生物化学第七章新陈代谢及生物能学
大一生物化学第二、三、五、七、八、章知识点总结
第二章：核酸化学①D-核糖①嘌呤：腺嘌呤、鸟嘌呤（逆时针编号）1、戊糖2、碱基②D-2-脱氧核糖②嘧啶：胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶（顺时针编号）3、磷酸核糖核苷：腺苷、鸟苷、尿苷、4、核苷：一个戊糖和一个碱基结合形成核苷胞苷脱氧核糖核苷：脱氧腺苷、脱氧鸟苷、脱氧胸苷、脱氧胞苷①核糖核苷酸：（x苷-5’-单磷酸）5、核苷酸：(核酸是核苷的磷酸酯)腺苷酸(AMP)、尿苷酸(UMP) /（5’-AMP）一个戊糖、一个碱基和一个磷酸组成鸟苷酸(GMP)、胞苷酸(CMP)②脱氧核糖核苷酸：（脱氧x苷-5’-单磷酸）脱氧腺苷酸(dAMP)、脱氧鸟苷酸(dGMP) /（5’-dAMP）脱氧胞苷酸(dCMP)、脱氧胸苷酸(dTMP)①不游离核苷酸：作为核酸的结构单元1、多磷酸核苷酸：AMP/腺一磷、ADP/腺二磷、ATP/腺三磷、(CMP/CDP/CTP:胞苷x磷酸)(dCMP/dCDP/dCTP:脱氧胞苷x磷酸)2、环式单核苷酸：核苷酸上的磷核苷酸酸与核糖的3’，5’-二羟基②游离核苷酸/核苷酸衍生物：形成双酯环化而成。
它们是传递激素的媒介物，故被称为“二级信使”。
（cGMP:3’，5’- 环鸟苷酸）(cAMP:3’，5’- 环腺酸）3、辅酶类核苷酸：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸/NAD烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸/NADP3’,5’磷酸二酯键6、核酸：以核苷酸为基本结构单元所构成的生物大分子。
①一级结构：脱氧核苷酸之间的连接方式和排列顺序1、脱氧核苷酸之间的连接方式：以3’,5’磷酸二酯键相连，DNA分子无分支侧链，只能成环状或线状左侧5’,右侧3’2、脱氧核苷酸之间的排列顺序：基因的遗传信息的物质基础就是4种碱基的精确排列顺序。
(1)碱基当量定律：A+G=C+T1、DNA的组成：Chargaff定律：(2)不对称比率：A+TC+G②二级结构：比值与物种有关DNA(1)DNA分子有两条反向平行的多聚核苷酸链组成，一条链的走向3’到5’，另一条5’到3’。
生物化学 第七章 糖类与糖类代谢
β －淀粉酶
两种淀粉酶性质的比较
α-淀粉酶 不耐酸，pH3时失活 耐高温，70C时15分 钟仍保持活性 广泛分布于动植物和 微生物中。 -淀粉酶 耐酸，pH3时仍保持活性 不耐高温，70C15分钟 失活 主要存在植物体中
3、R-酶(脱支酶）
水解α-1，6糖苷键，将α及β-淀粉酶作用于 支链淀粉最后留下的极限糊精的分支点或支链淀粉 分子外围分支点水解，产生短的只含α-1，4糖苷 键的糊精，使之可进一步被淀粉酶降解。
ATP CH2 OH H O H OH H OH OH H OH 葡萄糖
CH2 O H OH
1,6-二磷酸果糖
（
2）第二阶段：1, 6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛
CH2OPO3H2 C O 96％
H2O3PO
CH2 O H OH
CH2OPO3H2 OH OH H 醛缩酶
CH2OH 磷酸二羟丙酮
第二节
双糖和多糖的酶促降解
一、双糖的酶促降解
二、多糖的酶促降解
一、双糖的酶促降解
蔗糖+H2O 蔗糖+UDP
蔗糖酶
蔗糖合酶
葡萄糖+果糖 果糖+UDPG
2 葡萄糖
麦芽糖+H2O
-乳糖 +H2O
麦芽糖酶
β-半乳糖苷酶
葡萄糖+半乳糖
二、多糖的酶促降解
淀粉的酶促降解 糖原的酶促降解
（一）、淀粉的酶促降解
1、磷酸化酶
催化淀粉非还原末端的葡萄糖残基转移给P，生成G-1-P, 同时产生一个新的非还原末端，重复上述过程。 直链淀粉
支链淀粉
G-1-P
G-1-P + 磷酸化酶极限糊精
生化各思考题
生化各思考题第七章、代谢调控 1、什么是新陈代谢？新陈代谢简称代谢，是细胞中各种生物分子的合成、利用和降解反应的总和。
一般来说，新陈代谢包括了所有产生和储藏能量的反应，以及所有利用这些能量合成低分子量化合物的反应。
但不包括从小分子化合物合成蛋白质与核酸的过程。
生物新陈代谢过程可以分为合成代谢与分解代谢。
2、什么是代谢途径？代谢途径有哪些形式。
新陈代谢是逐步进行的，每种代谢都是由一连串反应组成的一个系列。
这些一连串有序反应组成的系列就叫做代谢途径。
