第1章代谢总论(1)PPT课件
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大连理工大学生物化学课件--代谢总论
11
2、新陈代谢（ metabolism）的功能
新陈代谢是高度协调的细胞活动，有很多多聚酶系统（代 谢路径）协调合作来完成其功能。 ☞捕获太阳能或降解从周围环境中获得的营养物质来获得 化学能；
☞把营养物质转化为自身结构元件（细胞自己的特征分
子），包括生物大分子的前体分子； ☞将结构元件装配成自身的大分子，如蛋白质、核酸等； ☞合成或降解细胞特殊功能所需要的生物分子； ☞提供生命活动所需要的所有能量。
37
2、自由能（free energy）
物理意义：－ΔＧ＝Ｗ* (体系中能对环境作功的能量) 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。 自由能的概念对于研究生物化学过程的力能学具有很重要 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
体外化学反应？
19
二、新陈代谢的研究方法
1、活体内(in vivo)水平的代谢研究 2、体外(in vitro)水平的代谢研究 3、整体水平的研究 4、器官水平的代谢研究 5、细胞、亚细胞水平的代谢研究
20
新陈代谢研究的具体对象——活细胞中所有化学变化
单细胞生物
多细胞生物
病毒(virus) 噬菌体(bacteriophage) 病毒和噬菌体介于生 物和非生物之间，只有寄 生于生物细胞中，才能表 现代谢等生命现象。
为试验对象，给犬饲喂不同
碳原子数的脂肪酸后，分析 它的排泄物成分，提出了脂 肪酸-氧化作用的学说。
24
4、器官水平的代谢研究
如，排尿素动物尿素合成部位 的研究。 切除动物的肝脏，发现动 物血液中氨基酸水平和血氨水 平均升高，而尿中尿素含量下
2、新陈代谢（ metabolism）的功能
新陈代谢是高度协调的细胞活动，有很多多聚酶系统（代 谢路径）协调合作来完成其功能。 ☞捕获太阳能或降解从周围环境中获得的营养物质来获得 化学能；
☞把营养物质转化为自身结构元件（细胞自己的特征分
子），包括生物大分子的前体分子； ☞将结构元件装配成自身的大分子，如蛋白质、核酸等； ☞合成或降解细胞特殊功能所需要的生物分子； ☞提供生命活动所需要的所有能量。
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2、自由能（free energy）
物理意义：－ΔＧ＝Ｗ* (体系中能对环境作功的能量) 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。 自由能的概念对于研究生物化学过程的力能学具有很重要 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
体外化学反应？
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二、新陈代谢的研究方法
1、活体内(in vivo)水平的代谢研究 2、体外(in vitro)水平的代谢研究 3、整体水平的研究 4、器官水平的代谢研究 5、细胞、亚细胞水平的代谢研究
20
新陈代谢研究的具体对象——活细胞中所有化学变化
单细胞生物
多细胞生物
病毒(virus) 噬菌体(bacteriophage) 病毒和噬菌体介于生 物和非生物之间，只有寄 生于生物细胞中，才能表 现代谢等生命现象。
为试验对象，给犬饲喂不同
碳原子数的脂肪酸后，分析 它的排泄物成分，提出了脂 肪酸-氧化作用的学说。
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4、器官水平的代谢研究
如，排尿素动物尿素合成部位 的研究。 切除动物的肝脏，发现动 物血液中氨基酸水平和血氨水 平均升高，而尿中尿素含量下
新陈代谢-PPT精选文档
学贵有疑，小疑则小进，大疑则大 进
10
实验二探索淀粉酶对淀
粉和蔗糖的水解作用
温 度 加 斐 林 试 剂 并 加 热 煮 沸1 分 钟 试管 编号 加入的物质 现象及结果分析
1
2ml可溶性淀粉溶 液+2ml新鲜的淀 粉酶溶液
60 ℃
产生砖红色沉淀。淀粉在淀 粉酶作用下分解成还原性的 麦芽糖，麦芽糖+斐林试剂 →麦芽糖酸+Cu2O↓(砖红色) 无砖红色沉淀产生。淀粉酶 不能分解蔗糖，蔗糖为非还 原性糖，不能与斐林试剂反 应产生砖红色沉淀。
2
3
2ml 可 溶 性 淀 粉 溶 液 60℃ 变 紫 蓝 。说 明 淀 粉未 +2ml 新鲜的淀粉酶溶 分解完。 液+1ml质量分数为5% 的盐酸溶液 2ml 可 溶 性 淀 粉 溶 液 60℃ 变 紫 蓝 。说 明 淀 粉未 +2ml 新鲜的淀粉酶溶 分解完。 液+1ml质量分数为 5% 18 学贵有疑，小疑则小进，大疑，大疑则大 进
4
学贵有疑，小疑则小进，大疑则大 进
5
酶是什么？
•定义：酶是活细胞产生的一类具有生物 催化作用的有机物。 •(酶的本质是有机物） •其中绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶 是RNA。
学贵有疑，小疑则小进，大疑则大 进
6
实验一
比较过氧化氢和Fe3+催化效率
如右图，取三支试管分别加 入2毫升H2O2溶液。 （2）在2号试管中加入2滴 FeCl3溶液，3号试管中加入 2 滴肝糜研磨液，1号试管作为 对照，堵住试管，振荡试 管。 观察各试管中产生气泡的 多。 （3）用带火星的卫生香检验 2 号、 3 号试管中产生的 O2 多 少。
为什么？？
代谢及代谢途径PPT课件
是糖酵解的限速步骤!
