小结-代谢总论
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第十九章代谢总论第一节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,代谢途径的个别步骤称作中间代谢,个别步骤的产物称作中间产物。
新陈代谢的主要作用有:获取营养物质,并将其转化为自身所需的物质,称作合成代谢;分解营养物质提供生命活动所需的能量,称作分解代谢;合成代谢和分解代谢的调控步骤通常由不同的酶催化,分解代谢中大量释放能量的反应通常是不可逆的,在合成代谢中,这样的步骤需要输入能量来完成。
有时,合成代谢和分解代谢可以在不同的细胞器中进行。
有些代谢环节是合成代谢和分解代谢共同利用的,称作两用代谢途径,如柠檬酸循环就是两用代谢途径。
二、代谢途径的一览图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。
三、代谢途径的类型(a)多种游离酶构成的代谢途径;(b)多酶复合体构成的代谢途径;(c)膜结合酶构成的代谢途径。
四、分解代谢的三个阶段五、能量代谢在新陈代谢中的重要地位六、辅酶I 和辅酶Ⅱ的的递能作用七、FMN 和FAD 的递能作用八、辅酶A 在能量代谢中的作用九、分解代谢和合成代谢的调控代谢途径的区域化细胞提取液的离心分离第二节代谢中常见的有机反应机制有机化学反应常涉及共价键的断裂。
共价键断裂时,若两个电子分开,称作均裂断裂,产生不稳定基团,常见于氧化还原反应。
若两个电子不分开,称作异裂断裂,如C-H 键断裂,电子对通常留在碳原子一侧(碳原子的电负性大于氢原子),形成碳负离子和氢离子,富电子的碳负离子为亲核基团,容易与缺电子的亲电基团发生反应。
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。
第十七章代谢总论生物技术0903班孔晨凌、吴建东、韩于冰、金风、陈广牵、李孟潇、曹腾飞1、新陈代谢的定义新陈代谢又称代谢(metabolism),是生物体内所有化学变化的总称。
代谢是生命的基本特征。
2、代谢的分类代谢包括合成代谢和分解代谢,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(两者不互为逆反应);也可分为物质代谢和能量代谢。
合成代谢又称同化作用:由小分子合成大分子,还原反应,消耗能量。
分解代谢又称异化作用:由大分子分解成小分子,氧化反应,排出体外。
物质代谢:物质的分解、合成、转换的化学变化。
能量代谢:能量的转化、释放、利用的化学变化。
物质代谢:能量代谢:生物分子:脂肪多糖蛋白质基本组成:甘油、脂肪酸葡萄糖、其他糖氨基酸常见中间产物:丙酮酸乙酰辅酶ATCA最终产物:H2O CO2 NH3葡萄糖软脂酸丙氨酸4H 7H20 NH3 2CH3COCOOH丙酮酸8CoA-SH CH3COCOOH2CO2 4H2CoA-SH28H CO2 2HCoA-SH 2CH3CO-SCoA乙酰辅酶A 8CH3CO-SCoA CH3CO-SCoACH3CO-SCoA+H2OCoA-SHTCA循环+H20 2CO28H3、代谢的意义1)降解来自环境的营养物质或捕获太阳能以提供自由能2)将营养物质转变为构筑细胞的大分子的构件分子3)合成生物大分子4)产生其他生物活性分子5)提供生命活动所需的一切能量4、细胞代谢的基本特征1)构成细胞代谢的所有反应基本上都是酶催化的。
2)一些酶(2-20个左右)彼此关连,构成多酶体系或酶复合体。
前一个酶的作用产物成为下一个酶的底物。
3)由多酶体系或多酶复合体联合催化的一系列化学变化称为代谢途径。
一般而言,途径中的的每一步均只导致一个小的特征性变化,这些变化往往只涉及除去、转化或加上一个特殊的原子或基团。
4)生物氧化过程逐步放出能量。
5)细胞代谢途径是彼此关联的。
第八章代谢总论及生物能一、新陈代谢二、新陈代谢的特点和调节三、生物能及高能化合物一、新陈代谢(代谢 Metabolism )新陈代谢: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。
