢物转移的电子，通过一系列的传递体转移到氧， 并伴随能量的释放。
（三）消除、异构化及重排反应
消除反应伴随碳-碳双键的生成，可通过协同 机制、碳正离子机制或碳负离子机制完成，形成 顺式或反式消除产物。
在生物化学中，常见的异构化反应是双键移 位。如酮糖-醛糖互变。
2. 生物圈自养生物和异养生物间氧和二氧化碳的循环
第19章 代谢总论
第19章代谢总论1、合成代谢2、分解代谢3、在能量贮存和传递中，哪些物质起着重要作用？答案：1、又称生物合成，是生物体利用小分子或大分子的结构元件建造成自身大分子的过程。
2、有机营养物，不管是从外界环境获得的，还是自身贮存的，通过一系列反应步骤转变为较小的、较简单的物质的过程。
3、高能化合物（如磷酸肌酸、磷酸烯醇式丙酮酸等）可将其高能磷酸基团转移给ADP生成ATP，生成的ATP分子又可将其高能磷酸基团转移给其他化合物使之获得能量，所以ATP 不仅是机体细胞最直接的能源，同时A TP在能量的传递中起中间题的作用。
物质氧化产生的高能位电子和脱下的氢原子通过辅酶Ⅰ或辅酶Ⅱ传递给生物合成中需要还原力的反应。
FMN和FAD都能接受两个电子和两个氢原子，它们在氧化还原反应中，特别是在氧化呼吸链中起着传递电子和氢原子的作用。
乙酰-CoA形成的硫脂键和A TP的高能磷酸键相似，都在水解时释放出大量的自由能。
因此可以说，乙酰-CoA具有高的乙酰基转移势能。
第20章生物能学1、生物氧化2、氧化磷酸化作用3、磷氧比值4、底物水平磷酸化5、解偶联剂6、怎样判断一个生物化学反应在标准状态下进行的方向？A TP、磷酸烯醇式丙酮酸、磷酸肌酸、葡糖糖-6-磷酸在水解时的标准自由能变化分别为-30.5kJ/mol、-61.9 kJ/mol 、-43.1kJ/mol、-13.8kJ/mol，当反应物、产物的起始浓度都为1mol/L时，判断下列反应进行的方向：①磷酸肌酸+ADP→ATP+肌酸；②磷酸烯醇式丙酮酸+ADP→ATP+丙酮；③葡糖糖-6-磷酸+ADP→葡萄糖+A TP。
7、从ATP的结构特点说明其在机体细胞能量传递中的作用。
答案：1、生物氧化指有机物质在生物体内氧化分解成二氧化碳和水，同时释放出能量形成ATP的过程。
由于生物氧化是在细胞内进行，氧化过程消耗氧气而放出二氧化碳和水，所以生物氧化又称为“细胞呼吸”或“呼吸作用”。
(完整word版)生物化学部分总结
第19章代谢总论1、分解代谢: 有机营养物, 不管是从环境获得的, 还是自身储存的, 通过一系列反应步骤变为较小的, 较简单的物质的过程称为分解代谢。
2、合成代谢: 又称生物合成, 是生物体利用小分子或大分子的结构原件建造成自身大分子的过程。
3、ATP储存自由能为生物体的一切生命活动提供能量。
满足以下四方面的需要: ①生物合成、②肌肉收缩、③营养物逆浓度梯度跨膜运送、④在DNA、RNA、蛋白质能生物合成中, 以特殊方式起递能作用。
4、能够直接提供自由能推动生物体多种化学反应的核苷酸类分子除ATP外, 还有GTP, UTP, CTP。
GTP对G蛋白的活化, 蛋白质的生物合成, 蛋白质的寻靶作用, 蛋白质的转运等等都作为推动力提供自由能。
5、FMN, 黄素腺嘌呤单核苷酸, FAD, 黄素腺嘌呤二核苷酸, 它们是另一类在传递电子和氢原子中起作用的载体。
FMN和FAD都能接受两个电子和两个氢原子, 它们在氧化还原反应中, 特别是在氧化呼吸链中起着传递电子和氢原子的作用。
6、辅酶A, 简写为CoA, 分子中含有腺嘌呤、D-核糖、磷酸、焦磷酸、泛酸和巯基乙胺。
在水解时释放出大量的自由能。
第20章遗传缺欠症缺乏尿黑酸氧化酶, 导致酪氨酸的代谢中间物尿黑酸不能氧化而随尿排出体外, 在空气中使尿变成黑色。
苯丙酮尿症, 是苯丙氨酸发生异常代谢的结果, 这是尿中出现苯丙氨酸。
但酪氨酸的代谢仍然正常。
通过以上两种不正常的代谢现象, 是苯丙氨酸的代谢途径得到了阐明。
第21章生物能学1、高能磷酸化合物的类型.碳氧键..氮磷键型-如胍基磷酸化合物。
1.磷酸肌酸。
2.磷酸精氨酸..硫酯键型-活性硫酸基.1.3’-腺苷磷酸5’-磷酰硫酸.2.酰基辅酶A..甲硫键型-活性甲硫氨.2、ATP水解释放的自由能收到许多因素的影响。
当ph升高时ATP释放的自由能明显升高。
还受到Mg2+等其他一些2价阳离子的复杂的影响。
3、ATP在磷酸基团转移中作为中间递体而起作用。
新陈代谢与生物能学