糖酵解第二次引发反应 有大的自由能降低，受到高度的调控
20
21
反应4: 醛缩酶
C6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ被切成 2 C3
22
23
反应5: 磷酸丙糖异构酶
磷酸二羟丙酮转变成甘油醛-3-磷酸
24
25
糖酵解-第二个阶段的反应
产生4 ATP
导致糖酵解净产生2ATP
涉及两个高能磷酸化合物
缺氧与缺氧诱导的转录因子
41
甘油和其它单糖进入糖酵解的途径
42
43
44
糖异生
泛指细胞内由乳酸或其它非糖物质 净合成葡萄糖的过程。它主要发生 在动物的肝脏（80％）和肾脏（20 ％），是动物细胞自身合成葡萄糖 的唯一手段。植物和某些微生物也 可以进行糖异生。
45
46
糖异生与糖酵解途径的比较
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
8
代谢中的能量考虑
细胞需要持续不断的能量供应 NADH, NADPH和 ATP ATP – 通用的能量货币 NADPH – 生物还原剂
9
糖酵解
发生在所有的活细胞 位于细胞液 共有十步反应组成——在所有的细
丙酮酸脱氢酶系
三羧酸循环 异柠檬酸脱氢酶（NADH） α-酮戊二酸脱氢酶系（NADH） 琥珀酰-CoA合成酶 琥珀酸脱氢酶（FADH2） 苹果酸脱氢酶（NADH）
总ATP量
消耗ATP 消耗ATP 底物水平磷酸化 底物水平磷酸化 氧化磷酸化
氧化磷氧化磷酸化酸化 氧化磷酸化 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 氧化磷酸化
糖酵解第二次引发反应 有大的自由能降低，受到高度的调控
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反应4: 醛缩酶
C6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ被切成 2 C3
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反应5: 磷酸丙糖异构酶
磷酸二羟丙酮转变成甘油醛-3-磷酸
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糖酵解-第二个阶段的反应
产生4 ATP
导致糖酵解净产生2ATP
涉及两个高能磷酸化合物
缺氧与缺氧诱导的转录因子
41
甘油和其它单糖进入糖酵解的途径
42
43
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糖异生
泛指细胞内由乳酸或其它非糖物质 净合成葡萄糖的过程。它主要发生 在动物的肝脏（80％）和肾脏（20 ％），是动物细胞自身合成葡萄糖 的唯一手段。植物和某些微生物也 可以进行糖异生。
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糖异生与糖酵解途径的比较
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
8
代谢中的能量考虑
细胞需要持续不断的能量供应 NADH, NADPH和 ATP ATP – 通用的能量货币 NADPH – 生物还原剂
9
糖酵解
发生在所有的活细胞 位于细胞液 共有十步反应组成——在所有的细
丙酮酸脱氢酶系
三羧酸循环 异柠檬酸脱氢酶（NADH） α-酮戊二酸脱氢酶系（NADH） 琥珀酰-CoA合成酶 琥珀酸脱氢酶（FADH2） 苹果酸脱氢酶（NADH）
总ATP量
消耗ATP 消耗ATP 底物水平磷酸化 底物水平磷酸化 氧化磷酸化
氧化磷氧化磷酸化酸化 氧化磷酸化 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 氧化磷酸化
代谢PPT演示课件
和FADH2是通过呼吸链电子传递才将氢交给分子氧生成水。因此，从化学过6程看， 有氧呼吸应该是糖酵解、三羧酸循环和呼吸链三段的总和。
3.葡萄糖彻底氧化的总结算:
糖酵解作用:(在胞浆中进行) 葡萄糖 丙酮酸:净得2分子ATP,2分子NADH
丙酮酸转变为乙酰–CoA:(在线粒体中进行) 丙酮酸 乙酰–CoA:2分子NADH 三羧酸循环(柠檬酸循环):(在线粒体中进行)
此种脱氨基并不占主导地位
17
2.转氨基作用：
一种α －氨基酸的氨基 可以转移到α－酮酸上，从 而生成相应的一分子α－酮 酸和一分子α－氨基酸。
因此转氨基作用一方面 是氨基酸分解代谢的开始 步骤，另一方面也是非必 需氨基酸合成代谢的重要 步骤。
α－酮戊二酸ຫໍສະໝຸດ 谷氨酸大多数转氨酶都需要α－酮戊二酸作为氨基的受体，这就意 味着许多氨基酸的氨基，通过转氨作用转化为谷氨酸，再经L －谷氨酸脱氢酶的催化导致了氨基酸的氧化分解。
粒体中进行。乙醛酸循环：只存在于植物和微生物中，是将乙酰－
COA转变为乙酰乙酸从而进入柠檬酸循环。催化此循环的酶存在于线
粒体和乙醛酸循环体中，特别是只存在于乙醛酸循环体中的两种酶。
乙醛酸循环对种子的发育至关重要。在种子中，很多能量是以三酰甘
