1、生物化學 動態部分 什么是新陳代謝？什么是新陳代謝？ 新的來，舊的去新的來，舊的去 花開花落花開花落“長江后浪推前浪，一代新人換舊人長江后浪推前浪，一代新人換舊人” 生化定義生化定義泛指生物與周圍環境進行物泛指生物與周圍環境進行物質與能量交換的過程。是生物體質與能量交換的過程。是生物體物質代物質代謝謝與與能量代謝能量代謝的有機統一的有機統一 1、營養物質的攝取與吸收利用光能的生物（植物、微生物） 食草動物 食腐動物（微生物） 食肉動物（輪回）（輪回）新陳代謝的過程新陳代謝的過程2、將攝取的營養物質和細胞中原有的物質（結構物質或功能物質）分解為機體所需的結構元件或分解供能3、將結構元件裝配成大分

2、子（結構物質、功能物質）4、在物質代謝的同時進行能量代謝主要涉及目前已經清楚的細胞內主要涉及目前已經清楚的細胞內四大物質的合成四大物質的合成與分解與分解。1、 不同生物的代謝不同生物的代謝大同大同小異大同大同 各類生物的物質的代謝途徑十分相似小異小異 也有偏向低等的厭氧生物尚沒有發展出好氧代謝途徑，而高等生物包括好氧細菌都發展出了，但同時保存了厭氧代謝途徑。為什么具有許多相同之處呢？為什么具有許多相同之處呢？共同的祖先！共同的祖先！ 新陳代謝的特點新陳代謝的特點 2、 反應反應步驟繁多步驟繁多，具有嚴格的，具有嚴格的順序性順序性； 3、 與環境相適應，與環境相適應，自動調節；自動調節； 在整體

3、水平進行調節在整體水平進行調節 在細胞水平進行調節在細胞水平進行調節 通過通過酶活性調節酶活性調節來進行調節。（來進行調節。（39章）章）分解代謝：將從外界攝取或機體原有的物質物分解代謝：將從外界攝取或機體原有的物質物質通過一系列的反應步驟變為較小的、較簡質通過一系列的反應步驟變為較小的、較簡單的物質的過程。單的物質的過程。合成代謝：生物利用小分子或大分子結構元件合成代謝：生物利用小分子或大分子結構元件構建自身大分子的過程。構建自身大分子的過程。一、物質的分解代謝與合成代謝一、物質的分解代謝與合成代謝合成合成代謝代謝分解分解代謝代謝生物小分子合成生物大分子生物小分子合成生物大分子一般需要能量一

4、般需要能量一般釋放能量一般釋放能量生物大分子分解為生物小分子生物大分子分解為生物小分子二者相輔相成，研究物質代謝就是研究能量代謝二者相輔相成，研究物質代謝就是研究能量代謝二、能量代謝在新陳代謝中的作用二、能量代謝在新陳代謝中的作用維持生命活動的能量來源維持生命活動的能量來源 光能（太陽能）：植物和某些藻類，通過光能（太陽能）：植物和某些藻類，通過光合作用將光能轉變成生物能。光合作用將光能轉變成生物能。 化學能：動物和多數微生物，通過生物氧化學能：動物和多數微生物，通過生物氧化作用將有機物質存儲的化學能釋放出來，化作用將有機物質存儲的化學能釋放出來，并轉變成生物能。并轉變成生物能。ATPATP是

5、生物體內分布最廣和最重要的一種核苷酸衍生物是生物體內分布最廣和最重要的一種核苷酸衍生物O-POO-NNNNNH2OHHOHHOHHOCH2O-POO-O-POO-三磷酸腺苷 (ATP)非儲存能量的形式,是傳遞能量的形式ATPATP的性質的性質 ATP ATP 分子的最顯著特點是分子的最顯著特點是含有兩個高能磷酸鍵。含有兩個高能磷酸鍵。ATPATP水解時水解時, , 可以釋放出大量可以釋放出大量自由能。自由能。 ATP ATP 是生物體內最重要的是生物體內最重要的能量轉換中間體。能量轉換中間體。ATP ATP 水水解釋放出來的能量用于推解釋放出來的能量用于推動生物體內各種需能的生動生物體內各種需