在每一个代谢途径中，前一个反应的产物就是后一个反应的底物。
所有这些反应的底物、中间产物和产物统称为代谢中间产物，简称代谢物。
代谢途径具有线形、环形和螺旋形等形式。
有些代谢途径存在分支。
3、简述代谢途径的特点。
生物体内的新陈代谢在温和条件下进行：常温常压、有水的近中性环境。
由酶催化，酶的活性受到调控，精密的调控机制保证机体最经济地利用物质和能量。
代谢反应逐步进行，步骤繁多，彼此协调，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。
ATP是机体能量利用的共同形式，能量逐步释放或吸收。
4、列表说明真核细胞主要代谢途径与酶的区域分布。
代谢途径（酶或酶系）细胞内分布糖酵解三羧酸循环磷酸戊糖途径糖异生糖原合成与分解脂肪酸β氧化脂肪酸合成呼吸链胆固醇合成磷脂合成胞液线粒体胞液胞液胞液线粒体胞液线粒体内质网、胞液内质网代谢途径（酶或酶系）细胞内分布尿素合成蛋白质合成 DNA合成 mRNA合成 tRNA合成 rRNA合成血红素合成胆红素合成多种水解酶胞液、线粒体内质网、胞液细胞核细胞核核质核仁胞液、线粒体微粒体、胞液溶酶体 5、三个关键的中间代谢物是什么？在代谢过程中关键的代谢中间产物有三种：6-磷酸葡萄糖、丙酮酸、乙酰CoA。
特别是乙酰CoA是各代谢之间的枢纽物质。
通过三种中间产物使细胞中四类主要有机物质：糖、脂类、蛋白质和核酸之间实现相互转变。
6、细胞对代谢的调节途径有哪些？调节酶的活性。
生物化学之新陈代谢概述
2、广义概念：是生物与外界环境进行 物质与能量交换的全过程。即：生物 体内所经历的一切化学变化。包括消 化、吸收、中间代谢及排泄等阶段。
新陈代谢包括生物体内所发生的
一切合成和分解作用。一方面，生物 体不断从周围环境中摄取物质，通过 一系列生化反应，转变为自己的组成 部分；另一方面，将原有的组成成分 经过一系列生化反应，分解成不能在 利用的物质排出体外，不断地进行自 我更新。生物体通过新陈代谢所产生 的生命现象是建立在合成代谢与分解 代谢矛盾对立和统一的基础上的，它 们之间既相互联系、相互依存，又相 互制约。
阻断代谢途径的方法有：造成微生物营 养缺陷性、使用抗代谢物、专一性抑制 剂等。
（1）微生物营养缺陷性（微生物基因突 变型）
采取诱变剂使微生物的基因发生突变， 从而造成某种酶缺损，代谢途径中断， 缺损酶前面的中间产物会大量积累，致
应用实例：乳糖的代谢机理。
利用微生物的遗传突变型研究新 陈代谢机制，比利用其他生物有 以下优越性：
（一）活体内实验和活体外实验
1、活体内实验（整体实验）
用整体生物材料或高等动物离体器官或 微生物细胞群体进行中间代谢实验研究 称为活体内实验，用“in vivo”表示。
活体内实验结果代表生物体在正常 生理条件下，在神经、体液等调节机制 下的整体代谢情况，比较接近生物体的 实际。
典型例子：1904年，德国化学家Knoop提 出的脂肪酸β-氧化学说。
这是探索代谢途径最有效的方法。
标记方法有：化学标记法、同位素标记 法。
（1）化学标记法
1904年，德国F.Knoop首次用苯环标记 脂肪酸探讨中间代谢途径，提出著名的 脂肪酸β-氧化学说。
缺点：化学标记法使天然代谢物分子结
（2）同位素标记法
生物化学--新陈代谢总论与生物氧化
二、生物体内能量代谢的基本规律
1.服从热力学原理。热力学第一定律是能量守恒定律，热力 学第二定律指出，热的传导自高温流向低温。机体内的化 学反应朝着达到其平衡点的方向进行。
2.生化反应最重要的热力学函数是吉布斯自由能G 。自由能
是在恒温、恒压下，一个体系作有用功的能力的度量。用 于判断反应可否自发进行，是放能或耗能反应。 ΔG＜0，表示体系自由能减少，反应可以自发进行，但是不 等于说该反应一定发生或以能觉察的速率进行，是放能反 应。 ΔG＞0，反应不能自发进行，吸收能量才推动反应进行。 ΔG＝0，体系处在平衡状态。
(2)氧化脱羧：在脱羧过程中伴随着氧化（脱氢）
NADP+ NADPH + H+
HOOCCH2CHOHCOOH
苹果酸
苹果酸酶
CH3CCOOH + CO2 O
三、生物氧化中水的生成
代谢物在酶的作用下，将脱下的氢经过氢传递体，传 给氧生成水。
生物氧化体系解决的是有机物脱氢及氢的去路问题， 即解决有机物是如何通过一系列特异性的酶催化的反应脱 氢、递氢和递电子，把氢交给氧生成水，并产生ATP的问 题。
一、新陈代谢的研究方法
代谢途径的研究比较复杂，可从不同水平，主要对中间代 谢进行研究。