油的形式贮存。当种子发芽时，脂肪分解形成的乙酰－COA通过乙醛
酸循环形成草酰乙酸可转换成糖，提供植物生长所需要的能量和代谢
中间物的前体。脂肪酸合成：脂肪酸的合成主要在胞浆中进行，在线
粒体和微粒体中也能进行。胞浆中含脂肪酸合成的重要体系，可从头
合成。线粒体中可进行与脂肪酸β－氧化相似的逆向过程，使得一些脂
肪酸碳链加长。酮体合成：主要在肝脏线粒体中进行。
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(10年联赛)11．人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要 终产物是以下哪一种? (1分)
3.葡萄糖彻底氧化的总结算:
糖酵解作用:(在胞浆中进行) 葡萄糖 丙酮酸:净得2分子ATP,2分子NADH
丙酮酸转变为乙酰–CoA:(在线粒体中进行) 丙酮酸 乙酰–CoA:2分子NADH 三羧酸循环(柠檬酸循环):(在线粒体中进行)
此种脱氨基并不占主导地位
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2.转氨基作用：
一种α －氨基酸的氨基 可以转移到α－酮酸上，从 而生成相应的一分子α－酮 酸和一分子α－氨基酸。
因此转氨基作用一方面 是氨基酸分解代谢的开始 步骤，另一方面也是非必 需氨基酸合成代谢的重要 步骤。
α－酮戊二酸ຫໍສະໝຸດ 谷氨酸大多数转氨酶都需要α－酮戊二酸作为氨基的受体，这就意 味着许多氨基酸的氨基，通过转氨作用转化为谷氨酸，再经L －谷氨酸脱氢酶的催化导致了氨基酸的氧化分解。
粒体中进行。乙醛酸循环：只存在于植物和微生物中，是将乙酰－
COA转变为乙酰乙酸从而进入柠檬酸循环。催化此循环的酶存在于线
粒体和乙醛酸循环体中，特别是只存在于乙醛酸循环体中的两种酶。
乙醛酸循环对种子的发育至关重要。在种子中，很多能量是以三酰甘
油的形式贮存。当种子发芽时，脂肪分解形成的乙酰－COA通过乙醛
酸循环形成草酰乙酸可转换成糖，提供植物生长所需要的能量和代谢
中间物的前体。脂肪酸合成：脂肪酸的合成主要在胞浆中进行，在线
粒体和微粒体中也能进行。胞浆中含脂肪酸合成的重要体系，可从头
合成。线粒体中可进行与脂肪酸β－氧化相似的逆向过程，使得一些脂
肪酸碳链加长。酮体合成：主要在肝脏线粒体中进行。
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(10年联赛)11．人体内嘌呤核苷酸分解代谢的主要 终产物是以下哪一种? (1分)
生物化学--代谢总论 ppt课件
异构化及重排
消除反应的机制
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。
重排反应伴随碳
-碳键的断裂和重生
成，使碳骨架发生变
化。
ppt课件
13
消除反应的立体化学
2.异构化反应
1
1
2
基团发生反应。
若有氢负离子的受体存在，C-H键
断裂时电子有可能留在氢原子一侧形成
碳正离子和氢负离子，缺电子的亲电基
团容易与富电子的碳负离子(为亲核基
团)发生反应。
ppt课件
9
（一）基团转移反应(group— transferreaction)
在生物化学反应中，通常为亲电基团 从一个亲核体转移到另一个亲核体常见的 转移基团有酰基、磷酰基和葡萄糖基等。
1点1线或1点2线:410个；
1点3线:71个；1点4线:20个；
1点5线:11个；1点6线或6线
以上:8个；1点1线在1个途径
的末端；1点2线在1个途径的
中间；1点3线参与2个途径；
其余类推。
ppt课件
3
（四）分解代 谢的三个阶段
（三）代谢途径的类
型：
（a）多种游离酶构成的
代谢途径；
（b）多酶复合体构成的
第19章
代
谢
总
论
ppt课件
1
一、新陈代谢的一般规律
(一）基本概念 新陈代谢是体内化学反应的总称，体内的化学反应通常由
酶催化，一系列的连续反应构成代谢途径，代谢途径的个别步
1代谢导论-120405
关于代谢的途径
对同一物质来说，其分解代谢与合成代谢途径一般不同，不是
简单的可逆反应，而往往是通过不同的中间反应或不同的酶来实现。 分解代谢和合成代谢选择不同的途径，使生物机体增加了体内 化学反应的数量，并使其对代谢活动的调控具更大的灵活性和和应 变能力。 对真核生物来说，同一物质的两种过程甚至是在细胞的不同部 位进行的。
3.整体水平调节（多细胞生物）。包括激素的调节（高等真核生物） 和神经的调节（人类） 。 4.来自基因表达的调控。
（一）分子水平的代谢调控
尽管在每个细胞内都存在着大量的酶和代谢物，但代 谢并不是随机的，而是受到高度调控的。 酶促反应代谢途径经常遇到的是反馈抑制作用和前馈 激活作用。
途径的产物（通常是终产物）可以通过抑制途径前面的
代 谢 总 论
构成生物体的主要分子在生物体内并非孤立存在、 静止不变，而是不停地发生化学反应。 生物体从外界摄取营养物并将其转变为自身的分子 以及生命活动所需物质和能量等。
新陈代谢概念
营养物质在生物体内所经历的一切化学变化 总称为新陈代谢（metabolism）.