ATP的特点 的特点 环境中， 在pH=7环境中，ATP分子中的三个磷酸基 环境中 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 个负电荷的离子形式（ 团完全解离成带 个负电荷的离子形式（ATP4），具有较大势能 加之水解产物稳定， 具有较大势能， ），具有较大势能，加之水解产物稳定，因而水 解自由能很大（∆G°′=-30.5千焦 摩尔）。 解自由能很大（ ° 千焦/摩尔）。 千焦 摩尔
(四) 高能化合物与ATP
• 生化反应中，在水解时或基团转移反应中可 生化反应中， 释放出大量自由能（ 千焦/摩尔 释放出大量自由能（>21千焦 摩尔）的化合 千焦 摩尔） 物称为高能化合物。 物称为高能化合物。 • 高能化合物的类型 • ATP的特点及其特殊作用 的特点及其特殊作用
高能化合物的类型
自由能（free energy）
• G=H-TS • ∆Ｇ=∆H-T∆S Ｇ • 自由能的变化能预示某一过程能否自发 进行， 进行，即： • ∆G<0，反应能自发进行 ， • ∆G>0，反应不能自发进行 ， • ∆G=0，反应处于平衡状态。 ，反应处于平衡状态。
化学反应自由能的变化和平衡常数的关系 假设有一个化学反应式： 假设有一个化学反应式：aA + bB = cC + dD 恒温恒压下： 恒温恒压下：∆G′=∆G°′+ RTlnQc ° 式中：∆G°′= - RTlnK 式中： °
分解代谢与合成代谢
生物小分子合成大分子 • •
合成代谢
需要能量
物 质 代 谢
•
代谢
• • •
能量代谢
能量
分解代谢
生物大分子分解成小分子
（二）新陈代谢的研究方法
1.研究材料：
代谢总论
第十章代谢总论第一节概述一、定义代谢(metabolism)又称新陈代谢，是生物体内所有化学变化的总称。
代谢是生命的基本特征。
代谢包括合成代谢和分解代谢，前者又称同化作用，是指机体从环境中摄取营养物质，把它们转化为自身物质；后者又称异化作用，是指机体将自身物质转化为代谢产物，排出体外。
二者是相辅相成的，它们的平衡使生物体既保持自身的稳定，又能不断更新，以适应环境。
二、代谢途径代谢过程是通过一系列酶促反应完成的。
完成某一代谢过程的一组相互衔接的酶促反应称为代谢途径。
代谢途径有以下特点：1.没有完全可逆的代谢途径。
物质的合成与分解，有的要完全不同的两条代谢途径（如脂肪酸的代谢）；有的要部分地通过单向不可逆反应（如糖代谢）。
2.代谢途径的形式是多样的，有直线型的，有分支型的，也有环形的。
3.代谢途径有确定的细胞定位。
酶在细胞内有确定的分布区域，所以每个代谢过程都是在确定的区域进行的。
例如，糖酵解在细胞质中进行，三羧酸循环在线粒体基质中进行，氧化磷酸化在线粒体内膜进行。
4.代谢途径是相互沟通的。
各个代谢途径之间，可通过共同的中间代谢物而相互交叉，也可通过过渡步骤相互衔接。
这样各种代谢途径就联系起来，构成复杂的代谢网络。
通过网络，各种物质的代谢可以协调进行，某些物质还可相互转化。
5.代谢途径之间有能量关联。
通常合成代谢消耗能量，分解代谢释放能量，二者通过ATP等高能化合物作为能量载体而连接起来。
6.代谢途径的流量可调控。
机体在不同的情况下需要不同的代谢速度，以提供适量的能量或代谢物。
这是通过控制物质代谢的流量来实现的。
因为代谢是酶促过程，所以可通过控制酶的活力与数量来实现。
每个代谢途径的流量，都受反应速度最慢的步骤的限制，这个步骤称为限速步骤，或关键步骤，这个酶称为限速酶或关键酶。
限速步骤一般是代谢途径或分支的第一步，这样可避免有害中间产物的积累。
限速步骤一般是不可逆反应，其逆过程往往由另一种酶催化。
限速酶的活性甚至数量，往往受到多种机制的调节，最普遍的是反馈抑制，即代谢终产物的积累对限速酶产生抑制。
第19章代谢总论
18
16 磷酸烯醇式丙酮酸 14
12
甘油酸－
~P
10 1,3－2P
~P
8
6
4
2
• 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。
ATP ~P ~P
“共同中间体作用”，传递能量 能量代谢实质：ATP的形成与裂解。
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
肌酸＋ ATP
ADP+Pi + 能
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。
(3)磷酸肌酸、磷酸精氨酸的贮能作用
肌酸激酶
(4)分解代谢产生ATP (5)ATP的利用