新陈代谢途径的阐明凝集了许多科学家的智慧与实验成果。 如1904年德 国化学家Knoop提出的脂肪酸的β氧化学说， 1937年Krebs提出的柠檬酸循环。
1.活体内（in vivo）和活体外(in vitro)实验 2.同位素示踪法和核磁共振波谱法（NMR） 3.代谢途径阻断法 4.突变体研究法
二、生物体内能量代谢的基本规律
3.自由能：生物体（或恒温恒压下）用以作功的能量。在 没有作功条件时，自由能转变为热能丧失。
生化复习
第一章导论生物化学的概念：生物化学是将生物学与化学结合后产生的交叉学科，主要是利用化学的理论和方法从分子水平上阐明生物的结构与功能，揭示生命本的质的学科。
活生物：有着显著的共同特征或生命属性的生物。
生命属性：1.化学成分的同一性。
2.严整有序的结构。
3.新陈代谢。
4.自我复制能力。
遗传：生物在繁殖新一代的过程中，生物特性传递给后代。
变异：生物在繁殖新一代的过程中，生物性状发生改变。
构型：是用以规定立体异构体中价键在空间的相对取向的。
构象：由于分子中单键自由旋转以及键角有一定的柔性，具有同一结构式和同一构型的分子在空间中可有多种形态，这些形态称为构象。
手性中心：是具有4个不同取代基团的四面体碳原子，也称为不对称碳原子或手性碳原子，常以C*表示。
DL命名系统：主要应用于糖类及有关化合物，以甘油醛为标准，规定右旋构型为D，左旋构型为L。
除甘氨酸无旋光性外，a-氨基酸碳原子的构型都是L型。
RS命名系统：含一个碳原子化合物命名时。
先将手性碳原子所连得的4个基团由大到小排列，将最小的基团放在远离观察者的方向，其余三个由大到小连成一条线，顺时针为R型，逆时针为S型。
（空间与平面相反）静电相互作用：也称离子键、盐键、盐桥，它是发生在带点电荷基团之间的一种相互作用，在带异种电荷基团之间为引力，带同种电荷之间为斥力。
氢键：本质上也是一种静电相互作用。
x-H...y，这里x、y是电负性大的原子（N、O、S等），x-H是共价键，H...y是氢键。
x是H的供体，y是H的接纳体。
氢键具有方向性和饱和性。
范德华力：是几种弱静电相互作用的总称。
例如：氢键。
疏水相互作用：是指在介质水中的疏水基团倾向于聚集在一起，以避开与水的接触。
第二章蛋白质化学蛋白质(protein):是由许多氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物。
蛋白质由20种氨基酸构成的。
这些性质主要包括： 1、聚合能力 2、独特的酸碱性质 3、氨基酸侧链的结构与化学特性4、手性蛋白质的平均含氮量为16％。
生物化学练习题(之二)
生物化学练习题（之二）生化教研组全体教师第七章生物能学一、名词解释1.生物能学2. 自由能3. 高能键4.能荷二、填空题1．反应的自由能变化用来表示，标准自由能变化用表示，生物化学中pH7.0时的标准自由能变化则表示为。
2．高能磷酸化合物通常是指水解时的化合物，其中重要的是，被称为能量代谢的。
3．合成代谢一般是_____能量的，分解代谢一般是_____能量的。
4．生物体内CO的形成是有机物质脱羧产生的，脱羧方式有两种，即___________和2_______________。
5．在高能化合物中，高能键的类型主要有_________、__________、____________、_____________四种。
6． ATP作为能量的携带者，在生物体的生理活动中起着重要的作用，其他一些高能化合物，在一些物质的合成中也起着重要的作用，例如GTP用在___________合成上，CTP用在__________合成上，UTP用在___________合成上。
三、是非题1．在生化反应中，一个在热力学上不利的反应，可以被一个热力学上有利的反应所驱动。
2．ATP在高能化合物中占有特殊的地位，起着共同中间体的作用。
3．一个特定的化学反应，只要ΔG0′> 0，反应就不能自发进行。
4．高能化合物是指断裂高能键时，需要大量的能量。
5．有机物质在空气中燃烧和在体内的生物氧化的化学本质是完全相同的，但氧化方式不同。
6．磷酸肌酸是高能磷酸化合物的贮存形式，可随时转化为ATP供机体利用。