生物体内的新陈代谢不是完全自发进行的，而是靠 生物催化剂-酶来催化的。 酶是生物体内全部代谢活动的工具。
七、新陈代谢中常见的有机反应机制
酸碱催化 共价催化 酶催化的有机反应机制： 金属离子催化 静电催化
七、新陈代谢中常见的有机反应机制
1.基团转移反应 生化反应大体可归纳为四类：
2.氧化-还原反应
3.消除、异构化和重排反应 4.碳-碳键的形成或断裂反应
1.基团转移反应（group-transfer reaction）
合成反应：线粒体内进行
如： ATP
分解<供能>反应：大多数在细胞溶胶中进行
药理学药物的体内过程PPT课件
药物的排泄
肾脏排泄
大多数药物及其代谢物通过肾脏排泄， 以尿液的形式排出体外。肾脏排泄受 肾小球滤过率、肾小管重吸收和分泌 等因素影响。
其他排泄途径
部分药物及其代谢物可以通过胆汁、 汗液、肺等其他途径排泄出体外。其 他排泄途径的排泄量相对较少，但有 时在特定情况下具有重要意义。
02
药物体内过程各论
药物相互作用的临床意义
了解药物相互作用对疗效和安全性的影响，有助于指导临 床合理用药，避免或减少不良反应的发生。
THANKS
感谢观看
药物靶点研究
针对特定疾病靶点的研究 和开发，已经成为新药研 发的重要方向。
药物作用机制研究
深入了解药物的作用机制， 有助于发现更有效的药物 和治疗方案。
药物体内过程研究新技术
基因组学技术
基因组学技术为药物体内过程研究提供了更深入的视角，有助于 发现新的药物作用靶点和机制。
蛋白质组学技术
蛋白质组学技术能够更准确地反映药物在体内的实际作用，有助 于优化药物设计和筛选。
药理学药物的体内过 程ppt课件
目录
• 药物体内过程总论 • 药物体内过程各论 • 药物体内过程研究进展 • 药物体内过程与临床用药
01
药物体内过程总论
药物的跨膜转运
被动转运
药物通过被动转运方式穿过细胞膜， 不需要消耗能量。被动转运包括简单 扩散和滤过。
主动转运
药物通过主动转运方式穿过细胞膜， 需要消耗能量。主动转运包括离子泵 和载体转运。
代谢组学技术
代谢组学技术能够全面揭示药物对机体代谢的影响，有助于发现 新的药物作用靶点和机制。
药物体内过程研究新方法
动物模型
利用动物模型进行药物体 内过程研究，能够更真实 地模拟人体内的药物作用 过程。
新陈代谢总论
4、生物氧化过程中释放的化学能通常被偶联的 磷酸化反应所利用,贮存于高能磷酸化合物(如 ATP)中,当生命活动需要时再释放出来。
复合体Ⅱ：琥珀酸- CoQ还原酶
功能：将电子从琥珀酸传递给CoQ
辅基：FAD、Fe-S、Cytb560
琥珀酸
FAD
CoQH2
Fe-S
延胡索酸 FADH2
CoQ
(2).反应步骤繁多，但具有严格的顺序性； (3).反应条件温和； (4).严格调节； (5).特定区域。
高能化合物
高能化合物的概念及其类型 1.概念：将水解时释放25kJ/mol或30kJ/mol以上
自由能的化合物称为高能化合物。 2.类型：机体内高能化合物的种类是很多的，根
新陈代谢总论
新陈代谢总论
新陈代谢： 代谢：活细胞中所有化学变化的总称。泛指生物与周围环境 进行物质与能量交换的过程，是生物体物质代谢与能量代谢 的有机统一，代谢是动态的。
一. 新陈代谢
二.合成代谢与分解代谢
合成代谢：一般是指将简单的小分子物质转变成 复杂的大分子物质的过程。太阳能是生物体能量的 最终来源，合成代谢消耗能量。
生物氧化的特点
1、有机物在生物体内完全氧化与在体外燃烧而 被彻底氧化,在本质上是相同的,最终的产物都 是CO2和H2O,同时所释放能量的总值也相等；
2、生物氧化在常温、常压、接近中性的pH和多 水环境中进行；是在一系列酶、辅酶和中间传 递体的作用下逐步进行的；
生物氧化的特点
3、氧化反应分阶段进行,能量逐步释放,既避免 了能量骤然释放对机体的损害,又使得生物体能 充分、有效地利用释放的能量；
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
复合体Ⅱ：琥珀酸- CoQ还原酶
功能：将电子从琥珀酸传递给CoQ
辅基：FAD、Fe-S、Cytb560
琥珀酸
FAD
CoQH2
Fe-S
延胡索酸 FADH2
CoQ
(2).反应步骤繁多，但具有严格的顺序性； (3).反应条件温和； (4).严格调节； (5).特定区域。
高能化合物
高能化合物的概念及其类型 1.概念：将水解时释放25kJ/mol或30kJ/mol以上
自由能的化合物称为高能化合物。 2.类型：机体内高能化合物的种类是很多的，根
新陈代谢总论
新陈代谢总论
新陈代谢： 代谢：活细胞中所有化学变化的总称。泛指生物与周围环境 进行物质与能量交换的过程，是生物体物质代谢与能量代谢 的有机统一，代谢是动态的。
一. 新陈代谢
二.合成代谢与分解代谢
合成代谢：一般是指将简单的小分子物质转变成 复杂的大分子物质的过程。太阳能是生物体能量的 最终来源，合成代谢消耗能量。
生物氧化的特点
1、有机物在生物体内完全氧化与在体外燃烧而 被彻底氧化,在本质上是相同的,最终的产物都 是CO2和H2O,同时所释放能量的总值也相等；
2、生物氧化在常温、常压、接近中性的pH和多 水环境中进行；是在一系列酶、辅酶和中间传 递体的作用下逐步进行的；
生物氧化的特点
