生物化学(下)1

生物化学（下）主讲李冰冰第一章代谢总论教学目标：1、了解新陈代谢的概念2、了解代谢的特点3、了解代谢的研究对象4、了解代谢的研究方法5、了解生物能学基本概念一、新陈代谢的概念新陈代谢(metabolism)是指营养物质在生物体内所经历的一切化学变化的总称，也称为代谢。包括分解、合成两种代谢作用；每种代谢都包括物质和能量代谢两个方面。分解代谢[catabolism,katabolism]，也称异化作用[disassimilation]，有机营养物质通过一系列反应 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 转变为较小的过程。释放能量合成代谢[anabolism]也称同化作用（assimilation）生物体利用小分子或大分子的结构元件建造成自身大分子的过程。储存能量的过程。一、新陈代谢的概念（续）物质代谢(substancemetabolism)：生物体内发生的物质的合成与分解作用。涉及能量的储存、释放或转移。能量代谢(energymetabolism)：物质代谢中能量的转换、储存和释放。生长旺盛时：合成代谢分解代谢成长的生物：合成代谢分解代谢衰老或饥饿：合成代谢分解代谢新陈代谢的速率自养生物(Autotrophs)：利用大气中的CO2作为唯一碳源构建所有含碳分子，如光合细菌和高等植物。异养生物(Heterotrophs)：不能利用大气中的CO2，必须从环境中获得相对复杂的有机碳分子如葡萄糖，高等动物和多数微生物都是异养生物。新陈代谢与生物类型生物圈中自养生物和异养生物生活在一起，自养生物利用空气中的CO2建造自己的有机生物分子，有些还分解水产生O2；反过来异养生物利用这些有机物作为营养物质，把CO2排放到大气中去，有些在氧化反应中消耗O2产生水。其中C、O2和H2O在自养和异养间不断循环，太阳能是其中的驱动力。自养和异养生物间的代谢关系二氧化碳和氧在自养生物和异养生物间的循环物质循环需要大量的能量，开始于光合生物捕获太阳能并利用太阳能合成富含能量的碳水化合物和其他有机营养物质。这些有机物被异养生物用作能源。代谢过程及能量转化过程中，有一部分有用能量（自由能）耗失，并有一定数量的能量不可逆地被转化成了无用能（热和熵）。与物质循环相比，能量只以一种方式流向生物圈，生物不能再利用以热和熵散失的自由能。物质的（碳、氧、氮）循环是连续的，而能量则不断地被转化为无用的形式。物质循环中的能量转移分解代谢分解有机物[糖、脂和蛋白质]，转化为更小、更简单的终产物[如乳酸、CO2和NH3等]，释放能量，部分被转化为ATP和还原的电子载体[NADH，NADPH和FADH2]，其余的作为热量散失。合成代谢以小或简单的前体物质合成更大、更复杂的分子，如脂、多糖、蛋白质和核酸等，合成代谢需要能量的输入，通常需要ATP和还原力[NADH、NADPH和FADH2]。代谢作用中的能量关系二、能量代谢的重要地位生物体的一切生命活动都需要提供能量太阳能是所有生物最根本的能量来源。具有叶绿素的生物进行光和作用的过程中将光能转化为化学能。异养生物将复杂的营养物质分解代谢，将分子中蕴藏的能量逐步释放出来。自由能：机体中用于做功的能量（ATP）自由能(ATP)的作用提供生物合成时所需要的能量生物机体活动以及肌肉收缩的能量来源营养物质跨膜运动所需要的自由能在保证基因正确传递过程中的递能过程ATP与ADP不断处于动态平衡的周转之中。ATP不是能量的贮存形式，而是一种递能形式。ATP的递能作用ATPADP+PiNAD(P)+的递能作用NADH和NADPHFMN和FAD的递能作用FMN和FAD的递能作用CoA由泛酸、氨基乙硫醇、焦磷酸及3-AMP组成。CoA主要起传递酰基作用，是酰基转移酶的辅酶，携带乙酰时为乙酰CoA，是糖、脂、蛋白等进入TCA的必经之路，也是一些生物合成碳架的载体，在代谢中起重要作用。辅酶A(CoenzymeA,CoA)乙酰CoA在代谢中的作用合成脂肪酸和脂类生成酮体合成固醇类化合物植物及微生物中生糖脂蛋白质氨基酸糖酮体分解代谢和合成代谢间的能量关系三、代谢作用的特点1．代谢过程通常不是一步完成，由一系列的中间代谢（intermediatemetabolic)过程所组成，反应数目虽多，但有极强的顺序性。