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 葡萄糖 甘油 + 脂肪酸
共同降解产物
终产物 简单小分子
乙酰辅酶A
NH3 H2O CO2
N
水解自由能：每个 高能键的水解自由 能为 30.5kJ/mol或
7.3kcar/mol
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
AMP ADP
ATP4－＋H2O
ATP
ADP3－＋HPO42－＋H＋
D
F+H + 能
代谢总论
二.物质代谢和能量代谢
生物机体通过分解代谢将营养物质分解为小 分子物质，通过合成代谢将小分子物质合成 自身的大分子以及自身所需的其他生物分子。 这两种代谢途径所包括的物质转化，都属于 物质代谢。 物质代谢为基础，与物质代谢过程相伴随发 生的，是蕴藏在化学物质中的能量转化，统 称为能量代谢(energetic metabolism)
要求掌握内容
一.名词解释 新陈代谢 物质代谢与能量代谢 分解代 谢与合成代谢 二.问答题 1.新陈代谢的特点 2.代谢具体研究对象（能举几个例子） 3.代谢研究方法（要求举例说明）
三 物质-能量转换 辅酶辅酶Ⅰ,Ⅱ的递能作用
1.分解 2.还原型辅酶产生 3.ATP产生 辅酶Ⅰ,Ⅱ,FMN,FAD的递能作用 （作业）
p2 发酵
四
代谢动态与调节
代谢的调节可为三个不同水平：分子水平、 细胞水平和整体水平。
分子水平的调节包括反应物和产物的调节(主 要是浓度的调节和酶的调节)。酶的调节是最 基本的代谢调节； 细胞的特殊结构与酶结合在一起，使酶的作 用具有严格的定位条理性，从而使代谢途径 得到分隔控制。 多细胞生物还受到在整体水平上的调节。这 主要包括激素的调节和神经的调节。
红色面包霉
大肠杆菌
（野生型，营养缺陷型突变体）
6 整体、组织切片、组织匀浆和提取液 三羧酸循环 氧化磷酸化 生物氧化 脂肪酸氧化
七
代谢研究的意义
1.代谢研究在病理和医药研究中的意义 (糖尿病，脂肪肝） 2.代谢研究在基因工程研究的地位 （转基因牛，转基因羊，转基因蕃 茄，转基因水稻，转基因烟草）
代谢的控制论
决定代谢方向的是代谢过程中一些不可逆的步 骤，它们不仅决定着物质流动速率，而且还决 定着流动方向 酶量的调节：酶合成与降解(反馈抑制）
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内能:U(E)：体系质点能量综总合（ U ） 体系
体系
做功
焓（H）：体系的热含量；焓变： 吸H热=U+PV,
热力学第一定律：能量守恒定律 ，U=Q-W
生物化学中近似恒压恒容， 所以：H≈U
4. 热力学第二定律和熵(entropy) 热的传导只能由高温物体传至低温物体。 熵（S）：体系质点散乱无序程度 熵变（S），隔离体系：S= S体系+ S环境≧0
太阳是地球上所有生物最根本的能量来源
代谢总貌
➢ATP起捕获和贮存能量(传递能量)的作用 ➢能量传递系统：ATP→ADP+Pi
以ATP形式贮存的能量有以下作用：
（1）提供生物合成所需能量
（2）机体活动及肌肉收缩所需能量
（3）营养物跨膜运输所需能量
（4）DNA,RNA，蛋白质等合成中，保证基因信息正 确
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）磷氧键型：ATP、氨甲酰磷酸 2）氮磷键型：磷酸肌酸 3）硫酯键型：酰基CoA 4）甲硫键型：S-腺苷甲硫氨酸
高 能 化 合 物 类 型
硫酯键型
甲硫键性
ATP的特点
在pH=7环境中，ATP分子中的三个磷酸基团
式中“=”表示可逆的过程， S=0,此时体系处于平衡状态。 “﹥0”表示不可逆的过程，体系熵增加。 所有自发过程都是不可逆的，熵总是增加。
新陈代谢过程使生物有机体不断向环境释放其生命 活动不得不产生的全部正熵。
用熵作为衡量生化过程能否自发进行是困难的，自 由能则可以。
二、自由能（free energy）
代谢研究主要方法：
1、酶抑制剂的应用 2、同位素示踪法 3、气体测量法 4、核磁共振波谱法 5、利用遗传缺陷症研究代谢途径
×
酪氨酸氧化酶
尿黑酸
尿黑酸氧化酶
本章基本要求
1.熟悉代谢作用的特点。 2.掌握重要辅酶在代谢中的作用。 3.了解常用的代谢作用研究方法
第二十章 生物能学 Chapter 20.Bioenergetics)
一、有关热力学的一些基本概念
1. 体系、环境、状态
2. 体系（system）：系统、物系, 热力学中指研究所涉及全
部
3.