3、氧化反应分阶段进行,能量逐步释放,既避免 了能量骤然释放对机体的损害,又使得生物体能 充分、有效地利用释放的能量；
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
《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
代谢和代谢调控总论-50页PPT精选文档
（二） 抗代谢物的种类
1.维生素类似物 2.氨基酸类似物 3.嘌呤和嘧啶类似物 4.糖代谢类似物
（三）抗代谢物的研究意义
1. 抗代谢物与药物作用机制的研究 2. 抗代谢物与新药设计
END
物质代谢：物质在体内进行化学变化的过程。 能量代谢：物质在体内进行物质代谢的同时，
必然伴随着能量转移的过程。
物质代谢： 从物质交换角度
同化作用 异化作用
合成代谢 从化学变化角度
分解代谢
新陈代谢图解ຫໍສະໝຸດ 小分子 大分子合成代谢
（同化作用）
需要能量
新
能
物
陈
量
质
代
代
代
谢
释放能量 谢
谢
分解代谢 （异化作用） 大分子
这三个酶蛋白是大肠杆菌DNA上的三个结构基因经过转录和翻译 而合成的。
操纵子的结构与功能
典型的操纵子可分为控制区和信息区两部分。控制区由各种调 控基因所组成，而信息区则由若干结构基因串联在一起构成。
控制区
调节基因（Regulatory gene）——为阻抑蛋白编码基因 启动基因（Promoter）——为cAMP受体蛋白（CRP）和RNA聚合酶结合区。 操纵基因（0perater）——为阻抑蛋白结合位点。
2. 酶的共价修饰调节
酶分子上多肽链上的某些基团，在另一些酶的催化 下可与变构剂进行可逆共价结合，结合后引起酶活 性变构，使酶活力发生变化（激活或抑制），从而 达到调节效果，这种作用称为酶的共价修饰调节。 这类酶则称为共价调节酶。有如下两个特点：
（1）被修饰的酶可以有两种互变形式，即一种为活性形式（具有 催化活性），另一种为非活性形式（无催化活性）。正反两个 方向的互变均发生共价修饰反应，并且都将引起酶活性的变化。
生物化学(2)第一章 新陈代谢
生物化学
（Biochemistry）
授课教师：余华
第一章
新陈代谢总论
一、新陈代谢的概念
二、新陈代谢研究方法 三、能量代谢与ATP
四、新陈代谢的调节
第一章 新陈代谢总论 一、新陈代谢的概念 （一）新陈代谢的概念 新陈代谢是生物体最基本的特征，是 生命存在的前提。 新陈代谢（metabolisim）的概念： 1、狭义概念 是指细胞内所发生的酶促反应过程， 称 为 中 间 代 谢 （ intermediary metabolisim）。 （这是代谢活动的主体，也是代谢研究的主 要内容）。
能量代谢和物质代谢是同一过程的两
个方面, 能量转化寓于物质转化过程之中， 物质转化必然伴有能量转化。
二、新陈代谢的研究方法 中间代谢的研究内容很多，研究目 的不同，所用的生物材料和实验方法也 不相同。为探讨代谢途径及其调节机理， 动物、植物、微生物材料都可以作为实 验对象。 根据实验材料的水平，常将实验分 为 活体内实验 活体外实验
典型例子
1904年，德国化学家Knoop提出的脂肪酸β -氧化学说。
2、活体外实验 用从生物体分离出来的组织切片， 组织匀浆或体外培养的细胞、细胞器及 细胞抽提物进行中间代谢实验研究称为 活体外实验，用“in vitro”表示。
典型例子 糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化
（二）代谢途径的探讨方法 探讨物质代谢途径的常用方法有： 代谢平衡实验 代谢障碍实验 代谢物质标记追踪实验 特征性酶鉴定实验 核磁共振波实验等 其中最有效的是: 代谢物质标记追踪实验和核磁共振波实验。
合成代谢 （anabolism）
与
分解代谢 （catabolism）
合成代谢和分解代谢并非简单可逆反 应，发生于细胞不同部位（尤其是真核生 物中最常见）。 例如：脂肪酸分解成乙酰辅酶A是在 线粒体中进行，而乙酰辅酶A合成脂肪酸 则在细胞浆中进行。 但有许多代谢有共同途径，称为“两 用代谢途径”（amphibolic pathway）。
（Biochemistry）
授课教师：余华
第一章
新陈代谢总论
一、新陈代谢的概念
二、新陈代谢研究方法 三、能量代谢与ATP
四、新陈代谢的调节
第一章 新陈代谢总论 一、新陈代谢的概念 （一）新陈代谢的概念 新陈代谢是生物体最基本的特征，是 生命存在的前提。 新陈代谢（metabolisim）的概念： 1、狭义概念 是指细胞内所发生的酶促反应过程， 称 为 中 间 代 谢 （ intermediary metabolisim）。 （这是代谢活动的主体，也是代谢研究的主 要内容）。
能量代谢和物质代谢是同一过程的两
个方面, 能量转化寓于物质转化过程之中， 物质转化必然伴有能量转化。
二、新陈代谢的研究方法 中间代谢的研究内容很多，研究目 的不同，所用的生物材料和实验方法也 不相同。为探讨代谢途径及其调节机理， 动物、植物、微生物材料都可以作为实 验对象。 根据实验材料的水平，常将实验分 为 活体内实验 活体外实验
典型例子
1904年，德国化学家Knoop提出的脂肪酸β -氧化学说。