四、单项选择题1．反应：①乙酸乙酯＋H2O →乙醇＋乙酸（ΔG0′= -4．7）( )② G-6-P＋H2O→G＋Pi （ΔG0′= -3．3）下列说法正确的是：A．①的反应速度大于②的反应速度 B．②的反应速度大于①的反应速度C．①和②都不能自发进行 D．从自由能释放情况，反应速度不能被测定2．肌肉细胞中能量贮存的主要形式是( )A． ATP B． ADP C． AMP D．磷酸肌酸3．除了哪一种化合物外，下列化合物都含有高能键？A、磷酸烯醇式丙酮酸B、磷酸肌酸C、ADPD、G-6-PE、1,3-二磷酸甘油酸五、简答与计算题1．ATP结构上有哪些特点使得其水解时产生大量的自由能？第八章生物氧化一、名词解释生物氧化高能化合物 P/O 能荷高能键电子传递抑制剂解偶联剂细胞色素氧化酶底物水平磷酸化氧化磷酸化离子载体抑制剂二、填空题1.细胞内代谢物上脱下来的氢如果直接与氧气结合则形成_____________。
生物化学中的代谢物和新陈代谢的分析
生物化学中的代谢物和新陈代谢的分析生物化学是一个复杂的领域，其中代谢物和新陈代谢是非常重要的概念。
在生物体内，代谢物是由代谢途径产生的化合物，包括蛋白质、核苷酸、脂质和糖类等生物大分子，以及代谢途径中的中间产物和终产物。
代谢物的种类繁多，其中一些代谢物是生命活动的必需物质，例如葡萄糖和氨基酸等，它们是构成生物体所有物质的原料。
而另一些代谢物则是有毒的，例如代谢氨基酸时产生的尿素，它需要通过尿液排出体外。
在正常情况下，代谢物的产生和消耗保持平衡，从而维持生命活动的正常进行。
在代谢物的研究中，新陈代谢是一个关键的概念。
新陈代谢指的是生物体内的所有化学反应，包括代谢途径的产物转化和能量的转移等。
新陈代谢可分为两类，一类是合成代谢，另一类是分解代谢。
合成代谢是指物质的合成，例如葡萄糖和蛋白质等，是一种能量消耗的过程。
分解代谢则是指物质的分解，例如蛋白质和脂质等，是一种能量释放的过程。
代谢途径是一个复杂而精密的系统，它包括多种反应途径和多种酶的参与。
代谢途径的研究对于理解生物的基本生理和生化过程非常重要，例如研究代谢异常和代谢疾病等领域。
最基本的代谢途径是糖分解，这是生物体内能量转移的基础。
在糖分解途径中，葡萄糖被分解成两个糖类分子，通过一系列反应最终产生ATP等能量分子。
此外，代谢途径还包括蛋白质代谢、脂质代谢和核酸代谢等。
在蛋白质代谢中，蛋白质被分解为氨基酸，然后通过合成途径合成新的蛋白质。
在脂质代谢中，脂肪酸被分解成乙酰辅酶A，然后通过三羧酸循环产生ATP。
在核酸代谢中，核苷酸被分解成碱基和糖类分子，然后通过嘌呤核苷酸合成途径和嘧啶核苷酸合成途径合成新的核苷酸。
代谢途径的研究对于疾病的诊断和治疗有重要的意义。
例如糖尿病是因为胰岛素的分泌障碍导致葡萄糖代谢异常，这就需要通过代谢途径的研究来研究糖尿病的机制和治疗方法。
另外，代谢组学是一种新兴的研究领域，它通过高通量的技术手段研究生物体内代谢物的产生和消耗，来诊断和治疗代谢性疾病等。
生物化学新陈代谢与氧代谢
O
NH
PO
C NH O
N CH3 CH2COOH
O
NH
PO
C NH O
N CH3 NH2 CH2CH2CH2CHCOOH
磷酸肌酸
磷酸精氨酸
(二）非磷酸化合物
(1)硫酯键型
O R C SCoA
酰基辅酶A
乙酰COA (R---CH3)
(2)甲硫键型
H3C
COOCH NH3+
CH2 CH2 S+ A
S-腺苷甲硫氨酸
第二节 生物氧化（本章重点）
一、生物氧化的特点和意义
➢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 并释放出能量的过程称为生物氧化。生物氧 化通常需要消耗氧，所以又称为呼吸作用。
生物氧化的意义在于为机体提供生命活动所需的能量。
生物氧化的特点
➢特点：生物氧化和有机物在体外氧化（燃 烧）的实质相同，都是氧化还原反应，都 是脱氢、失电子或与氧结合，消耗氧气， 都生成CO2和H2O，所释放的能量也相同。 但二者进行的方式和历程却不同。
• NAD
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，或辅酶Ⅰ
• NADP 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，或辅酶Ⅱ
• FMN
黄素单核苷酸
• FAD
黄素腺嘌呤二核苷酸
（一）呼吸链的主要成分
1、NAD+和NADP为辅酶的脱氢酶
【组成成分】 酶蛋白、尼克 酰胺（维生素 pp）核糖、磷 酸与AMP。
ΔG0’的求取
A+B
C+D
G G0' RT ln [C][D] [ A][B]
当△G＝0时，反应处于平衡状态，则：
G0' RT ln [C][D] RT ln K [ A][B]
生物能学与生物氧化
学主 述 第
的要 基内
五
本容 内：
章
容介
和绍
代
