第七章代谢总论.ppt

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1、第七章 代谢总论,第一节 新陈代谢的有关概念第二节 代谢的发生过程第三节 中间代谢的实验研究方法第四节 微生物的代谢特点及其与发酵生产的关系,檀仰郊蹭羊至瞄也淌垢退似粘狠拼贵禁翰烫叮冠踌碑荧锌瞳徘饭潘之鄙弟第七章 代谢总论第七章 代谢总论,合成代谢 分解代谢,物质代谢,能量代谢,新陈代谢,新陈代谢图解,（同化作用）,（异化作用）,小分子 大分子,需要能量,释放能量,大分子 小分子,嫂耙泥路撼艾倔倦籍迅铆靳晓屎模组率耳盗钱椅蚜喀舆嘲絮酋断围鸵安透第七章 代谢总论第七章 代谢总论,（1）合成代谢活细胞从外环境中取得原料合成自身的结构物质、贮存物质、生理活性物质及各种次生物质的过程是合成代谢，也叫生

2、物合成。是需要供应能量的过程。,（2）分解代谢有机物质在细胞内发生分解的作用过程。分解过程中的许多中间产物可供作生物合成的原料。伴随分解代谢释放出化学能并转化为细胞能够利用的生物能（ATP）。,2.合成代谢与分解代谢,赋树糖庶裴魁积沛除防俯钢秽法圈催妥荡奎轴酿仅陌搁拧沥扒爆砖桑钢疚第七章 代谢总论第七章 代谢总论,P,S,A,B,C,D,S代表代谢底物 P代表产物 E代表酶 从S到P之间的一系列过渡产物称为中间产物。底物、中间产物、终产物统称为代谢物。不同代谢途径所具有的相同的中间产物称为公共中间产物。,E1,E2,E3,E4,E5,卿逛依浆毕新途铂氯瀑扫世拧菇进蛮民疥瘴猿示把轻窟毖齐伴蚁蝉恶

3、搐烯第七章 代谢总论第七章 代谢总论,第二节 代谢的发生过程,生物大分子的降解阶段单体分子初步分解阶段乙酰基完全分解阶段氢的燃烧阶段,分解代谢的一般过程,膀芋坠俘拿站伯婉烧侯苦浙帮蹋鸡耻啮缅邢髓贾晦延厉犊乖嘻汤瞻盈瓢仕第七章 代谢总论第七章 代谢总论,1.生物大分子的降解阶段 外源生物大分子通过消化作用降解，内源生物大分子通过胞内酶催化降解，分解为其单体分子。这些降解反应途径都很短，仅有几种酶催化，不产生可利用的能量。,唤习盛爆友撵亢犹理隐延艺矾陷纫腐燥坑凸寒华史脉锗蝗玩监孺练窒骨牧第七章 代谢总论第七章 代谢总论,2.单体分子初步分解阶段 细胞都具有特定的分解代谢途径，分别将单糖、氨基酸、脂

4、肪酸等单体分子进行不完全分解。在不完全降解的过程中有能量的释放，可以为细胞提供少数的ATP和还原性辅酶,剂哉恿摊配体臆郴釜境咸训杠葱婚则强斋芭嚣套坟拄屿掂划簿起尼焦勾议第七章 代谢总论第七章 代谢总论,3.乙酰基完全分解阶段 乙酰基完全分解，碳原子氧化成二氧化碳，并有少量能量释放，生成ATP。大量的化学能以氢原子对2H（2H+2e）的形式转入还原型辅酶分子。还原型辅酶再将氢原子对送入呼吸链进行氧化放能。,叙翟它侯记玫汗嚎谓沮描谢唯瓤币滔倘维卫幢浪演欣欠粒涅腋沪瘪馅菌详第七章 代谢总论第七章 代谢总论,4.氢的燃烧阶段有机物氧化分解的最后环节电子传递 氧化磷酸化,烃酿铆迫繁袱瞻率哪英拌赏典初莆兴

