最新《生物化学》课件-第七章-新陈代谢与氧代谢教学讲义PPT

ATP
指化合物进行水解反应时伴随的标准自由能变
化（ ΔG0’）等于或大于ATP水解生成 ADP的标准自由能变化的化合物。
标准状态下，ATP水解为ADP和磷酸时的ΔG0’为 －30.5 kJ /mol。
高能化合物
➢高能化合物的类型
按其分子结构特点及所含高能键的特征 分：磷氧键型、磷氮键型、硫酯键型、 甲硫键型（见书中表7-2）
生物氧化的特点
(1). 生物氧化是在常温、常压、pH近中性的环境中 进行，反应条件温和。
(2). 生物氧化是在酶催化下发生的一系列化学变化， 能量伴随化学反应逐步释放。
(3). 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。
生物氧化的方式：
电子转移 氢原子转移 有机还原剂直接加氧
二、呼吸链
生物氧化在原核生物存 在于质膜上，在真核细 胞存在于线粒体内膜上。
二、呼吸链
概念
由递氢体或递电子体在线粒 体内膜上按一定顺序排列组 成的连锁反应体系称为电子 传递链。它与细胞摄取氧的 呼吸过程相关，故又称呼吸 链（electron transfer chain ）
（一）呼吸链的主要成分
HH
H
H
OH OH
• 是非题
ATP是生物体内能量的贮存者（×）
ATP在能量转化中的作用
①ATP是生物体通用的能量货币。
②ATP是磷酸基团转移反应的中间载体。 ATP在传递能量方面起着转运站的作 用，它是能量的携带者和转运者，但 不是能量的贮存者。
第二节 生物氧化（本章重点）
一、生物氧化的特点和意义
新陈代谢的研究方法
➢研究材料 ✓离体研究：“in vitro”：以组织切片、 匀浆或组织提取液为对象进行的代谢研究 称为离体研究（又称体外研究）。
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： ✓整体水平的研究 ✓器官水平的研究 ✓细胞、亚细胞水平的研究
二.自由能与高能化合物
G 0' RlTn [C]D []RlTn K [A]B []
K－平衡常数
高能化合物 糖、脂肪、蛋白质
代谢
CO2+H2O+能量
• ATP-ADP循环
营养物质分解
1/2O2 H++e 氧化磷酸化
ATP
ATP
生物合成、离子转运、 肌肉收缩、腺体分解、
信息传递等
ADP
高能化合物 糖、脂肪、蛋白质
代谢
CO2+H2O+能量
➢自由能：生物体用以做功的那部分能量，是体内化学 反应释放出的自由能。
➢自由能变化（ΔG）：反应物自由能的总和与产物自 由能的总和之差。
➢生化反应的标准自由能变化（ΔG0’ ）： ➢在标准条件下（25℃、1大气压、反应物浓度1M、p H＝7）所发生的化学反应的自由能变化。 ΔG0’为负值，该反应为放能反应； ΔG0’ 为正值则为吸能反应。
• 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 • FAD
黄素单核苷酸 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。
【作用】 辅酶接受代谢物脱
【传递机制】异咯嗪的第1、10位N上可加氢
(3)酰基磷酸化合物
OO H3N+ C O P O-
O-
氨甲酰磷酸
OO
RC O P O A O-
酰基腺苷酸
OO
RCH C O P O A
N+H3
O-
氨酰基腺苷酸
(4)氮磷键型（如胍基磷酸化合物）
O
NH
PO
C NH O
N CH3 C H 2C O O H
O
NH
PO
C NH O
N CH3 NH2
C H 2C H 2C H 2C H C O O H
(一）磷酸化合物
（1）焦磷酸化合物
OO
O- P O P O-
NH2
O-
O-
N
N
焦磷酸

O- P
ATP（三磷酸腺苷） O -
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
－30.5kJ/摩尔
H
H
OH OH
（2）烯醇式磷酸化合物
COOH O CO PO CH2 O
磷酸烯醇式丙酮酸
-61.9kJ/摩尔
➢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。
《生物化学》课件-第七章-新陈 代谢与氧代谢
第七章 新陈代谢与氧代谢
一.新陈代谢 二.氧代谢（生物氧化）
第一节 新陈代谢
一.新陈代谢概念
(广义)：生物体与周围环境进行的物质交换、 能量交换的全过程。
(狭义)：活细胞内进行的一切化学反应。
新陈代谢的研究方法
➢研究材料
✓活体研究：“in vivo”：以生物整体、 整体器官或微生物细胞群为对象进行的代 谢研究称为活体研究（又称体内研究）；
下的2H，传递给 黄素蛋白。
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+，CoⅠ) P113
NADH：还原型辅酶
• 它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢 得到的产物。NADH所携带的高能电 子是线粒体呼吸链主要电子供体之一。
2、黄素酶-黄素蛋白（Flavoprotein）
【组成成分】酶蛋白、黄素单核苷酸（FMN ）黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），它们由核 黄素（Vit B2）、磷酸、AMP组成。
ΔG 与ΔG0’的关系
A+B
C+D
GG0' RTln[C][D] [A][B]
△G＜0时，反应可以自发进行，为放能反应； △G＞0时，反应需要供给能量，为吸能反应； △G＝0时，反应处于平衡状态。
ΔG0’的求取
A+B
C+D
GG0' RTln[C][D] [A][B]
当△G＝0时，反应处于平衡状态，则：
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
H 3C
COO-
CH
N
H
+ 3
CH2
CH2 S+ A
S-腺苷甲硫氨酸
最重要的高能化合物—ATP
NH2
N
N
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O