2、活体外实验 用从生物体分离出来的组织切片， 组织匀浆或体外培养的细胞、细胞器及 细胞抽提物进行中间代谢实验研究称为 活体外实验，用“in vitro”表示。
典型例子 糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化
（二）代谢途径的探讨方法 探讨物质代谢途径的常用方法有： 代谢平衡实验 代谢障碍实验 代谢物质标记追踪实验 特征性酶鉴定实验 核磁共振波实验等 其中最有效的是: 代谢物质标记追踪实验和核磁共振波实验。
合成代谢 （anabolism）
与
分解代谢 （catabolism）
合成代谢和分解代谢并非简单可逆反 应，发生于细胞不同部位（尤其是真核生 物中最常见）。 例如：脂肪酸分解成乙酰辅酶A是在 线粒体中进行，而乙酰辅酶A合成脂肪酸 则在细胞浆中进行。 但有许多代谢有共同途径，称为“两 用代谢途径”（amphibolic pathway）。
第一章物质代谢与运动概述PPT课件
存在形式 细胞中水
-
游离水：约占95%
结合水：约占4-5%。
33
水的来源和去路 （动态平衡）
饮 水 （1200 ） 食 物 （1000 ） 代谢水（ 300 ）
多
人 体
食
内
物
的
饮
水
料
少
代 谢
肾脏排尿（1500 ） 皮肤蒸发（ 500 ） 肺 呼 出（ 350 ） 粪便排出（ 150 ）
-
34
五、无机盐代谢
运动强度 运动时间 训练水平
运动方式
血
清
酶
环境
-
26
3、运动性血清酶活性升高机制 肌细胞膜细微损伤或通透性增加。主
要原因有：
（1）、运动时肌肉收缩的机械性牵拉
（2）、内环境变化：如pH下降，血糖降低等
（3）、肌细胞炎症反应
（4）、细胞膜ATP亏缺、自由基损伤
-
27
第三节 运动时物质代谢
运动时人体的代谢特点: 1.物质代谢相互联系的整体性； 2.严格精细的代谢调控； 3.运动过程不同阶段物质代谢的侧重性； 4.能量生成形式的同一性
-
13
可以是金属离子，
2、结合蛋白酶
也可以是辅酶 （或辅基）
结合酶除蛋白质部分外，还有非蛋 白质部分（即辅助因子）
酶蛋白 + 辅助因子 = 全酶（具有活性） 3、多酶复合体：
由非共价键连接几种不同的酶形成，
如丙酮酸脱氢酶复合体
-
14
表2-表2某2些-1辅酶金及其属组酶分及的其维功生能素与生理功能
-
46
3.生物氧化发生部位
线粒体
-
47
-
48
第01章物质代谢与运动概述ppt课件
生物催化剂——酶的基本知识
4.4 酶促反应的影响因素
（1）底物浓度 （2）酶浓度 （3）PH值 （4）温度 （5）激活剂、抑制剂（P16）
激活剂使酶促反应速度增大，抑 制剂使酶促反应速度减小。抑制 剂的类型不同，对酶促反应的减 速效应也不一样。
生物催化剂——酶的基本知识
4.5 血清酶（P17-18）
运动时的物质代谢
2.6 维生素代谢概述（P27-28）
（1）概念：指维持人体生长发育和代谢所必需的一类小分子有机物。 （2）种类：水溶性维生素（B族维生素、维生素C等）、脂溶性维生 素（维生素A、D、E、K等）。 （3）来源：食物直接吸收。 （4）去路：排汗、泌尿等。
运动时的物质代谢
2.7 矿物质代谢概述（P25-27）
（1）整体性：各类代谢途径相互联系，构成统一整体。 （2）调控性：代谢过程受多因素严格控制。 （3）侧重性：不同类型运动及运动的不同阶段，代谢的特点各有侧重。 （4）同一性：能量的释放和贮存模式相同。
运动时的物质代谢
：血糖、肝糖原、肌糖原。 （2）来源：食物消化吸收，体内糖转化，糖异生。 （3）去路：无氧氧化（糖酵解）、有氧氧化（三羧酸循环）等。
氧化场所：线粒体。 氧化特点：P32-33。
运动时的能量代谢
3.3 生物氧化的产能环节——呼吸链
线粒体内膜上的一系列递氢体、递电子体按一定顺序排列，形成一个连 续反应的生物氧化体系称呼吸链（P33）。 呼吸链有NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链两条（P34图1-4-4）。
生物催化剂——酶的基本知识
4.1 基本概念（P11）
酶是具有催化功能的蛋白质。 由酶催化的反应称酶促反应。酶促反应的反应物称底物，生成物 称产物。体内生物化学反应大多需要酶来催化完成。目前已经发 现的酶有4000多种，已经分离结晶的有数百种。
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• 代谢是可调控的，主要从分子水平、细胞水平和 整体水平进行调控,另外还有基因表达水平的调控
• 代谢中常见的有机反应机制是: 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 的形成或断裂反应
• 新陈代谢的主要研究方法：同位素示踪法 ，使用 各种酶抑制剂和拮抗物法，遗传缺陷分析法，核 磁共振法，苯环示踪法， 量气法等
-
2
• 参考文献： • 1 沈同, 王镜岩. 生物化学(第三版).北京:高等教育出版社, 2002 • 2 郑集, 陈钧辉. 普通生物化学(第三版). 北京:高等教育出版社, 1998 • 3 周秀贞, 何立望, 黄如彬. 生物化学.贵阳:贵州科技出版社，1993