高新 能陈
谢
化代 合谢
引
物的 的概
论
概念 念和
和
和研
生
特究
点方
物
。法 ，
能
生 物
学
能 力
概
四
三
二
一
、
、
、
、
代
新
能
新
谢
陈
量
陈
中
代
代
代
常
谢
谢
谢
见
的
在
概
的
调
新
念
有
节
陈
机
代
反
谢
应
中
的
重
要
地
位
第 一 节
代 谢 通 论 总 论
一、新陈代谢的概念
新陈代谢（metabolism）是生命最基本的特征之一，泛指生物与周围环境进行 物质交换、能量交换和信息交换的过程。生物一方面不断地从周围环境中摄取能 量和物质，通过一系列生物反应转变成自身组织成分，即所谓同化作用 （assimilation）；另一方面，将原有的组成成份经过一系列的生化反应，分 解为简单成分重新利用或排出体外，即所谓异化作用（dissimilation ），通 过上述过程不断地进行自我更新。 特点：特异、有序、高度适应和灵敏调节、代谢途径逐步进行
腺嘌呤—核糖—
O
—OP+—
O
—O +P
—
O O —+ P
—
O-
O-
O-
O-
细胞内生物分子的新陈代谢(共31张PPT)
2、糖酵解的能量问题
产生4个ATP，消耗2个ATP，每一分子葡萄糖经酵解成2分子丙酮酸净得2个ATP 。
3、糖酵解的生理意义 （1）糖酵解是缺氧条件下机体获得能量的主要方式。
（2）污水生物处理中缺氧环境时，微生物可通过加强糖酵解作用获得能量。污泥消化的生化机理
实际上就是有机物的无氧分解。
（3）糖酵解过程中的大量中间产物为有机物质的合成原料。
分子乙酰CoA（2C物）和比原脂肪酸少两个碳原子的脂酰CoA。如此重复多次β氧化，可使 一长链的脂酰CoA分解成许多小分子的乙酰CoA。
（2）化学过程
乙酰CoA进入TCA循环，彻底氧化成二氧化碳和水。
3、脂肪酸氧化中的能量变化
以棕榈酸（也叫软脂酸或十六烷酸）为例：
β氧化过程，反应如下： 软脂酰CoA+7CoA-SH+7FAD+7NAD+7H2O—— 8CH3CO-SCoA+7FADH2+7NADH2
淀粉可用酸水解，水解的最终产物是葡萄糖。 淀粉酶也可催化淀粉的水解。 1、α-淀粉酶
又称液淀粉酶或糊精淀粉酶，只能水解α-1，4糖苷键。产物：含有6个葡萄
糖分子的单位和糊精。主要存在于人和动物体内。
2、β-淀粉酶 又称糖化酶或生糖淀粉酶，只能水解α-1，4糖苷键。产物：麦芽糖和糊精 。主要存在于植物种子和块根内。
水（生氧动 化物、一—底、—物酮水直体平接的排的磷除合酸体成化外及、；分变位解、脱水、底物水平的磷酸化）
E葡M萄P糖和在TC有A酮氧的体的连条接（件点乙下是，酰丙通酮乙过酸酸丙、酮E、M酸P生和β成H-乙M羟P酰的丁C连o酸A接，和点再是经丙6三磷酮羧酸酸葡）循萄：环糖氧。肝化内成二合氧成化，碳和肝水外。组织分解利用；
新陈代谢名词解释生物化学
新陈代谢名词解释生物化学
新陈代谢是生物体内一系列化学反应的总称，涉及到物质的合成、分解和转化过程。
在生物化学中，以下名词可以用于解释新陈代谢相关的概念：
代谢（Metabolism）：代谢是生物体内所有化学反应的总和，包括物质的合成反应（合成代谢，Anabolism）和物质的分解反应（分解代谢，Catabolism）。
代谢过程是维持生物体生命活动所必需的。
基础代谢率（Basal Metabolic Rate，BMR）：基础代谢率指在安静状态下，人体为维持基本生命活动所需的最低能量消耗速率。
它受到多种因素的影响，如年龄、性别、体重、身体组成和环境温度等。
营养物质（Nutrients）：营养物质是供给生物体生长、发育和代谢所必需的化学物质，包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素和矿物质等。
这些营养物质通过新陈代谢过程被分解和利用。
酶（Enzyme）：酶是生物体内调节和促进化学反应的蛋白质分子。
酶在新陈代谢过程中起着催化剂的作用，加速化学反应的进行，从而实现物质的转化和合成。
ATP（Adenosine Triphosphate）：ATP是细胞内常见的一种高能化合物，被视为细胞能量的通用单位。
在新陈代谢过程中，有机物质通过酶的作用逐步氧化分解，释放出能量，并以ATP的形式储存起来，供细胞进行各种生物活动的驱动。
这些名词提供了在生物化学中解释新陈代谢的基本概念。
新陈代谢是生物体维持生命所必需的重要过程，通过合成和分解物质来获取能量和维持生物体的结构和功能。
新陈代谢总论与生物氧化(用)
的形成，对底物水平磷酸化没有影响。