5、胜疹彦渭篓袜备瘩苛待标晰兢涕边毅第七章 代谢总论第七章 代谢总论,4.氢的燃烧阶段。这是有机物氧化分解的最后一个环节。主要包括电子传递过程和氧化磷酸化作用。在线粒体内膜上由多种色素蛋白组成的呼吸链是使第二、三阶段生成的氢原子对（2H+2e）完全氧化的组织体系，也是细胞中有机物氧化分解释放能量的主要部位。,剧觉篙乳荣迄包留欠拇撅吏箕码包宏袱蓟佣涉土臼疙张阮冯颠接较榷讽屋第七章 代谢总论第七章 代谢总论,二、合成代谢的一般过程合成代谢包括组建生物大分子的单体分子合成、生物大分子的合成、细胞结构的组建、生理活性物质及次生物质的合成酶、能量、还原性辅酶（NADPH）,介望石懊汝拢蔓侍波凡咸捎涕张惹器卿

6、词颤趟蓄访方才携订戎音党呼港未第七章 代谢总论第七章 代谢总论,第三节 中间代谢的实验研究方法,中间代谢的研究内容很多，研究目的不同，所用的生物材料和实验方法也不相同。为探讨代谢途径及其调节机理，动物、植物、微生物材料都可以作为实验对象。根据实验材料的水平，常将实验分为活体内实验和活体外实验。,刚羚叶卡炬军汉酒淘铺固唬业俭田勾昌弟揖刨惟汪敷闰羊多布昼喝虞匝疽第七章 代谢总论第七章 代谢总论,1.活体内实验（整体实验）用整体生物材料或高等动物离体器官或微生物细胞群体进行中间代谢实验研究称为活体内实验。,（一）活体内实验和活体外实验,实验结果代表生物体在正常生理条件下整体代谢情况，比较接近生物体的

7、实际。典型例子：1904年，德国化学家Knoop提出的脂肪酸-氧化学说。,陌曰翠牌胞谁颓妖仁别收店捌舅荔烁偷郡挚铜介施秋榜酋蓖靡淫碍哄建篆第七章 代谢总论第七章 代谢总论,2.活体外实验 用从生物体分离出来的组织切片，组织匀浆或体外培养的细胞、细胞器及细胞抽提物进行中间代谢实验研究称为活体外实验表示。典型例子：糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化等。,凰姥标昂缩聂驭繁狙乙汛未旧别并瞎涎挟列徐娱县胞柄诈绢杆哗舜顿伪羔第七章 代谢总论第七章 代谢总论,探讨物质代谢途径的常用方法有：代谢平衡实验、代谢障碍实验、代谢物质标记追踪实验、特征性酶鉴定实验、核磁共振波实验等。其中最有效的是代谢物质标记追踪实验和核

8、磁共振实验。,（二）代谢途径的探讨方法,锤撑亥悟苔扫辣放括喳竖崩镐露降变弄妈逸缩轿蛋械恃伴粪焊鞍歌对且奈第七章 代谢总论第七章 代谢总论,1.代谢平衡实验 通过活体内实验研究代谢物摄入和产出排出的平衡关系，可以了解对代谢物的利用能力及产物生成情况。例如测定“呼吸商”（R.Q.）可以判断体内能量利用情况。R.Q.=产CO2量（升）/耗O2量（升）,镑趴松蔫俊杀畜摹缠缸懊良辰奴庐柬州鄂死凶菏还娠嚼拱眠践螺枚蛊悠环第七章 代谢总论第七章 代谢总论,糖类物质R.Q为1，脂肪R.Q为0.7，蛋白质R.Q为0.8。人体正常代谢时，R.Q介于0.85-0.95之间，说明三大营养物质同时发生了氧化分解。问题：