• 4 Albert L. Lehninger, David L. Nelson, Michael M. Cox. Principles of Biochemistry(Edition II). New York: Worth Publishers, 1993
• 5 Robert K. Murray, Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, et al. Harper’s Biochemistry(Twentyfifth Edition). McGraw-Hill Companies,Inc., 2000
• 6 Trudy McKee, James R. Mckee. BIOCHEMISTRY: AN INTRODUCTION (Second Edition). McGraw-Hill Companies,Inc., 2001
热力学原理是代谢研究的基础 ，代谢中每一步反 应都涉及到物质和能量。
6. 同一种物质的分解代谢和合成代谢途径一般是不 同的，但各代谢途径之间存在许多重复出现的基 元(通用活化载体)
7. 代谢途径一般都局限于细- 胞内特定的区域(区室1化2 )
-
9
课外阅读
-
10
2 . 代谢研究的主要内容:
2.1 营养质的摄入 2.2 摄取的营养物质及细胞中原有物质的降解：
由大分子形成小分子 2.3 由小分子物质合成自身需要的各种生物分子 2.4 提供和储存生命活动所需要的能量
-
11
二 代谢的基本特点：
1. 代谢描述的是细胞的所有反应 2. 代谢过程是在酶的催化下进行的 3. 代谢过程是复杂的、逐步进行的 4. 代谢是受到调控的 5. 代谢包括物质代谢和能量代谢
-
3
第一章 代谢总论
（General Introduction to Metabolism)
学习目标
• 掌握新陈代谢的概念、特点及调节机制 • 了解代谢的全貌。糖、脂、蛋白质共同的代
谢中枢途径。 • 了解代谢中的有机反应机制 • 了解新陈代谢的研究方法
内容提要
• 新陈代谢指生物体内一切化学变化的总称。细胞 中代谢包括分解代谢和合成代谢（反应区域，能 量载体，还原力）
主要内容
糖代谢 电子传递和氧化磷酸化 脂代谢 氨基酸代谢 核苷酸代谢 代谢调控 DNA的合成 RNA的合成和加工 蛋白质合成 基因表达调控
如何学习代谢
* 课前预习, 课上认真记笔记, 课后及时复习 * 在理解的基础上，加强记忆 * 与先修和并修课程内容相联系， 以促进理解 * 学习过程中学会总结、归纳和提炼！ * 要反复复习和回顾，不可突击学习！ * 养成看参考书的习惯
第一章 代谢总论
一 新陈代谢、分解代谢与合成代谢 二 代谢的基本特点 三 代谢研究的对象和常用材料 四 代谢的研究方法 五 主要的代谢反应类型
-
7
一、新陈代谢、分解代谢与合成代谢 1. 概念
新陈代谢(metabolism)：生物体内一切化学变化的总称。 或指生物体与外界环境进行物质和能量交换的过程。也叫代谢。 包括两种代谢作用: 分解代谢 (catabolism) (异化作用，disassimilation) : 机体将
营养物质转变为较小、较简单的物质的过程。释放能量 合成代谢(anabolism) (同化作用，assimilation) ：机体利用小
分子或大分子的结构元件建造成大分子的过程，又称生 物合成(biosynthesis) 。需要能量 每种代谢作用都包含两个方面： 物质代谢（substance metabolism）：物质的合成与分解 能量代谢（energy metabolism）：能量的转换、储存和释放
• 10 Geoffery Zubay. BIOCHEMISTRY(THIRD EDITION).Wm. C. Brown Publishers, 1993 • 11 李建武，肖能赓，余瑞元等. 生物化学实验原理和方法。北京：北京大学出版社，1994 • 12 翟中和, 王喜忠, 丁明孝主编. 细胞生物学。北京：高等教育出版社，2000 • 13.北京大学生物化学课件 • 14.清华大学生物化学课件 • 15.四川农业大学生物化学课件 • 16.湖州师范大学生物化学课件 • 17.周爱儒编医学生物化学课件 • 18 陈敏老师的生物化学课件 • 19. 周爱儒主编. 生物化学（第五版）.北京：人民卫生出版社，2001 • 20. 南京大学生物化学精品课程课件.
• 7 于自然，黄熙泰主编. 现代生物化学.北京:化学工业出版社（教材出版中心），2001 • 8 张蘅主编.生物化学(第二版).北京:北京医科大学，中国协和医科大学联合出版社, 1999
• 9 Peter N. Campbell, Anthony D. Smith. BIOCHEMISTRY ILLUSTRATED (THIRD EDITION). Longman Group UK Limited,1993
• 21. Albert L. Lehninger, David L. Nelson, Michael M. Cox. Principles of Biochemistry(Edition IV ). New York: Worth Publishers, 2004
• 22. Gene (Edition VIII). • 23. 南开大学生物化学精品课程课件.