第32页，共47页。
思考
➢ 以前有人曾经考虑过使用解偶联剂如 DNP作为减肥药，但不久就放弃使用， 为什么？
➢ 柠檬酸P/O？琥珀酸P/O？ ➢ 在鱼藤酮存在的情况下，苹果酸P/O？琥
–黄素单核苷酸（FMN) –黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD) (3) 铁硫蛋白类 (4) 辅酶Q(coenzyme Q, CoQ)(泛醌 ubiquinone) (5) 细胞色素类（cytochromes)
Cytb,Cytc,Cytc1,Cyta1a3
第19页，共47页。
人体组织最普遍最重要的呼吸链
以NAD+(CoI)或NADP+(CoII)为辅酶的脱氢酶
➢ 例：呼吸作用、生物体的生长、肌肉收 缩、光合作用等。
第3页，共47页。
新陈代谢的过程
➢ 包括物质代谢和能量代谢
➢ 新陈代谢的过程包括营养物质的消化吸收、中间代 谢和代谢产物的排泄等阶段。
➢ 同化作用（anabolism)：由外界到自身，小分子合 成大分子，耗能。例如：光合作用
➢ 异化作用(catabolism)：由自身到外界，大分子分 解成小分子，释放能量。例如：葡萄糖的乙醇发 酵
呼吸链中传递体排列顺序的依据
➢ 通过每一个传递体的氧化还原电势来确 定
➢ 用分光光度法 ➢ 利用抑制剂来确定
第21页，共47页。
呼吸主链和呼吸支链
➢ 呼吸主链：苹果酸，丙酮酸，柠檬酸等 ➢ 呼吸支链：琥珀酸，脂酰CoA，α-磷酸
甘油
第22页，共47页。
电子传递的抑制剂
鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素 抗霉素A 氰化物、硫化氢、叠氮化物、co等
云南大学338生物化学2020年考研专业课初试大纲
338-《生物化学》考试大纲
一、考试性质
《生物化学》是生物学科的重要基础课程，它是研究生命物质
的化学组成、结构及生命活动过程中各种化学变化的生命科学基础
学科。
它是现代生物学的核心，为生物学的研究提供基础理论和技
术支持。
《生物化学》是生物工程专业学位研究生入学统一考试的科目之一，考试要求反映考生的生物化学和分子生物学基础，科学、
公平、准确、规范地测评考生的必备的专业素质和综合应用能力，
用以选拔具有发展潜力的优秀人才入学，为国家科技发展、经济建
设培养具有较强分析与解决问题能力的高层次、应用型、复合型生
物学专业人才。
二、考试要求
要求学生比较系统地理解并掌握生物化学的基本概念和基本理论；掌握生命组成物质的结构、性质、功能及其合成代谢和分解代谢的
基本途径和调控方法；理解基因表达、调控及基因工程的基本理论
并能有一定的应用能力；了解生物化学和分子生物学的最新进展，
并能综合运用所学的知识分析问题和解决相关的生物学问题。
三、考试分值
本科目满分150分，考试时间180分钟。
四、试卷结构（题型）
单项选择题、判断题、填空题、名称解释、问答分析题。
五、考试内容
1。
新陈代谢总论与生物氧化
是脂溶性醌类化合物，而且分 子较小，可在线粒体内膜的磷脂双 分子层的疏水区自由扩散。 功能基团是苯醌,通过醌/酚的 互变传递氢，Q (醌型结构) 很容易 接受2个电子和2个质子，还原成QH2 （还原型）；QH2也容易给出2个电 子和2个质子，重新氧化成Q。因此， 它在线粒体呼吸链中作为电子和质 子的传递体。
O ‖ CH3－C～ SCoA + NADH + H+ + CO2
2、β-氧化脱羧
COOH
β α
COOH
HCOH + NADP+
CH2
COOH(苹果酸）
C =O + CO2 +NADPH + H+
CH3（丙酮酸）
§7-2 生物氧化
线粒体是生物氧化的发生场所
§7-2 生物氧化
四、生物氧化中水的生成
大分子
能量代谢
物 质 代 谢
异化作用
生物大分子 分解代谢小分子 体内物质 环境物质
§7-1新陈代谢总论
五、新陈代谢的特点
1、反应分步进行，顺序性极强； 2、由酶催化，反应条件温和；
3、有灵敏的自动调节和对体内外环境高度适应
性的特点。
§7-1新陈代谢总论
六、新陈代谢的研究方法
1.研究材料：单细胞生物，多细胞生物，病毒与噬菌体 2.研究方法：体内研究（in vivo）:用生物整体研究 体外研究（in vitro）：用切片，匀浆等 研究 3.同位素示踪法:如将C14标在乙酸羧基上，同时喂养动 物，如动物呼出CO2中发现C14，说明乙酸 羧基转变CO2． 4.代谢途径阻断：如用酶的抑制剂阻抑中间代谢 的某一环节,推测代谢情况.
