物质代谢和能量代谢的关系

第十六章细胞代谢和基因表达的调控细胞代谢包括物质代谢和能量代谢。

细胞代谢是一个完整统一的网络，并且存在复杂的调节机制，这些调节机制都是在基因表达产物（蛋白质或RNA）的作用下进行的。

重点：物质代谢途径的相互联系，酶活性的调节。

第一节物质代谢途径的相互联系细胞代谢的基本原则是将各类物质分别纳入各自的共同代谢途径，以少数种类的反应转化种类繁多的分子。

不同代谢途径可以通过交叉点上关键的中间物而相互转化，其中三个关键的中间物是G-6-P、丙酮酸、乙酰CoA。

一、糖代谢与脂代谢的联系1、糖转变成脂图糖经过酵解，生成磷酸二羟丙酮及丙酮酸。

磷酸二羟丙酮还原为甘油，丙酮酸氧化脱羧转变成乙酰CoA，合成脂肪酸。

2、脂转变成糖图甘油经磷酸化为3-磷酸甘油，转变为磷酸二羟丙酮，异生为糖。

在植物、细菌中，脂肪酸转化成乙酰CoA，后者经乙醛酸循环生成琥珀酸，进入TCA，由草酰乙酸脱羧生成丙酮酸，生糖。

动物体内，无乙醛酸循环，乙酰CoA进入TCA氧化，生成CO2和H2O。

脂肪酸在动物体内也可以转变成糖，但此时必需要有其他来源的物质补充TCA中消耗的有机酸（草酰乙酸）。

糖利用受阻，依靠脂类物质供能量，脂肪动员，在肝中产生大量酮体（丙酮、乙酰乙酸、β-羟基丁酸）。

二、糖代谢与氨基酸代谢的关系1、糖的分解代谢为氨基酸合成提供碳架图糖→丙酮酸→α-酮戊二酸+ 草酰乙酸这三种酮酸，经过转氨作用分别生成Ala、Glu和Asp。

2、生糖氨基酸的碳架可以转变成糖凡是能生成丙酮酸、α—酮戊二酸、琥珀酸、草酰乙酸的a.a，称为生糖a.a。

Phe、Tyr、Ilr、L ys、Trp等可生成乙酰乙酰CoA，从而生成酮体。

Phe、Tyr等生糖及生酮。

三、氨基酸代谢与脂代谢的关系氨基酸的碳架都可以最终转变成乙酰CoA，可以用于脂肪酸和胆甾醇的合成。

生糖a.a的碳架可以转变成甘油。

Ser可以转变成胆胺和胆碱，合成脑磷脂和卵磷脂。

动物体内脂肪酸的降解产物乙酰CoA，不能为a.a合成提供净碳架。

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生物能量与新陈代谢生物能量是维持生命活动的重要基础，而新陈代谢则是生物能量在生物体内的利用和转化过程。