2．需要温和(mild)的条件，绝大多数反应都由酶所催化。3．具有高度灵敏的自我调节(regulation)。整体水平，激素或激素伴同神经系统进行的综合调节；细胞水平，通过胞内酶布局的区域化而实现；分子水平，主要通过酶的反馈抑制和基因 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达的调控等实现常见代谢反应机制1、基团转移反应酰基转移反应、磷酰基转移、葡糖基转移2、氧化还原反应3、消除、异构化及重排反应消除反应、异构化反应、分子重排反应4、碳-碳键的形成与断裂反应羟醛缩合反应、克莱森缩合反应、氧化脱羧反应四、代谢研究的对象代谢所研究的是生物活细胞中发生的所有的化学反应，这里所指的活细胞是一种概括的说法，既来自于单细胞生物的细胞；也来自于多细胞生物的细胞、组织、器官及整个生物体；还包括病毒和噬菌体等生命体。五、代谢研究的方法1．饲养动物(feedinganimal)2．测定呼吸商（respiratoryquotient,R.Q.）3．代谢疾病(metabolicblock)不正常代谢的观察4．利用微生物的生化突变型（biochemicalmutant)5．切除器官(organexcision)6．离体试验(invitrotest)7．组织培养（tissueculture）8．应用酶的抑制剂(enzymeinhibitor)9．同位素示踪法（isotopictracertechnique）10.分部离心技术(differentialcentrifugation)1．工业(Industry)2．农业(Agriculture)3．医学、药学(MedicineandPharmacology)4．畜牧(Farming)5．食品(Food)6．卫生(Hygiene)代谢研究与其他学科的关系三、生物能学概述1、有关热力学一些基本概念体系与环境：在研究中所涉及的全部物质的总称是体系。 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 体系之外的物质总称为环境。开放体系：与环境之间有物质交换和能量传递的体系。封闭体系：与环境之间只有能量传递而不能发生物质交换的体系隔离体系：与环境之间既无能量传递，也无物质交换的体系。1、有关热力学一些基本概念热与功：热是由于温差而产生的能量传递方式；功是体系与环境间另外一种能量交换方式。热与功是能的两种表现形式。内能和焓：内能是体系内部质点能量的总和（用U表示）；焓是一个体系的内能与其全部分子的压力和体积总变化之和（用H表示）热力学第一定律（能量守恒定律）一个体系及其周围环境的总能量是一个常数。虽然能的形式可以改变但不会消灭。数学表达式：∆U=Q-W热力学第二定律和熵热力学第二定律指出：热的传导只能从高温物体传至低温物体。当热自高温物体传给低温环境时，即把原来集中于高温物体的能量分散到与其相连的环境的质点中。代表体系能量分散程度的状态函数笼统地称为熵。自由能和自由能变化自由能：凡是能够用于做功的能量称之为自由能。生物氧化释放出的能量正是可为机体所用的自由能（G）。自由能变化：在化学反应中，反应物自由能的总和与产物自由能的总和之差就是改反应的自由能变化（∆G）。当一化学反应达到平衡时，这时的自由能变化为“0”. 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 自由能变化和标准生成自由能标准自由能变化：为了计算方便，人们规定一些条件为标准条件，将在此条件下所发生的化学反应的自由能变化称为便准自由能变化（∆G0/∆G0’）。（标准条件：参看教材p28）标准生成自由能：由处于标准状态的最稳定的单质合成标准状态当量化合物时，其标准自由能的变化值。利用标准自由能是状态函数的性质，规定在一大气压下，一定温度时，最稳定的单质的标准自由能为零，这样，在标准状态下，由稳定单质生成1mol纯化合物的∆G0就等于改化合物的标准生成自由能。本章小节1、新陈代谢的概念2、新陈代谢与生物类型及其物质循环3、代谢的特点4、代谢的研究对象5、代谢的研究方法6、生物能基本概念参考书目1、沈同、王镜岩等[北大]《生物化学》[第二版]2、聂剑初等《简明生物化学教程〉