《代谢引论》PPT课件.ppt

最终成绩:平时 20%期中考试 10%期末考试 70%,生物化学II,第一章 代谢引论,主要内容：介绍新陈代谢的概念和研究方法。,第一节 新陈代谢通论,一、新陈代谢概念二、能量代谢在新陈代谢中的重要地位三、新陈代谢的调节,一、新陈代谢的概念,新陈代谢（metabolism）是生命最基本的特征之一，泛指生物与周围环境进行物质交换、能量交换和信息交换的过程。生物一方面不断地从周围环境中摄取能量和物质，通过一系列生物反应转变成自身组织成分，即所谓同化作用（assimilation）；另一方面，将原有的组成成份经过一系列的生化反应，分解为简单成分重新利用或排出体外，即所谓异化作用（dissimilation），通过上述过程不断地进行自我更新。特点：特异、有序、高度适应和灵敏调节、代谢途径逐步进行,新陈代谢的概念及内涵,小分子 大分子合成代谢（同化作用）需要能量 释放能量分解代谢（异化作用）大分子 小分子,物质代谢,能量代谢,新陈代谢,信息交换,新陈代谢的特点,1、整体性(integration),各种物质代谢之间互有联系，相互依存,消化吸收,中间代谢,废物排泄,2、代谢的可调节性,机体有精细的调节机制，调节代谢的强度、方向和速度,内外环境不断变化,影响机体代谢,适应环境的变化,3、各组织、器官物质代谢各具特色,结构不同,所含有酶系的种类不同、含量不同,不同的组织、器官,代谢途径不同、功能各异,4、各种代谢物均具有各自共同的代谢池,例如：,消化吸收的糖,肝糖原分解,异生的糖,各种组织,血 糖,5、动态平衡,生物体虽然从表面上看，保持着恒定状态，但实际上并不是恒定不变的。生物有机体不断的进行新陈代谢，体内各种物质不断更新。,1952年“动态生物化学”,6、ATP是机体能量利用的共同形式,营养物分解,释放能量,ADP+Pi,ATP,Universal currency of free energy,二、生物界能量传递及转化总过程,太 阳,电子传递,合成,分解,电子传递,光合作用,呼吸作用,生命现象,自养细胞,异养细胞,ATP,ADP,(CH2O)+O2,(CO2)+H2O,ATP,ADP,（光 能）,（电 能）,（化 学 能）,（化 学 能）,（电 能）,（化 学 能）,脂肪,葡萄糖、其它单糖,三羧酸循环,电子传递（氧化）,蛋白质,脂肪酸、甘油,多糖,氨基酸,乙酰CoA,e-,磷酸化,+Pi,小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰CoA等）,共同中间物进入三羧酸循环,氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O，释放出大量能量，其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。,大分子降解成基本结构单位,生物体内能量产生的三个阶段,代谢调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。,单细胞生物主要通过细胞内代谢物浓度的变化，对酶的活性及含量进行调节，这种调节称为原始调节或细胞水平代谢调节。,三、新陈代谢的调节,高等生物 三级水平代谢调节,细胞水平代谢调节（主要是酶水平的调节）,第二节 新陈代谢研究方法,一、同位素示踪法二、酶抑制剂的应用三、气体测量法四、核磁共振波谱法五、利用遗传缺陷症研究代谢途径,一、同位素示踪法,例如：1945年，用14C和15N标记乙酸和甘氨酸证明血红素的全部C和N都来源于甘氨酸和乙酸。,二、酶抑制剂的应用,葡萄糖,ATP,ADP,Mg2+,己糖激酶,6-磷酸葡萄糖,己糖异构酶,6-磷酸果糖,ATP,ADP,Mg2+,6-磷酸果糖激酶-1,1,6-二磷酸果糖,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,+,醛缩酶,碘乙酸,抑制,三、气体测量法,瓦氏呼吸器,谷氨酸,-氨基丁酸+CO2,谷氨酸脱羧酶,工业生产应用：,通过测量CO2的量来监测谷氨酸的含量。,四、核磁共振波谱法（NMR）,核磁共振实验示意图,核磁共振波谱法（NMR）,表明人体代谢随机体的活动发生动态变化，也表明肌肉运动时ATP的恒定水平是磷酸肌酸维持的。,五、利用遗传缺陷症研究代谢途径,e.g.利用红色面包霉精氨酸合成缺陷型研究精氨酸合成途径,A,B,C,D,Arg,E1,E2,E3,E4,精氨酸合成过程中的酶都可能发生突变而导致在不同步骤上的酶缺失。对于这些突变性，只有在培养基中添加有关酶作用的产物，Arg合成才能正常进行，维持正常生长。这类不同的缺陷型使得能一步步阐明精氨酸的生物合成。,