本文将对生物能量和新陈代谢进行探讨，以揭示它们在生命中的重要性及相互关系。

一、生物能量的来源与转化1.1 光合作用：光合作用是生物能量的主要来源之一，通过光合作用植物能够将太阳能转化为化学能，储存在有机物中。

1.2 呼吸作用：呼吸作用是生物体内的一种氧化代谢过程，将有机物中储存的能量释放出来，并转化为细胞能够利用的化学能。

1.3 其他能量来源：除了光合作用和呼吸作用，生物体还能从食物中获取能量，通过消化和吸收将其中的有机物转化为能量。

二、新陈代谢的基本过程与调控2.1 新陈代谢的过程：新陈代谢包括物质代谢和能量代谢两个方面。

物质代谢主要包括合成代谢和分解代谢，而能量代谢则是指细胞内能量的产生和利用过程。

2.2 代谢的调节：新陈代谢过程受到内外环境的调节，其中内环境的调节主要由内分泌系统和神经系统共同完成，外环境则通过组织和器官之间的相互作用来调节代谢过程。

三、生物能量与新陈代谢的相互关系3.1 生物能量对新陈代谢的影响：生物能量的供给直接影响着细胞内的代谢活动。

当能量供应不足时，细胞会减慢代谢过程，以节约能量。

反之，当能量供应充足时，细胞的代谢活动会加速。

3.2 新陈代谢对生物能量的利用：新陈代谢过程将有机物转化为细胞能够利用的能量，并用于维持各种生命活动。

新陈代谢的速率可以影响能量的利用效率，从而影响生物体的生长发育和适应环境的能力。

四、影响生物能量与新陈代谢的因素4.1 温度：温度是影响生物体能量代谢和新陈代谢的重要因素之一。

适宜的温度能够提高酶的催化活性，促进能量代谢的进行。

4.2 荷尔蒙：荷尔蒙作为内分泌系统的调节剂，对生物体的新陈代谢和能量代谢具有重要的影响。

4.3 遗传因素：不同物种或个体之间的遗传差异会导致其生物能量和新陈代谢的差异。

例如，一些物种具有较高的代谢速率和能量消耗，而另一些物种则较低。

2022高考生物备考冲刺易错点：专项07新陈代谢的概念和类型(含酶1.对新陈代谢概念的明白得2.酶的本质、特性及其与代谢的关系3.生物的代谢与ATP4.新陈代谢的差不多类型及其应用5.关于酶的本质和特性的图形和曲线分析6.生活实际中代谢类型和知识应用7.新陈代谢类型的进化【易错点点睛】易错点1 对新陈代谢概念的明白得1．新陈代谢中，物质代谢和能量代谢的关系是A．物质代谢相伴能量代谢B．相对独立的两个生理过程C．物质代谢在先，能量代谢在后D．能量代谢在先，物质代谢在后【错误答案】 B②从方向上认识，新陈代谢包括同化作用和异化作用。

或简称为合成代谢和分解代谢。

③从实质上认识，新陈代谢是生物体内进行的一系列连锁发生的生物化学反应。

④从意义上认识，生物体的新陈代谢过程也确实是生物体的自我更新过程。

在新陈代谢基础上，生物体既能进行新旧细胞的更替，又能进行细胞内化学成分的更替。

【变式探究】1 下列关于新陈代谢的叙述中，错误的是A．新陈代谢包括合成代谢和分解代谢B．先有物质合成，才有物质分解C．生物体内，时刻以新合成的物质取代旧物质D．能量代谢总是相伴着物质代谢发生的答案：B 解析：生物体新陈代谢的同化作用(合成代谢)和异化作用(分解代谢)是同时进行的不能分割的两个有机统一过程。

2 下列生理过程中，总是同时进行的是①光合作用②呼吸作用③蒸腾作用④合成代谢⑤分解代谢⑥物质代谢⑦能量代谢A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．④⑤⑥⑦答案：D 解析：对新陈代谢概念的明白得。

易错点2 酶的南质、特性及其与代谢的关系1．图所示将小麦种子分别置于20℃和30℃培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。

取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水，45℃水浴保温5分钟，赶忙在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，摇匀观看试管中的颜色。

结果是A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色B．甲呈五色，乙呈砖红色，丙呈蓝色C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色【错误答案】AB【错解分析】对提取液的作用物质及其作用不清晰，对不同温度条件下生物代谢强度的实质分析不透彻，而导致思维联系中断。

⽣物化学期末复习（简答、名词解释）⽣物化学期末复习(简答、名词解释)1. 什么是物质代谢？什么是能量代谢？⼆者之间的关系如何？答：物质代谢：研究各种⽣理活性物质（如糖、蛋⽩质、脂类、核酸等）在细胞内发⽣酶促反应的途径及调控机理,包含旧分⼦的分解和新分⼦的合成；能量代谢：研究光能或化学能在细胞内向⽣物能（ATP）转化的原理和过程,以及⽣命活动对能量的利⽤。

