生物化学第七章优秀课件

生物化学第七章
新陈代谢的概念
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。
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。
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
脂类是类别最多的生物分子。它们主要的结 构用途是形成生物膜，如细胞膜。此外，它 们也可以作为机体能量来源。
糖类
糖类为多羟基的醛或酮，可以以直链或环 的形式存在。
糖类是含量最为丰富的生物分子，具有多 种功能，如储存和运输能量（例如淀粉、 糖原）以及作为结构性组分（植物中的纤 维素和动物中的几丁质）。
维生素
是一类生命所需的微量有机化合物，但细胞自身无法合成。 在人类营养学中，大多数的维生素可以在被修饰后发挥辅酶
的功能；例如，细胞所利用的所有的水溶性维生素都是被磷 酸化或偶联到核苷酸上。 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD，还原形式为NADH）是维 生可素以作B3为（氢俗受称体烟。酸数）百的种一不种同衍类生型物的，脱它氢也酶是可一以种从重它要们的的辅底酶， 物上移去电子，同时将NAD+还原为NADH。而后，这种 还原形式便可以作为任何一个还原酶的辅酶，用于为酶底物 的还原提供电子。 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸在细胞中存在两种不同的形式： NADH和NADPH。NAD+/NADH多在分解代谢反应中发 挥重要作用，而NADP+/NADPH则多用于合成代谢反应中。
无机元素
含量丰富的无机元素都是作为电解质的离子。 体内最重要的离子有钠、钾、钙、镁等金属离子和氯离子、
磷酸根离子以及碳酸氢根离子。 在细胞膜的内外维持准确的离子梯度，可以保持渗透压和
pH值的稳定。 离子对于神经和肌肉组织也同样不可缺少，这是因为这些
组织中的动作电位（可以引起神经信号和肌肉收缩）是由 细胞外液和细胞原生质之间的电解质交换来产生的。 电解质进入和离开细胞是通过细胞膜上的离子通道蛋白来 完成的。例如，肌肉收缩依赖于位于细胞膜和横行小管 （上的离子通道对于钙离子、钾离子和钠离子 的流动的控制。
在无氧条件下，糖酵解过程会生成乳酸盐，即由乳酸脱氢 酶将丙酮酸盐转化为乳酸盐，同时将NADH又氧化为 NAD+，使得NAD可以被循环利用于糖酵解中。
糖类的分解代谢
一旦糖链被分解为单糖后就可以被细胞所吸收。进入细胞 内的糖，如葡萄糖和果糖，就会通过糖酵解途径被转化为 丙酮酸盐并产生部分的ATP。
丙酮酸盐是多个代谢途径的中间物，但其大部分会被转化 为乙酰辅酶A并进入柠檬酸循环。虽然柠檬酸循环能够产 生ATP，但其最重要的产物是NADH－由乙酰辅酶A被氧 化来提供电子并由NAD生成，同时释放出无用的二氧化 碳。
肌肉还可利用ATP所载荷的自由能进行收缩和舒张，完成多种 机械功。
第一节
物质代谢的特点
The Specialty of Metabolism
一、整体性
脂类 糖类
蛋白质
水 无机盐
维生素
消化吸收 中间代谢 废物排泄
• 各种物质代谢之间互有联系、相互依存又各有特点。
动植物和微生物的大部分组成结构是由三 类基本生物分子所构成，这三类分子是氨 基酸、糖类和脂类（通常为称为脂肪）。
消化
淀粉、蛋白质和纤维素等大分子多聚体不能很快 被细胞所吸收，需要先被分解为小分子单体然后 才能被用于细胞代谢。有多种消化性酶能够降解 这些多聚体，如蛋白酶可以将但蛋白质降解为多 肽片断或氨基酸，糖苷水解酶可以将多糖分解为 单糖。
微生物只是简单地分泌消化性酶到周围环境中， 而动物则只能由其消化系统中的特定细胞来分泌 这些酶。由这些位于细胞外的酶分解获得的氨基 酸或单糖接着通过主动运输蛋白被运送到细胞内。
氨基酸和蛋白质
蛋白质是由线性排列氨基酸所组成，氨基酸之 间通过肽键相互连接。
酶是最常见的蛋白质，它们催化代谢中的各类 化学反应。
一些蛋白质具有结构或机械功能，如参与形成 细胞骨架以维持细胞形态。
还有许多蛋白质在细胞信号传导、免疫反应、 细胞黏附和细胞周期调控中扮演重要角色。
脂类
脂肪是由脂肪酸基团和甘油基团所组成的一 大类脂类化合物；其结构为一个甘油分子上 以酯键连接了三个脂肪酸分子形成甘油三酯。
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。
代谢的概念
代谢是新陈代谢的简称，是细胞内发生的各 种化学反应的总称。
糖、脂和蛋白质的合成代谢途径各不相同， 但是它们的分解代谢途径则有共同之处，即 糖、脂和蛋白质经过一系列分解反应后都生 成了酮酸并进入三羧酸循环，最后被氧化成 CO2和H2O，同时释放出蕴藏的能量。
过渡金属
过渡金属在生物体体内通常是作为微量元素 存在的，其中锌和铁的含量最为丰富。
这些金属元素被一些蛋白质用作辅因子或者 对于酶活性的发挥具有关键作用，例如携氧 的血红蛋白和过氧化氢酶。
这些辅因子可以与特定蛋白质紧密结合；虽 然酶的辅因子会在催化过程中被修饰，这些 辅因子总是能够在催化完成后回到起始状态。
核苷酸
DNA和RNA是主要的两类核酸，它们都是由核 苷酸连接形成的直链分子。
核酸分子对于遗传信息的储存和利用是必不可少 的，通过转录和翻译来完成从遗传信息到蛋白质 的过程。
这些遗传信息由DNA修复机制来进行保护，并通 过DNA复制来进行扩增。
一些病毒（如HIV）含有RNA基因组，它们可以 利用逆转录来从病毒RNA合成DNA模板。
这些能量的50%以上迅速转化为热能，用于维持体温，并向 体外散发。
其余不足50%则以高能磷酸键的形式贮存于体内，供机体利 用。体内最主要的高能磷酸键化合物是三磷酸腺苷（ATP）。 此外，还可有高能硫酯键等。
机体利用ATP去合成各种细胞组成分子、各种生物活性物质和 其他一些物质；
细胞利用ATP去进行各种离子和其它一些物质的主动转运，维 持细胞两侧离子浓度差所形成的势能；