6、能的生化反應。化反應。 另外： GTP對G蛋白的活化、蛋白質的生物合成、蛋白質的尋靶作用以及蛋白質運轉等過程提供自由能； UTP在糖原合成中起活化葡萄糖分子的作用； CTP在合成磷脂酰膽堿及纖維素等方面有作用。能量源自能量源自能源物質（能源物質（糖、脂、偶爾是蛋白質糖、脂、偶爾是蛋白質）的分解）的分解分 解 代 謝分 解 代 謝氧 化氧 化ADP機械能機械能（運動）（運動）化學能化學能（合成反應）（合成反應）滲透能滲透能（分泌、吸收）（分泌、吸收）電能電能（生物電）（生物電）熱能熱能（體溫維持）（體溫維持）光能光能（生物發光）（生物發光） UTP、GTP、CTP、TTP合成，供能合成，供能AT

7、P三、能量代謝中的其他重要物質1、輔酶和輔酶2、FMN和FAD3、CoA-SH煙酰胺腺嘌呤二核苷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（輔酶輔酶I） NAD+煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （輔酶輔酶）NADP+NCNH2O煙酰胺磷酸磷酸NMPAMPOO傳遞傳遞H？鍵相連鍵相連核苷鍵核苷鍵VB2傳遞傳遞輔酶輔酶A（CoASH）3.5-ADP巰基乙胺巰基乙胺酰胺鍵磷酸二酯鍵泛酸泛酸功能功能酰基轉移酶酰基轉移酶輔酶輔酶，傳遞，傳遞酰基酰基在脂類與糖類代謝在脂類與糖類代謝中中起重要的作用起重要的作用RCH2CH2CH2COOH + ATPRCH2CH2CH2COAMP + PPi脂酰CoA合成酶R

8、CH2CH2CH2COAMP CoASHRCH2CH2CH2COSCoA+ AMP四、代謝的研究方法四、代謝的研究方法代謝的實質是物質在酶的作用下分解或合成，所以代謝代謝的實質是物質在酶的作用下分解或合成，所以代謝的研究內容也即分為兩個方面：的研究內容也即分為兩個方面： 參與的酶參與的酶 物質的變化過程物質的變化過程通過通過巧妙的實驗設計巧妙的實驗設計、嚴密的邏輯推斷嚴密的邏輯推斷與與重復性的驗證重復性的驗證。整體方法（整體方法（in vivo)純化合物排泄物的化學分析典型案例典型案例脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化Knoop的標記化合物實驗的標記化合物實驗 脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化脂肪酸末端甲基接上

9、苯基苯基偶偶數碳FA 苯乙酰-N-甘氨酸（苯乙尿酸）奇奇數碳FA 苯甲酰-N-甘氨酸（馬尿酸） 離體法離體法( (in vitroin vitro) ) 器官、組織或細胞器官、組織或細胞各類組織細胞各類組織細胞各種破碎方法各種破碎方法碎片置于碎片置于試管試管中中向該向該試管試管中加入純化合物（如葡萄糖）分析各類代中加入純化合物（如葡萄糖）分析各類代謝中間產物及酶，邏輯推斷。謝中間產物及酶，邏輯推斷。典型案例典型案例 糖代謝、生物氧化等等糖代謝、生物氧化等等1 1、利用酶的抑制劑利用酶的抑制劑代謝途徑受阻導致代謝中間產物的積累碘乙酸3-磷酸甘油醛脫氫酶氟化鈉烯醇化酶2 2、利用遺傳缺陷癥研究代謝途徑利用遺傳缺陷癥研究代謝途徑參與酶的確定參與酶的確定黑色素是吲哚醌的聚合物黑色素是吲哚醌的聚合物白化病白化病(albinism)缺乏酪氨酸酶苯丙酮尿癥(phenyl ketonuria)尿黑酸尿癥尿黑酸尿癥(alkaptonuria) 尿黑酸氧化酶缺乏，尿黑酸裂環降解受阻，尿黑酸氧化酶缺乏，尿黑酸裂環降解受阻，尿中的尿黑酸經空氣氧化為相應的對醌