生化-第五章代謝總論與生物氧化(已修改)
2025-01-28 10:35 本頁面
【正文】 第五章 新陳代謝總論與生物氧化 第一節(jié) 新陳代謝總論 第二節(jié) 生物氧化 第一節(jié) 新陳代謝總論 一、 新陳代謝的概念 新陳代謝 合成代謝 （同化作用） 分解代謝 （異化作用） 生物小分子合成為 生物大分子 需要能量 釋放能量 生物大分子分解為 生物小分子 能量代謝 物質(zhì)代謝 新陳代謝的共同特點(diǎn)： 1. 由酶催化，反應(yīng)條件溫和。 2. 諸多反應(yīng)有嚴(yán)格的順序，彼此協(xié)調(diào)。 3. 對周圍環(huán)境高度適應(yīng)。 二、 新陳代謝的研究方法 1. 活體內(nèi) (in vivo)與活體外實(shí)驗(yàn) (in vitro) 2. 同位素示蹤法 3. 代謝途徑阻斷法 4. 遺傳缺欠癥及動(dòng)物模型等方法 三、 生物體內(nèi)能量代謝的基本規(guī)律 自由能：生物體（或恒溫恒壓）用以作功的能量。在沒有作功條件時(shí)，自由能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軉适А? ΔG = ΔH TΔS 對于 A + B ←→ C + D ΔG176。 = RT lgK K = [C][D] / [A][B] 四、 高能化合物與 ATP的作用 高能化合物 磷酸化合物 非磷酸化合物 磷氧型 磷氮型 硫酯鍵化合物 甲硫鍵化合物 烯醇磷酸化合物 ?；姿峄衔? 焦磷酸化合物 一般將在生物體內(nèi)水解某物質(zhì) 1mol時(shí)，能釋放超過 21 kJ /mol（ 5kCal/mol)以上自由能（ ?G?′ 21 kJ / mol）的化合物稱為高能化合物。 生物體內(nèi)只有這些物質(zhì)才能直接將能量傳遞給 ATP （ 1）烯醇式磷酸化合物 (例 ) 磷氧型高能磷酸化合物： kJ/mol (2)?；姿峄衔?（例） kJ/mol （ 3）焦磷酸化合物 （例） ATP（三磷酸腺苷） kJ/mol 焦磷酸 kJ/mol 磷氮型高能磷酸化合物： kJ/mol (1) 硫酯鍵型高能化合物 （例） 非磷酸高能化合物： 乙酰輔酶 A – kJ/mol (2) 甲硫型高能化合物 （例） – kJ/mol O N N N N NH2 H H OH H O OP ~ O O O O P ~ OPOCH2 O O OH ? ? ? ATP的特殊作用 作用：是能量的攜帶者或傳遞者，而非貯存者，是能量貨幣 ATP是生物細(xì)胞內(nèi)能量代謝的偶聯(lián)劑 ATP ＋ H2O → ADP ＋ Pi 其 ΔG0′= ／ mo1； 當(dāng) ADP ＋ Pi → ATP 時(shí)， 也需吸收 ／ mol的自由能 磷酸肌酸（脊椎動(dòng)物）和磷酸精氨酸（無脊椎動(dòng)物）是能量的貯存形式 肌酸磷酸激酶 第二節(jié) 生物氧化 ——有機(jī)物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的氧化作用。 又稱組織呼吸或細(xì)胞呼吸。 ★ 在整個(gè)生物氧化過程中，有機(jī)物質(zhì)最終被氧化成 CO2和 H2O，并釋放出能量形成 ATP。 一、 生物氧化的特點(diǎn) （一）氧化還原的本質(zhì) ——電子轉(zhuǎn)移 電子轉(zhuǎn)移的主要形式： 1. 直接的電子轉(zhuǎn)移 Fe2+ + Cu2+ ? Fe3+ + Cu+ 1. 在細(xì)胞內(nèi)，于體溫、近于中性的含水環(huán)境中由酶催化。 2. 能量逐步釋放，部分存于 ATP中。 3. 分為線粒體氧化體系和非線粒體氧化體系。 2. 氫原子的轉(zhuǎn)移 AH2 + B ? A + BH2 ( H ? H + + e ) 3. 有機(jī)還原劑直接加氧 RH + O2 + 2H+ + 2e ? ROH + H2O （二）生物氧化的特點(diǎn) (1) 直接脫羧 (2)氧化脫羧 ：在脫羧過程中伴隨著氧化（脫氫） CH3CCOOH O CH3CHO + CO2 丙酮酸脫羧酶 （ α脫羧） 丙酮酸 HOOCC H2C COOH 丙酮酸羧化酶 CH3CCOOH + CO2 O O （ β 脫羧） 草酰乙酸 生物體內(nèi) CO2的生成來源于有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)?含羧基化合物的脫羧作用 。 二、 生物氧化中 CO2的生成 三、生物氧化中 H2O 的生成 生物氧化作用主要是通過脫氫反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。 代謝物脫下的氫經(jīng)生物氧化作用和吸入的氧結(jié)合生成水。 在生物氧化中，碳的氧化和氫的氧化是非同步進(jìn)行的。 生物體主要以 脫氫酶 、傳遞體及氧化酶 組成生物氧化體系，以促進(jìn)水的生成。 HOOCCH2CHOHCOOH NADP+ NADPH + H+ O 蘋果酸 CH3CCOOH + CO2 氧化型 2H+ MH2 M 氧化型 還原型 (2H) 遞氫體NAD+,NADP+, FMN,FAD,COQ 還原型 遞電子體 Cyt b, c1, c, aa3 2e 189。 O2 O2 H2O 脫氫酶 氧化酶 概念 ? 代謝物上的氫原子被脫氫酶激活脫落后，經(jīng)一系列傳遞體，最后 （將質(zhì)子和電子） 傳遞給氧而生成水的全部體系，稱呼吸鏈(respiratory chain)。此體系也稱電子傳遞體系或電子傳遞鏈 (electron transfer chain)。 ? 由于參與這一系列催化作用的 酶 和 輔
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