实质:错综复杂的化学反应相互配合,彼此协调,对周围转环境高度适应而成的一个有规律的总过程。
代谢的功能:从环境中获得营养转变为自身需要的结构元件装配成自身的大分子形成或分解生物特殊功能所需的生物分子提供生命所需的一切能量。
(二)分类同一种物质,分解代谢和合成代谢选择不同的途径,使代谢增加了灵活性和应变能力。
同一种物质的两种过程并非都是在细胞的相同部位进行。
两用代谢途径;二、新陈代谢的特点与调节1.新陈代谢的特点步骤繁多、彼此协调,逐步进行,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。
精密的调控机制保证机体最经济地利用物质和能量。
各代谢途径之间存在许多重复出现的基元在温和条件下进行(由酶催化);2. 新陈代谢的调节分子水平(反应物、产物)细胞水平(反应的定位,代谢途径分隔控制)整体水平(激素和神经调节,合理分工安排)基因表达的调控三、生物能及高能化合物概念:是一种能能够被生物细胞直接利用的特殊能量形式。
化学本质:是存储于ATP分子焦磷酸键中的化学能。
(二)高能化合物一般将水解时能够释放 20.9 kJ /mol(5千卡/mol)以上自由能的化合物称为高能化合物。
高能键:在分子中用“~”表示2.高能磷酸化合物机体内有许多磷酸化合物,当其磷酰基水解的时候,释放出大量的自由能。
这类化合物称作高能磷酸化合物。
(1)ATP(2)磷酸肌酸、磷酸精氨酸(1)ATP是生物能存在的主要形式① ATP作为生物能源具有的特点ATP是一种瞬时自由能供体(能量中转站),不是能量存储形式。
ATP、ADP和Pi在细胞内处于动态平衡状态,ATP和ADP循环速率非常快。
②ATP的特殊作用ATP末端磷酸基团水解可以释放能量,通过酶和其它生物化学反应相偶联,使多数不能自发进行的反应得以顺利进行。
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体内各种物质代谢相互联系并相互制约。
体内物质代谢的特点:①整体性;
②在精细调节下进行;③各组织器官物质代谢各具特征;④代谢物具共同的代谢池;⑤ATP是机体能量储存和利用的共同形式;⑥NADPH提供合成代谢所需的还原力。
各代谢途径之间可通过共同枢纽性中间产物互相联系和转变。
糖、脂肪、蛋白质等作为能源物质在供应能量上可互相代替,互相制约,但不能完全互相转变。
各组织、器官有独特的代谢方式以完成特定功能。
肝所具有的代谢特点使其成为通过糖、脂和氨基酸代谢途径与肝外组织联系、分配资源、调整物质代谢的“中枢”器官。
在进化过程中,代谢调节发生分为三级水平,即细胞、激素和中枢神经系统主导下通过激素实现的整体调节。
细胞水平调节主要通过调节关键酶的活性实现,其中通过改变现有酶分子的结构调节酶活性的方式,包括酶的变构调节及酶蛋白的化学修饰调节,发生较快。
也可通过改变酶的含量影响酶活性,调节缓慢而持久。
两种调节各有作用、相辅相成。
激素水平调节中,激素与靶细胞受体特异结合,将代谢信号转化为细胞内一系列信号转导级联过程,最终表现出激素的生物学效应。
激素可分为膜受体激素及胞内受体激素。
前者为蛋白质、多肽及儿茶酚胺类激素,具亲水性,需结合膜受体才能将信号跨膜传递进入细胞。
后者为疏水性激素,可透过细胞膜与胞内受体(大多在核内)结合,作为转录因子与DNA上特定激素反应元件(HRE)结合,以调控特定基因的表达。
整体调节是指神经系统通过内分泌腺间接调节代谢和直接影响组织、器官以调节代谢的方式,维持机体代谢稳态。
饥饿及应激时通过整体调节改变多种激素分泌,引起体内物质代谢的改变。
代谢组学是通过内源性代谢组分的定性和定量分析,研究生命体或生物样本在不同时间﹑不同环境、健康与病理、干预前后等状况下,代谢组或目标代谢组分的变化及其规律。
正常食欲、进食和能量消耗的平衡受到神经、内分泌系统复杂调节,肥胖是物质/能量代谢调节失衡引起的代谢紊乱,还是导致2型糖尿病、心脑血管疾病等的主要病因。