新陈代谢总论与生物氧化用精品PPT课件

从能量角度考虑
➢ 合成反应都是耗能的，分解反应都是放 能的。
➢ 物质分解过程中释放的能量一部分能够 暂时以某种形式储存起来，以备需要时 用于耗能的反应中，主要以ATP的形式 储存，另一部分以热能的形式散失，热 能只能用来维持体温。
ATP中的磷酸键
新陈代谢的特点
1.步骤多，但有序 2.代谢具有控制性和调节性
➢ 递氢体：呼吸链中参与传递H的辅酶或辅基
➢ 递电子体：呼吸链中参与传递电子的辅酶或辅基
呼吸链的组成及作用机理
(1) 烟酰胺脱氢酶类（nicotinamide dehydrogenases)(或称吡啶脱氢酶类，pyridine dehydrogenases)：以NAD NADP为辅酶
(2) 黄素酶类（flavoprotein, flavinlinked dehydrogenase, NADH dehydrogenase)
氧化磷酸化 （Oxidative Phosphorylation)
生物氧化过程中，代谢物脱下的氢经呼 吸链氧化为水时所释放的能量转移给 ADP形成ATP的过程。实际上是氧化作 用与氧化作用过程释放的能量用于形成 ATP过程（磷酸化作用）两种作用的偶 联反应。
组成两条呼吸链： S. NAD+ FP1（FMN) CoQ bc1c(a+a3) 1/2O2
FP2(FAD) S.
呼吸链中传递体排列顺序的依据
➢ 通过每一个传递体的氧化还原电势来确 定
➢ 用分光光度法 ➢ 利用抑制剂来确定
呼吸主链和呼吸支链
➢ 呼吸主链：苹果酸，丙酮酸，柠檬酸等 ➢ 呼吸支链：琥珀酸，脂酰CoA，α-磷酸
➢ 线粒体基质含有丙酮酸脱氢酶复合物和柠檬酸 循环途径、脂肪酸-氧化途径、氨基酸氧化途 径及酵解以外所有能量物质氧化途径。
线粒体结构
生物氧化的方式与特点
1.方式 脱电子、 脱氢 、加氧，本质：电子转移
2.特点 逐步进行，逐步完成，有合适的落差，相互偶 联。 在体温下，在细胞内酶的催化下逐步完成的。 释放的能量大部分储存在ATP中，能量利用率 高。
第七章 新陈代谢总论 与生物氧化
第一节 新陈代谢总论
一、新陈代谢的概念 二、新陈代谢的过程 三、新陈代谢的特点 四、碳和能的来源 五、中间代谢 六、代谢的研究方法
新陈代谢（metabolism)的概念
➢ 是指生物体与外界环境所进行的物质和 能量的交换过程，以及物质与能量在生 物体内的各种存在形式。
➢ 构成电子传递链的电子传递体都是一些 具有氧化还原作用的电子载体。
生物氧化体系—呼吸链
(respiratory chain)
➢ 生物氧化体系解决的是有机物脱氢及氢的去路问 题，即解决有机物是如何通过一系列特异性的酶 催化的反应脱氢、递氢和递电子，把氢交给氧生 成水，并产生ATP的问题。
➢ 定义：又称电子传递链，是指代谢物上脱下的氢 经过一系列递氢体和递电子体的依次传递，最后 传给被激活的氧分子，从而生成水的全部体系， 如同接力棒一样，这种形式的反应——呼吸链。
➢ 例：呼吸作用、生物体的生长、肌肉收 缩、光合作用等。
新陈代谢的过程
➢ 包括物质代谢和能量代谢
➢ 新陈代谢的过程包括营养物质的消化吸收、中 间代谢和代谢产物的排泄等阶段。
➢ 同化作用（anabolism)：由外界到自身，小分 子合成大分子，耗能。例如：光合作用
➢ 异化作用(catabolism)：由自身到外界，大分子 分解成小分子，释放能量。例如：葡萄糖的乙 醇发酵
甘油
电子传递的抑制剂
鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素 抗霉素A 氰化物、硫化氢、叠氮化物、co等
抑制剂的作（底物水平磷酸化） ➢ 氧化磷酸化
底物水平磷酸化 （Substrate Level Phosphorylation)
代谢物质分解过程中，底物分子因脱氢、 脱水等作用，能量在分子内部重排（重 新分布）形成高能磷酸酯键，并通过酶 的作用使ADP形成ATP。
电子传递过程和氧化呼吸链
➢ 生物氧化最终产物：水和CO2 ➢ CO2 :由糖、脂肪和蛋白质等有机物通过
TCA途径转变成含羧基的化合物，然后脱 羧基而生成
➢ 水：通过电子传递过程实现
电子传递过程
➢ 电子从还原型辅酶，通过一系列按照电 子亲和力递增的顺序排列的电子传递体 所构成的电子传递链传递到氧的过程。
➢生物氧化是指糖类、脂类和蛋 白质等在生物活细胞内进行的 一系列的氧化分解作用，最终 生成H2O和CO2,同时释放能量 的过程，又称细胞呼吸或组织 呼吸。
生物氧化发生的场所
➢ Lehninger发现，线粒体是真核生物氧化磷酸 化的场所，开始了生物能传导的新世代。
➢ 线粒体有两层膜结构，外膜对小分子 （Mr5000）和离子为自由透过（通过跨膜通 道）。内膜对大多数小分子及离子不透过（包 括H+），只有内膜上存在特异运输体的物质可 以透过。内膜上含有呼吸链和ATP合成酶。
中间代谢
六、代谢的研究方法
➢ 活体内与活体外实验 ➢ 同位素示踪法 ➢ 代谢途径阻断
第二节 生物氧化 （Biological Oxidation）
一． 生物氧化的概念 二． 生物氧化的特点与方式 三． 电子传递过程和氧化呼吸链 四． ATP 合成的类型 五. 非线粒体氧化体系
生物氧化的概念
➢相当于分解（异化）作用。
整体水平调节、细胞水平调节、分子水 平调节 3.反应是在温和条件下进行的，绝大多数 反应是在酶的作用下完成的 4.反应是在长期的进化过程中逐步形成、 完善的
碳和能的来源
1.碳的来源 自养细胞（CO2）、异养细胞(有机碳化 合物）
2.能的来源 光合作用:光能-生物电能-活跃的化学能稳定的化学能 氧化-还原作用：代谢物-氧还作用-水和 CO2
–黄素单核苷酸（FMN) –黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD) (3) 铁硫蛋白类 (4) 辅酶Q(coenzyme Q, CoQ)(泛醌 ubiquinone) (5) 细胞色素类（cytochromes)
Cytb,Cytc,Cytc1,Cyta1a3
人体组织最普遍最重要的呼吸链
以NAD+(CoI)或NADP+(CoII)为辅酶的脱氢酶 黄素蛋白（黄酶，yellow enzyme, flavoprotein, FP） 辅酶Q(CoQ, 泛醌，ubiquinone) 细胞色素复合物(cytochrome complex)