第七章能量代谢与生物能利用

第七章能量代谢与生物能利用
（三） 高能化合物与ATP的作用
高能化合物------随水解反应或基团转移反应放 出大量自由能的化合物。
高能磷酸化合物------含有高能磷酸转移基团的 化合物。常用 ~p表示。
例如：葡萄糖 + ATP 6-磷酸葡萄糖 + ADP
第七章能量代谢与生物能利用
二、生物能学
B、新陈代谢的过程是生物体自我更新的过程 C、新陈代谢过程中包含着物质变化和能量变化 D、新陈代谢包括同化作用和异化作用两个完全对立的过程
2、一个长期生病、逐渐消瘦。他的新陈代谢的特点是
（
）作用占有优势。
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( D,异化) 二、生物能学— 生物体内新陈代谢的规律
（一）热力学第一定律与生物体系
荧火虫
ATP是生物系第统七章能能量量代谢与交生物换能利的用 中心
其他三磷酸核苷也可作为能量直接来源。
如 三磷酸尿苷（UTP）----用于多糖的合成。
ATP + UDP ADP + UTP
三磷酸胞苷（CTP）----用于磷酯的合成。
ATP + CDP ADP + CTP
三磷酸鸟苷（GTP）----用于蛋白质的合成 。
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ΔG = ΔH - TΔS
该方程式表说明： G < 0，体系的反应能自发进行.
G > 0，反应不能自发进行，当给体
系补充自由能时，才能推动 反应进行。
G=0 ，表明体系已处于平衡状态。
对于 A +B ←→ C +D
ΔG°= -2.303RTlgK
K=[C][D]/[A][B]
同位素标记某种代谢物，然后追踪同位元 素在体内的变化途径，就能获得有关代谢 途径的丰富知识。
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一、新陈代谢
3、代谢途径阻断等方 法 用抗代谢物或酶抑制剂阻抑中间代
谢的某一环节，使中间物积累，便 于分析和推测代谢情况。
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1、下列关于新陈代谢叙述中不正确的是（ ） A、新陈代谢是一切生物生存的基本条件
（二）热力学第二定律与生物体系
热力学第二定律：指任何一种物理或化学的过程都自 发地趋向于增加体系与环境的总熵。
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自由能：生物体（或恒温恒压）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。
熵：混乱度或无序性，是一种无用的能。
生命依靠能量的不断输入一直在与热力学第二定 律作抗争。
三、生物氧化
（一）概念： 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。
生物体内的放能反应与吸能反应偶联， 最基本的形式是通过高能化合物实现的 1、类型： 1）磷氧键型：如ATP等 2）氮磷键型：如磷酸肌酸等 3）硫酯键型：如脂酰CoA等 4）甲硫键型：S-腺苷甲硫氨酸
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二、生物能学
2.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
盐 代谢的一系列化学反应。 代谢物：
统指代谢反应中任一反应物、中 间产物或产物。
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3、代谢特点：
1）严格的细胞内定位 2）特异的酶促反应 3）共通的代谢间关联 4）严谨的反应顺序 5）高效率的调控机构
一、新陈代谢总论
马蝇
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中间代谢-----物质在细胞内的分解和合成过 程
2、类型：
一、新陈代谢
合成代谢：
由小分子合成生物大分子的过 程；
耗能
分解代谢：
将生物大分子分解成小分子的 过程；
放能
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新陈代谢
生物小分子合成为 生物大分子 合成代谢 （同化作用）
需要能量 释放能量
能量 代谢
物质代谢
分解代谢 （异化作用） 生物大分子分解为
生物小分子
第七章能量代谢与生物能利用
•能量代谢：
研究代谢过程中伴随着生物体的合 成代谢分解代谢中能量源自文库变化。 物质代谢： 即生命物质的降解和建成，包括合 成代谢和分解代谢。它与能量代谢 紧密偶联、互成因果。
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一、新陈代谢
代谢途径（ metabolism pathway) ： 指糖、脂类、蛋白质、核酸及水、
ATP + GDP ADP + GTP
磷酸肌酸----是动物组织中的能量贮存形式。
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将高能磷酸键转移给肌酸以 磷酸肌酸形式储存
NH
ATP
HOOC CH2 N C NH2
CH3
ADP
NH
O
HOOC CH2
NC CH3
NH～ P OO-
肌酸
磷酸肌酸
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人体细胞外的消化分为四个过程： 1)口腔内的消化 2)胃的消化 3)小肠消化 4)大肠消化
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（二）研究新陈代谢的方法：一、新陈代谢
1、活体内与活体外实验： 1）在活体内（in vivo）：
生物体内:动物实验、组织细胞培养等。
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例如1904年，德国生物学家Knoop根据体内实验提出脂肪酸 --氧化学说。
第七章 能量代谢与生物能的利用
第七章能量代谢与生物能利用
本章内容
新陈代谢 生物能学 生物氧化
第七章能量代谢与生物能利用
一、新陈代谢
（一）新陈代谢的概念： 1、概念：
新陈代谢（metabolism)活细胞中所有化 学变化的总称。每一变化均由酶催化。
呼吸作用 生长 运动 光合作用等
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热力学第一定律：能量即不能创造也不能消失，只能从 一种形式转变为另一种形式。
1、生物体系是一个开放体系。
特点：与环境有物质交换和能量交换。
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二、生物能学
2、化学能的变化：
光合生物
光能 化学能
机械能 热能 电能 辐射能
生物体与环境的总能量保持不变。 特点：能量逐步释放。
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一CH2CH2一CH2CH2一CH2COOH --- 2CH3COOH
+
一CH2COOH
一CH2一CH2CH2一CH2COOH ---
2CH3COOH
+
一COOH
2）在活体外（in vitro)：
在试管内进行:细胞切片、匀浆液、提 取液等。
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2、同位素示踪法：
一、新陈代谢