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。

2. 中间代谢：消化吸收的营养物质和体内原有的物质在⼀切组织和细胞中进⾏的各种化学变化称为中间代谢。

3. 呼吸商（respiratory quotient 简称RQ）：指⽣物体在同⼀时间内,释放⼆氧化碳与吸收氧⽓的体积之⽐或摩尔数之⽐,即指呼吸作⽤所释放的CO2 和吸收的O2 的分⼦⽐。

4. ⾃养型⽣物：为能够利⽤⽆机物合成有机物的类型,⼜分为光合⾃养——绿⾊植物,和化能⾃养——硝化细菌等。

5. 异养型⽣物：不能⾃⼰合成有机物,必须依靠⾃养⽣物制造的有机物⽣存。

6. 简述活体内实验及其意义。

答：1）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。

2）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。

7. 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。

8. 简述代谢途径的探讨⽅法答：1）代谢平衡实验；2）代谢障碍实验（代谢途径阻断实验）；3）使⽤抗代谢物；4）代谢物标记追踪实验；5）测定特征性酶；6）核磁共振波谱法。

9. 简述糖的⽣理功能答：1）作为⽣物体的结构成分；2）作为⽣物体内的主要能源物质；3）在体内转变为其他物质；4）作为细胞识别的信息分⼦。

运动生理学前八章第一套题（习题部分）一、名词解释（4分×5＝20分）1．运动生理学2．红细胞压积3．兴奋——收缩藕联4．时间肺活量5．运动性尿蛋白二、单项选择题（1分×15＝15分）1．在下列组织中，属于可兴奋组织的是（）。

A．骨骼B．肌肉C．皮肤D．肌腱2．血清和血浆虽是血液的液体成分，但内容不完全相同。

主要区别在于血浆中含有（）而血清则不含有。

A．纤溶酶B．血小板C．纤维蛋白D．纤维蛋白原3．血浆渗透压在正常生理情况下有一定的变动。

在进行剧烈肌肉运动时，渗透压（）。

A．暂时升高B．暂时下降C．变动不明显D．持续升高4．当红细胞压积超过50%以上时，血粘度将随着红细胞压积的升高呈（）。

A．正比关系B．反比关系C．指数关系上升D．指数关系下降5．血浆中的NaHCO3和H2CO3液这一缓冲对在正常情况下的比值为（）。

A．10：1B．20：1C．30：1D．40：16、肌肉的基本结构和功能单位是指（）A．肌原纤维B．肌纤维C．肌小节D．肌丝７．运动神经纤维末梢所释放的递质是（）A．肾上腺素B．去甲肾上腺素C．５－羟色胺D．乙酰胆碱8．当兴奋从运动神经传至神经－肌肉接头处的轴突末梢时，因其轴突末梢膜上的（）A．Ｃａ２＋通道开放B．Ｎａ＋通道开放C．Ｋ＋通道关闭D．Ｃａ２＋通道关闭9、骨骼肌实现收缩和舒张的最基本功能单位是A．肌纤维B．肌原纤维C．肌小节D．肌动蛋白10.心肌不可能产生强直收缩的原因是（）。

A. 肌质网不发达，钙离子储量少B. 心肌收缩是全或无式的C. 心肌具有自动节律性D. 兴奋后的有效不应期特别长11.衡量血管机能的指标常用（）。

A. 心率B. 血压C. 心输出量D. 心电图12、体内CO2 分压最高的部位是（）。

A．动脉血液B．静脉血液C．细胞内液D．组织液13．肺通气的动力来自于（）。

A．肺的舒缩运动B．肺的弹性回缩C．呼吸肌的舒缩D．胸内负压的周期性变化14、小肠约（）米，粘膜具有环形皱襞，并拥有大量的绒毛，使得小肠的吸收面积比同样长短的简单圆筒的面积增加约600倍，达到（）。