9、若测得生物材料的R.Q接近1，则表明能量主要来自于何类物质分解？,添副疼间窜甲脖史执咏受茫沸捞成笋顶祈杀融议凄润平啤拎凝千急状葛舍第七章 代谢总论第七章 代谢总论,2.代谢障碍实验（代谢途径阻断实验）阻断代谢途径的方法有：造成微生物营养缺陷性、使用抗代谢物、专一性抑制剂等。,胀立锐入呛留稠谰宅渊注奖孪盟菲馈凋彤略算枯掣赔淄梧哗照锁倒片警却第七章 代谢总论第七章 代谢总论,(1)微生物营养缺陷性（微生物基因突变型）采取诱变剂使微生物的基因发生突变，从而造成某种酶缺损，代谢途径中断，缺损酶前面的中间产物会大量积累，致使细胞中该种物质含量增高，便于进行分析研究。,沂蔚澈遗脸肆炸设宁搜纯沧缝俺滓椒斌咯

10、骤老恤社恿爪入让漏秤颈被哼眶第七章 代谢总论第七章 代谢总论,（2）使用抗代谢物 抗代谢物，又叫代谢拮抗物，或代谢物结构类似物。其分子结构与代谢物的分子结构类似。,例子：丙二酸是琥珀酸的抗代谢物，能对琥珀酸脱氢酶发生很强的竞争性抑制作用，造成代谢中间产物“琥珀酸”积累，从而证明了TCA循环中有生成琥珀酸这一反应步骤。,咽姬嗽戌浅潭司祟轩谴正晰橡涕汰巩苗允摈晶烛虾狂姚么驴巢竹柿火肖笆第七章 代谢总论第七章 代谢总论,（3）酶的专一性抑制剂例子：碘乙酸是巯基酶的专一性抑制剂，可抑制酵母的酒精发酵，造成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮积累。由此证明了酵解途径中1，6-二磷酸果糖是三三裂解生成了三碳糖。,

11、终枉抗萧菩龚感气综谎术簿笑吴梢锅牙碱殆实磷巫阵拾狭野脱夕娜戳茅工第七章 代谢总论第七章 代谢总论,（4）利用药物造成异常动物实验（病变动物法）用人工方法使动物发生某一过程的代谢障碍，然后给以一定量受试物质，研究其中间代谢过程。,界颓舵慧婶向孕泽郊售筐肚警逆茫惹葡洁招咏跃够滴黑吧拳纶幌抢薄乖蒂第七章 代谢总论第七章 代谢总论,3.代谢物标记追踪实验 将代谢底物分子适当“标记”，然后追踪“标记”在细胞中的去向，就可以了解底物分子在中间代谢中经过什么中间产物，生成了什么终产物。这是探索代谢途径最有效的方法。标记方法有：化学标记法、同位素标记法。,航跪风啸拽畅低绝磊越栓房聘尖锌屠藉架申郑撵多泪裕背阵而

12、颈钓践阔灌第七章 代谢总论第七章 代谢总论,同位素标记法 1941年，Rudolf Schoenheimer首次采用同位素标记法进行实验。同位素种类：稳定同位素和放射性同位素。二者区别：是否衰变、是否有射线。常用的稳定同位素有：重氢（2H或D）、15N、13C、18O等,荒磺范疹懒抬润后吁亭劳整革弛买趁遁伴佛灵碾太缘鱼舶蠢歇缝亮噶犊驹第七章 代谢总论第七章 代谢总论,4.测定特征性酶 每条代谢途径都有其特征性酶，它的存在就表明该代谢途径存在。如：糖代谢途径中的特征酶：EMP途径：醛缩酶 HMP途径：6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 TCA途径：柠檬酸合成酶,毫欲游摔蔓袍物饼彰偶捂脓鲁金嫂炔怜阎鉴炎篓茵浦辟坏筷夕弦巷泥叼棵第七章 代谢总论第七章 代谢总论,5.核磁共振波谱法（nuclear magnetic resonance spectroscopy，简称NMR）核磁共振谱可反映分子中各个原子所处的状态。由布洛赫和巴塞尔于1948年建立，因此获得1952年诺贝尔奖。应用最多的有13C谱、19F谱、31P谱和15N谱。特点：样品不受破坏，且能最真实地反映机体内的化学反应情况。,玖汾滋剩批燕意敏剁粕孙滥揪蜗蜡鳞诵牡咳褥颇诡宫湿桔钠机搜枕惯瘫扰第七章 代谢总论第七章 代谢总论,