生物能学和生物氧化
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﹝ATP﹞+ 0.5﹝ADP﹞
能荷= ——————————— ﹝ATP﹞+﹝ADP﹞+﹝AMP﹞
能荷：高能状态的腺苷酸与总腺苷酸浓度 之比。 能荷是细胞中ATP-ADP-AMP系统中高能 磷酸化状态的一种量度。
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9.3 生物氧化
❖ CO2和H2O的生成（物质的代谢） ❖ 物质代谢和能量生成的偶联（电子传递链） ❖ 能量生成和ATP生成（ ATP ase复合体）
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生物体内能量代谢的基本规律
❖ 生物体和周围环境既有物质交换，又有能量交换，因此，它 属于热力学开放体系。生物体内能量代谢服从热力学定律。
❖ 热力学第一定律是能量守恒定律，即能量不能创造也不能消 灭，只能从一种形式转变成另一种形式。生物体内的能量可 以相互转变，但生物体与环境的总能量保持不变。
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ATP和其它高能磷酸化合物
❖ ATP的分子结构：三个磷酸基团、两个高能键。 ❖ 活性形式：MgATP2-
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ATP的作用和储存
❖ ATP为即时性的能量载体。
❖ ATP在细胞酶促磷酸基团转移中起“中转站”的作 用。
❖ ATP不是能量的贮存物质，而是能量的携带者或传 递者。它可将高能磷酸键转移给肌酸（C）生成磷酸 肌酸（creatine phoshate，C~P）。但磷酸肌酸 所含的高能磷酸键不能直接应用，需用时磷酸肌酸
第九章、生物能学和生物氧化
❖ 新陈代谢 ❖ 生物能学 ❖ 生物氧化
主要内容
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9.1 新陈代谢
❖ 新陈代谢是生物与外界环境进行物质交换与能量交 换的全过程，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。
吉林大学食品生物化学 7代谢总论与生物能学
The Laws of Energy Transformation
• Thermodynamics
– Is the study of energy transformations
The First Law of Thermodynamics
• According to the first law of thermodynamics
生物能学
Thermodynamics and Metabolism
一、有关热力学的一些基本概念
二、化学反应中自由能的变化和意义
三、高能磷酸化合物
能量代谢
任何物质的变化都伴随着能量的变化，生物
体内能量的变化过程称为能量代谢。能量代谢
与物质代谢同时存在，不存在无物质代谢的能 量代谢，也不存在无能量代谢的物质代谢。
Enzyme 1 A Reaction 1 B Reaction 2 Enzyme 2 C Reaction 3 Product Enzyme 3 D
Starting molecule
• One reason for multiple steps is the limitied reaction specificity of enzymes. • Another reason for multiple steps in metabolic pathways is to control energy input and output. • Finally, multiple steps provide opportunities to establish control points.
– Energy can be transferred and transformed – Energy cannot be created or destroyed
生物化学 7新陈代谢总论与生物氧化
★真核细胞，生物氧化多在线粒体内进行，在不含线 粒体的原核细胞中，生物氧化在细胞膜上进行。
（一）生物氧化的特点
1，生物氧化是在生物细胞内进行的酶促 氧化过程，反应条件温和（水溶液，pH7和 常温）。
6，生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相 偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能 ATP。
生物氧化的三阶段
第一阶段：多糖，脂，蛋白质等分解为构造单位——单糖、 甘油与脂肪酸、氨基酸，该阶段几乎不释放化学能。
第二阶段：构造单位经糖酵解、脂肪酸β氧化、氨基酸氧化 等各自的降解途径分解为丙酮酸、乙酰CoA等少数几种共同的 中间代谢物，这些共同的中间代谢物在不同种类物质的代谢间 起着枢纽作用。该阶段释放少量的能量。
生物氧化图示
（二）生物氧化中CO2的生成
直接脱羧
CH3CCOOH O
丙酮酸脱羧酶 （α-脱羧）
CH3CHO + CO2
丙酮酸羧化酶
HOOCCβH2CαCOOH （Β-脱羧） CH3CCOOH + CO2
O
O
氧化脱羧：在脱羧过程中伴随着氧化（脱氢）。
第三阶段：丙酮酸、乙酰CoA等经过三羧酸循环彻底氧化为 CO2、H2O释放大量的能量。
★在第二、第三阶段中，氧化脱下的电子（H—）经过一个氧 化的电子传递过程（氧化电子传递链）最终传给O2，并生成 ATP，以这种方式生成ATP的作用称为氧化磷酸化作用，它是 一种很重要的将生物氧化和能量生成相偶连的机制。