生物体与外界环境之间的物质和能量交换以及生物体内物质和能量的转变过程叫做新陈代谢。

新陈代谢是生物体内全部有序化学变化的总称。

它包括物质代谢和能量代谢两个方面。

物质代谢：是指生物体与外界环境之间物质的交换和生物体内物质的转变过程。

可细分为：从外界摄取营养物质并转变为自身物质。

（同化作用）自身的部分物质被氧化分解并排出代谢废物。

（异化作用）能量代谢：是指生物体与外界环境之间能量的交换和生物体内能量的转变过程。

可细分为：储存能量（同化作用）释放能量（异化作用）在新陈代谢过程中，既有同化作用，又有异化作用。

同化作用：又叫做合成代谢)是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的变化过程。

异化作用：(又叫做分解代谢)是指生物体能够把自身的一部分组成物质加以分解，释放出其中的能量，并且把分解的终产物排出体外的变化过程。

新陈代谢中的同化作用、异化作用、物质代谢和能量代谢之间的关系化学成分的同一性从元素成分看，都是由C、H、O、N、P、S、Ca等元素构成的；从分子成分来看，生命体中有蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等多种有机分子。

其中蛋白质都是由20种氨基酸组成；核酸主要由4种核苷酸组成；ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子。

严整有序的结构生命的基本单位是细胞，细胞内的各结构单元（细胞器）都有特定的结构和功能。

生物界是一个多层次的有序结构。

在细胞这一层次之上还有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统等层次。

每一个层次中的各个结构单元，如器官系统中的各器官、各器官中的各种组织，都有它们各自特定的功能和结构，它们的协调活动构成了复杂的生命系统。

各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的，都遵循DNA--RNA--Protein的中心法则。

新陈代谢生物体不断地吸收外界的物质，这些物质在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外。

组成作用（anabolism）：从外界摄取物质和能量，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能。

第十一章物质代谢的相互联系及其调节第一节物质代谢的相互联系一、糖、脂、蛋白质在能量代谢上的相互联系二、糖、脂、蛋白质及核酸代谢之间的相互联系第二节物质代谢的调节一、细胞水平的代谢调节二、激素水平的代谢调节三、整体水平的代谢调节第十一章物质代谢的相互联系及其调节物质代谢、能量代谢与代谢调节是生命存在的三大要素。

生命体都是由糖类、脂类、蛋白质、核酸四大类基本物质和一些小分子物质构成的。

虽然这些物质化学性质不同，功能各异，但它们在生物体内的代谢过程并不是彼此孤立、互不影响的，而是互相联系、互相制约、彼此交织在一起的。

机体代谢之所以能够顺利进行，生命之所以能够健康延续，并能适应千变万化的体内、外环境，除了具备完整的糖、脂类、蛋白质与氨基酸、核苷酸与核酸代谢和与之偶联的能量代谢以外，机体还存在着复杂完善的代谢调节网络，以保证各种代谢井然有序、有条不紊地进行。

第一节物质代谢的相互联系一、糖、脂、蛋白质在能量代谢上的相互联系糖类、脂类及蛋白质都是能源物质均可在体内氧化供能。

尽管三大营养物质在体内氧化分解的代谢途径各不相同，但乙酰CoA是它们代谢的中间产物，三羧酸循环和氧化磷酸化是它们代谢的共同途径，而且都能生成可利用的化学能ATP。

从能量供给的角度来看，三大营养物质的利用可相互替代。

一般情况下，机体利用能源物质的次序是糖（或糖原）、脂肪和蛋白质（主要为肌肉蛋白），糖是机体主要供能物质（占总热量50％～70％），脂肪是机体储能的主要形式（肥胖者可多达30％～40％）。

机体以糖、脂供能为主，能节约蛋白质的消耗，因为蛋白质是组织细胞的重要结构成分。

由于糖、脂、蛋白质分解代谢有共同的代谢途径限制了进入该代谢途径的代谢物的总量，因而各营养物质的氧化分解又相互制约，并根据机体的不同状态来调整各营养物质氧化分解的代谢速度以适应机体的需要。

若任一种供能物质的分解代谢增强，通常能代谢调节抑制和节约其它供能物质的降解，如在正常情况下，机体主要依赖葡萄糖氧化供能，而脂肪动员及蛋白质分解往往受到抑制；在饥饿状态时，由于糖供应不足，则需动员脂肪或动用蛋白质而获得能量。