物质总称。
环境（surrounding）：外界, 除体系外全部物质总称。
一个体系的性质包括：压力、体积、温度、组成、比热、表 面张力…………。
一个体系的各种性质确定了，其状态就确定了。
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）。
a
b
g
O
O
O
腺嘌呤—核糖— O — P — O ~ P — O ~ P — O-
O-
O-
O-
➢ 基团转移反应 ➢ 氧化-还原反应 ➢ 消除、异构化和重排反应 ➢ 碳-碳键的形成与断裂反应
五、代谢研究的方法
代谢研究所指的活细胞是一种概括的说 法，既来自于单细胞、也来自于多细胞生物、 还包括病毒和噬菌体等。
代谢研究主要是对中间代谢的研究。可以 在不同的水平上进行，用生物整体的研究称 体内研究，用 in vivo表示， 用组织切片、匀 浆、提取液作为材料的研究体称外研究，用 in vitro表示。
自由能的概念对于研究生物化学过程的能力学具有 很重要的意义。
生物体用于作功的能量正是体内化学反应释放的自 由能，生物氧化释放的能量也正是为有机体利用的自 由能。它不仅可以用来判断机体内某一过程能否自发 进行，而且还可以利用自由能这个函数来计算反应的 其它有用参数。
在温度和压力不变时： －ΔＧ＝Ｗ* (体系中能对环境作功的能量)
解：达平衡时
=Keq=19
ΔG0′= - RTlnKeq =-2.3038.314 311 log19
=-7.6kJ.mol-1
未达平衡时
=0.1
ΔG′=ΔG0′+ RTln[生成物]/[反应物] =-7.6+ 2.3038.314 311 log 0.1 =-13.6 kJ.Mol-1
四、高能化合物
体系：
开放体系（open system） 封闭体系（closed system） 隔离体系（isolated system）
2. 能的两种主要形式 — 热与功 能的表现形式有多种，热与功是两种主要形式，
是体系发生变化时与环境交换能量的两种形式。
3. 内能(internal energy)、焓(enthalpy)和热力 学第一定律：
自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即： ΔG<0，反应能自发进行 ΔG>0，反应不能自发进行 ΔG=0，反应处于平衡状态。
三、化学反应中自由能的变化
G ， G ， G
对于化学反应：A+B C+D
标准自由能改变（G） ：25度、1大气压、反应 物、产物浓度均为1mol/L(有氢离子参加时，其浓 度也是1mol/L，pH为0 )时。 G= G+RTln[生成物]/[反应物] 反应达到平衡点时 G=0
G= G+RTlnK平， G=-RTlnK平 生化标准自由能改变：pH=7 G= - RTlnK平 （单位：J /mol或kJ/mol）
计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化
例题： 反应G-1-PG-6-P在380C达到平衡时， G-1-P占 5%，G-6-P占95%，求ΔG0。如果反应未达到平衡 ，设[G-1- P]=0.01mol/L， [G-6-P]=0.001mol/L，求 反应的ΔG ′是多少？
传递。
由分解代谢释放出的化学能，除合成 ATP外，还以氢原子和电子的形式供给生物 合成的需能反应，其中，辅酶Ⅰ（NAD）、 辅酶Ⅱ（NADP）、FMN和FAD在这一过程 中起重要作用。
烟酰胺 （维生素PP）
辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ
（H-：）
..
维生素PP(抗赖皮维生 素)
R
R
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸）
R=H：NAD R=-PO3：NADP
FMN和FAD
(VB2)
核
黄
核
素
黄
腺
素
嘌
呤
核
二
黄
核
素苷ຫໍສະໝຸດ 单酸核苷
酸
异咯嗪
辅酶A（CoA）在能量代谢中的作用
乙酰Co-A形成的硫酯键和ATP的高能磷 酸键相似，水解时可释放出大量自由能。 许多代谢的终产物都能形成乙酰Co-A。
O
C H 3 C～～S CoA
辅酶A
(VB3)
四、代谢中常见的有机化学反应机制