• 一般将水解时能够释放21 kJ /mol（5千卡/mol) 以上自由能（G< -21 kJ / mol）的化合物称 为高能化合物。
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三、能量代谢中的其他重要物质
1、辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ 2、FMN和FAD 3、CoA-SH
功能：脱氢酶辅酶
传递H
O CNH2 N 烟酰胺
NMP NNAADPD+ +
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 （辅酶I） NAD+
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （辅酶Ⅱ）NADP+
O
磷酸
AMP
功能：脱氢酶辅酶
传递H
黄素单核苷酸
FMN
吸收外来能量才能进行（吸能反应），同时，该反 应的逆过程可以自发进行。
（二）偶联化学反应标准自由能变化的可加性
小异
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；
在整体水平进行调节 在细胞水平进行调节 通过酶活性调节来进行调节。（39章）
一、物质的分解代谢与合成代谢
• 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。
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来自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
变化朝自由能降低的 方向进行 （—△G ）
二、化学反应体系中的自由能
（一）根据自由能变化可以判断中间物质代谢方向
当反应体系恒温、恒压下发生变化时
状态 A
GA
状态 B
GB
△G = GB — GA
• ① △G＜0时，W＞0，体系对外作功，该反应可自 发进行，放能反应
• ② △G = 0时，W =0，该反应处于平衡 • ③ △G＞0时，W＜0，该反应不可自发进行，必须
二、能量代谢在新陈代谢中的作用
维持生命活动的能量来源
• 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。
• 化学能：动物和多数微生物，通过生物氧 化作用将有机物质存储的化学能释放出来， 并转变成生物能。
外界摄取的营养物质和机体内储存的物 质如：糖、脂、蛋白质等在体内分 解时逐步释放能量、最终生成二氧 化碳和水
《生物化学‖》
————动态部分
第七章 代谢总论及 生物能学
第一节 代谢总论
什么是新陈代谢？
新的来，旧的去 花开花落 “长江后浪推前浪，一代新人换旧人”
生化定义——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
新陈代谢的过程 1、营养物质的摄取与吸收 利用光能的生物（植物、微生物） 食草动物
食腐动物（微生物） （轮回）
食肉动物
2、将摄取的营养物质和细胞中原有的物质（结 构物质或功能物质）分解为机体所需的结构元 件或分解供能
3、将结构元件装配成大分子（结构物质、功能 物质）
4、在物质代谢的同时进行能量代谢
主要涉及目前已经清楚的细胞内四大物质的合成 与分解。
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
1、利用酶的抑制剂 代谢途径受阻导致代谢中间产物的积累 碘乙酸——3-磷酸甘油醛脱氢酶 氟化钠——烯醇化酶
2、利用遗传缺陷症研究代谢途径
酪氨酸酶
黑色素是吲哚醌的聚合物 白化病(albinism)缺乏酪氨酸酶
尿黑酸尿症(alkaptonuria) 尿黑酸氧化酶缺乏，尿黑酸裂环降解 受阻，尿中的尿黑酸经空气氧化为相 应的对醌，后者可聚合为黑的色素。
分解代谢：将从外界摄取或机体原有的物质物 质通过一系列的反应步骤变为较小的、较简 单的物质的过程。
合成代谢：生物利用小分子或大分子结构元件 构建自身大分子的过程。
生物 体的 新陈 代谢
合成代谢 生物小分子合成生物大分子
分解代谢
一般需要能量 一般释放能量
能量代谢
生物大分子分解为生物小分子
物质 代谢
二者相辅相成，研究物质代谢就是研究能量代谢
（二）、能的两种形式
能量的传 递形式
热 ？ 内能的传递方式
功 ？ 动能、势能转化和传递的方式
包括机械功、电功、化学功等
体系总能量 = 可做功的能+ 不能做功的能
（H） （自由能G）
（热能）
当体系的状态发生变化后
热力学第一定律
(能量转化与守恒定律)
热力学第二定律
(能量传递的方向性定律)
总能量不变 变化的是G（ △G）
尿黑酸氧化酶
物质的转化
同位素示踪法
利用含放射性同位素的物质，测试其在不同物质间的转移
γ
β
α
高能化合物 ATPO O P ~ O 3 2O P ~ O O P O C H 2 O A OO O
第二节 生物能学
一、有关热力学的一些基本概念
（一）、体系
宇宙 太阳系 地球 每个生物或非生物 化学反应体系
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、生物氧化等等
各类组织细胞
各种破碎方法
碎片置于试管中
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
黄素腺嘌呤二核苷酸
FAD
VB2
FAADMP
H
FMN
核糖 醇
VB2
？键相连
核苷键
二甲基异咯嗪
辅酶A（CoA~SH）
功能——酰基转移
酶辅酶，传递酰基
Co在A脂合 类与糖成 类代O 酶 谢中
巯基乙胺
酰胺键
RCH 起2重C要H2的C作H用2C AMP+PPi
泛酸
O
磷酸二酯键
RCH2CH2CH2C SCoA+ AMP