1、第九章 代謝總論,一、有關(guān)概念 二、新陳代謝的特點(diǎn)與調(diào)節(jié) 三、生物體內(nèi)能量代謝 四、新陳代謝的研究方法,一、有關(guān)概念,1.新陳代謝(代謝 Metabolism ) 新陳代謝(metabolism)是指生物體與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的過程，也是活細(xì)胞內(nèi)所有化學(xué)變化的總稱，又稱為代謝。,同一種物質(zhì)，分解代謝和合成代謝途徑一般是不同。使代謝增加了靈活性和應(yīng)變能力。 其過程是高度協(xié)調(diào)、高度整合。 2.代謝過程：消化吸收、中間代謝及代謝產(chǎn)物的排泄。 (底物、中間產(chǎn)物(代謝物 )和最終產(chǎn)物) 3.主要代謝途徑 具有共同規(guī)律的途徑，在生物界具有相當(dāng)普遍性。 4.新陳代謝的功能：獲得營(yíng)養(yǎng)；轉(zhuǎn)變?yōu)樵?；組成

2、大分 子；形成或分解生物分子；提供所需能量。,1.特點(diǎn) 在溫和條件下進(jìn)行(由酶催化)； 步驟繁多、彼此協(xié)調(diào)，逐步進(jìn)行，有嚴(yán)格順序性； 各代謝途徑相互交接 ，形成物質(zhì)與能量的網(wǎng)絡(luò)化交流系統(tǒng)。 精密的調(diào)控機(jī)制保證機(jī)體最經(jīng)濟(jì)地利用物質(zhì)和能量。 各代謝途徑之間存在許多重復(fù)出現(xiàn)的基元(通用活化載體). 2.新陳代謝的調(diào)節(jié) 分子水平、細(xì)胞水平和整體水平?；虮磉_(dá)的調(diào)控。 主要有三個(gè)環(huán)節(jié)： 酶量的調(diào)節(jié)（轉(zhuǎn)錄水平） 酶活性的調(diào)節(jié)（變構(gòu)、共價(jià)） 反應(yīng)底物的調(diào)節(jié),二、新陳代謝的特點(diǎn)與調(diào)節(jié),三、生物體內(nèi)能量代謝,1.代謝的能量來源和轉(zhuǎn)化,生物體是一個(gè)開放體系(open system)，不斷地和環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)與能量的交

3、換。 生物體所需的能量，間接或直接地，都來源于太陽(yáng)能(solar energy)。 自養(yǎng)生物吸收太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，貯存于化合物中；異養(yǎng)生物通過分解這些化合物獲得化學(xué)能。,2.高能化合物的概念,一般將水解時(shí)能夠釋放 21 kJ /mol（5千卡/mol)以上自由能的化合物稱為高能化合物。 高能鍵：在分子中用“”表示。,幾種常見的高能鍵及高能化合物,磷氧鍵型（OP) 氮磷鍵型(-NP) 硫酯鍵型(-CS或-O S) 甲硫鍵型(CH3 S) 這些化合物水解后形成的產(chǎn)物都含有很少的自由能，所以說它們都有很高的基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢(shì)能。,3.高能磷酸化合物,通過磷酸酐鍵水解釋放出大于20.92千焦/摩爾的自由能的

4、有機(jī)磷酸化合物。 磷酸化合物在生物體的換能過程中占有重要地位。 ATP是生物細(xì)胞中最重要的高能磷酸酯類化合物。 ATP的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢(shì)能處于所列磷酸化合物的中間部位。,(1) ATP的結(jié)構(gòu)特性,(2) ATP在能量轉(zhuǎn)運(yùn)中的地位和作用,ATP水解釋放的能量，可推動(dòng)一個(gè)在熱力學(xué)上不利的反應(yīng)，使之能夠順利進(jìn)行。,“共同中間體作用”，傳遞能量 能量代謝實(shí)質(zhì)：ATP的形成與裂解。,(3)磷酸肌酸、磷酸精氨酸的貯能作用,ATP在傳遞能量方面起著轉(zhuǎn)運(yùn)站的作用。成人一日內(nèi)需消耗40kg的ATP，在激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，ATP的利用率每分鐘可達(dá)到0.5 kg。,(4)分解代謝產(chǎn)生ATP (5)ATP的利用,四、新陳代謝的研究方法(在體內(nèi)或體外),1.研究對(duì)象:大腸桿菌、大腸桿菌噬菌體、四膜蟲、小球藻、果蠅、鴿、兔、小鼠、大鼠 2.研究方法： 使用酶的抑制劑：A B C D 利用遺傳缺欠癥：先天性基因的突變，缺乏某一種酶. 同位素示蹤法：常用穩(wěn)定同位素：2H,15N,13C,18O (例： DNA半保留復(fù)制) 常用放射性同位素：3H,32P,14C (例三羧酸循環(huán)) 苯環(huán)化合物示蹤法：苯甲酸和苯乙酸(例：脂肪酸-氧