第六章代謝總論

（GeneralIntroductionto

Metabolism)

第六章代謝總論一、新陳代謝的概念

新陳代謝(metabolism)是指生物體與周圍環境進行物質和能量交換的過程，也是活細胞內所有化學變化的總稱，又稱為代謝。包括兩種代謝作用:

分解代謝（catabolism,katabolism），也稱異化作用(disassimilation)

合成代謝（anabolism），也稱同化作用（assimilation）

每種代謝作用都包含兩個方面：

物質代謝（substancemetabolism），物質的合成與分解

能量代謝（energymetabolism），能量的轉換、儲存和釋放

生長旺盛時：合成代謝

分解代謝 成長的生物：合成代謝

分解代謝 衰老或饑餓：合成代謝

分解代謝第六章代謝總論二、代謝作用的特點1．代謝過程所包含的化學反應通常不是一步完成，由一系列的中間代謝過程所組成，反應數目雖多，但有極強的順序性。

2．代謝作用需要溫和的條件，絕大多數反應都由酶所催化。

3．代謝作用具有高度靈敏的自我調節。整體水平上，主要靠激素或激素伴同神經系統進行的綜合調節細胞水平上，主要通過胞內酶布局的區域化而實現分子水平上，主要通過酶的反饋抑制和基因表達的調控等實現第六章代謝總論三、代謝作用中的能量關系

分解代謝是代謝作用的分解過程，有機物（糖、脂和蛋白質）被轉化為更小、更簡單的終產物（如乳酸、CO2和NH3等），分解代謝釋放能量，部分被轉化為ATP和還原的電子載體（NADH、NADPH、FADH2），其余的作為熱量散失。 合成代謝也稱生物合成，小、簡單的前體物質形成更大、更復雜的分子，如脂、多糖、蛋白質和核酸等，合成代謝需要能量的輸入，通常需要ATP分子磷酸酯鍵的轉移和還原力（NADH、NADPH和FADH2）。第六章代謝總論

四、代謝研究的對象

代謝研究所指的活細胞是一種概括的說法，既來自于單細胞、也來自于多細胞生物、還包括病毒和噬菌體等。第六章代謝總論

五、代謝研究的方法

1．飼養動物

2．測定呼吸商（respiratoryquotient,R.Q.）

3．先天性代謝疾病患者不正常代謝的觀察

4．利用微生物的生化突變型

5．切除器官

6．離體試驗

7．組織培養（tissueculture）

8．應用酶的抑制劑

9．同位素示蹤法（isotopictracertechnique）

10．分部離心技術第六章代謝總論六、生物被分為自養生物和異養生物

根據生物由環境中獲得碳的化學形式，生物可分為兩大類型：

自養生物(Autotrophs)：可利用大氣中的CO2作為唯一碳源構建所有含碳分子，如光合細菌和高等植物。

異養生物(Heterotrophs)：不能利用大氣中的CO2，必須從環境中獲得相對復雜的有機碳分子如葡萄糖，如高等動物和多數微生物。第六章代謝總論七、生物圈自養生物和異養生物間氧和二氧化碳的循環

許多自養生物可進行光合作用，利用太陽能作為能量來源，而異養生物通過分解自養生物產生的有機營養物獲得能量。 生物圈中自養生物和異養生物生活在一起，自養生物利用空氣中的CO2建造自己的有機生物分子，有些還分解水產生O2；反過來異養生物利用這些有機物作為營養物質，把CO2排放到大氣中去，有些在氧化反應中消耗O2產生水。其中C、O2和H2O在自養和異養間不斷循環，太陽能是其中的驅動力。第六章代謝總論1、光合自養生物和異養生物二氧化碳和氧的循環第六章代謝總論2、生物圈中氮的循環

所有生命體都需要氮源，為合成氨基酸、核苷酸及其他化合物所必需。植物可利用銨或可溶性硝酸鹽作為唯一氮源；但脊椎動物的氮源必須是氨基酸或其他有機化合物；只有少量的生物—藍細菌(Cyanobacteria)和與部分植物根部共生的土壤細菌可以轉變（固定）大氣氮為氨；其他細菌（硝化細菌）氧化氨生成硝酸鹽和亞硝酸鹽；而另一些細菌把硝酸鹽轉化為N2，在生物圈形成了氮的循環第六章代謝總論3、生物圈的氮循環第六章代謝總論八、物質循環需要大量的能量

前面所涉及的物質循環需要大量的能量，開始于光合生物捕獲太陽能并利用太陽能合成富含能量的碳水化合物和其他有機營養物質；這些有機物被異養生物用作能源。在代謝過程及能量轉化過程中，有一部分有用能量（自由能）耗失，并有一定數量的能量不可逆地被轉化成了無用能（熱和熵）。與物質循環相