• 代谢中常见的有机反应机制是: 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 的形成或断裂反应
• 新陈代谢的主要研究方法：同位素示踪法 ，使用 各种酶抑制剂和拮抗物法，遗传缺陷分析法，核 磁共振法，苯环示踪法， 量气法等
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2
• 参考文献： • 1 沈同, 王镜岩. 生物化学(第三版).北京:高等教育出版社, 2002 • 2 郑集, 陈钧辉. 普通生物化学(第三版). 北京:高等教育出版社, 1998 • 3 周秀贞, 何立望, 黄如彬. 生物化学.贵阳:贵州科技出版社，1993
• 4 Albert L. Lehninger, David L. Nelson, Michael M. Cox. Principles of Biochemistry(Edition II). New York: Worth Publishers, 1993
• 5 Robert K. Murray, Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, et al. Harper’s Biochemistry(Twentyfifth Edition). McGraw-Hill Companies,Inc., 2000
• 6 Trudy McKee, James R. Mckee. BIOCHEMISTRY: AN INTRODUCTION (Second Edition). McGraw-Hill Companies,Inc., 2001
热力学原理是代谢研究的基础 ，代谢中每一步反 应都涉及到物质和能量。
6. 同一种物质的分解代谢和合成代谢途径一般是不 同的，但各代谢途径之间存在许多重复出现的基 元(通用活化载体)
7. 代谢途径一般都局限于细- 胞内特定的区域(区室1化2 )
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课外阅读
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2 . 代谢研究的主要内容:
2.1 营养质的摄入 2.2 摄取的营养物质及细胞中原有物质的降解：
由大分子形成小分子 2.3 由小分子物质合成自身需要的各种生物分子 2.4 提供和储存生命活动所需要的能量
-
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二 代谢的基本特点：
1. 代谢描述的是细胞的所有反应 2. 代谢过程是在酶的催化下进行的 3. 代谢过程是复杂的、逐步进行的 4. 代谢是受到调控的 5. 代谢包括物质代谢和能量代谢
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3
第一章 代谢总论
（General Introduction to Metabolism)
学习目标
• 掌握新陈代谢的概念、特点及调节机制 • 了解代谢的全貌。糖、脂、蛋白质共同的代
谢中枢途径。 • 了解代谢中的有机反应机制 • 了解新陈代谢的研究方法
内容提要
• 新陈代谢指生物体内一切化学变化的总称。细胞 中代谢包括分解代谢和合成代谢（反应区域，能 量载体，还原力）
主要内容
糖代谢 电子传递和氧化磷酸化 脂代谢 氨基酸代谢 核苷酸代谢 代谢调控 DNA的合成 RNA的合成和加工 蛋白质合成 基因表达调控
如何学习代谢
* 课前预习, 课上认真记笔记, 课后及时复习 * 在理解的基础上，加强记忆 * 与先修和并修课程内容相联系， 以促进理解 * 学习过程中学会总结、归纳和提炼！ * 要反复复习和回顾，不可突击学习！ * 养成看参考书的习惯
第一章 代谢总论
一 新陈代谢、分解代谢与合成代谢 二 代谢的基本特点 三 代谢研究的对象和常用材料 四 代谢的研究方法 五 主要的代谢反应类型
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一、新陈代谢、分解代谢与合成代谢 1. 概念
新陈代谢(metabolism)：生物体内一切化学变化的总称。 或指生物体与外界环境进行物质和能量交换的过程。也叫代谢。 包括两种代谢作用: 分解代谢 (catabolism) (异化作用，disassimilation) : 机体将
营养物质转变为较小、较简单的物质的过程。释放能量 合成代谢(anabolism) (同化作用，assimilation) ：机体利用小
分子或大分子的结构元件建造成大分子的过程，又称生 物合成(biosynthesis) 。需要能量 每种代谢作用都包含两个方面： 物质代谢（substance metabolism）：物质的合成与分解 能量代谢（energy metabolism）：能量的转换、储存和释放
• 10 Geoffery Zubay. BIOCHEMISTRY(THIRD EDITION).Wm. C. Brown Publishers, 1993 • 11 李建武，肖能赓，余瑞元等. 生物化学实验原理和方法。北京：北京大学出版社，1994 • 12 翟中和, 王喜忠, 丁明孝主编. 细胞生物学。北京：高等教育出版社，2000 • 13.北京大学生物化学课件 • 14.清华大学生物化学课件 • 15.四川农业大学生物化学课件 • 16.湖州师范大学生物化学课件 • 17.周爱儒编医学生物化学课件 • 18 陈敏老师的生物化学课件 • 19. 周爱儒主编. 生物化学（第五版）.北京：人民卫生出版社，2001 • 20. 南京大学生物化学精品课程课件.
• 7 于自然，黄熙泰主编. 现代生物化学.北京:化学工业出版社（教材出版中心），2001 • 8 张蘅主编.生物化学(第二版).北京:北京医科大学，中国协和医科大学联合出版社, 1999
• 9 Peter N. Campbell, Anthony D. Smith. BIOCHEMISTRY ILLUSTRATED (THIRD EDITION). Longman Group UK Limited,1993
• 21. Albert L. Lehninger, David L. Nelson, Michael M. Cox. Principles of Biochemistry(Edition IV ). New York: Worth Publishers, 2004
• 22. Gene (Edition VIII). • 23. 南开大学生物化学精品课程课件.