第五章代谢总论与生物能学要点.doc

第五章 代谢总论与生物能学 1.1、代谢和代谢途径的概念 p306 1、代谢（新陈代谢）：机体中各种化学反应（代谢反应）的总称。 3、代谢途径：完成代谢反应的一系列过程。 4、中间代谢：代谢途径中的个别环节、个别步骤。 1.2 、代谢的分类 p306-307 1.3、代谢的特点 1、具方向性 不可逆反应决定了代谢途径进行的方向，为代谢途径的重要调控位点。 2、分解代谢和合成代谢途径不相同。 3、分解代谢和合成代谢过程常在细胞的不同部位进行。 代谢的区域化分布是代谢的一种重要调节方式（细胞水平的调节）。 4、各种代谢途径相互联系，交织成网。 5、调节方式多样、灵活。 P308-309 机体中的代谢可通过酶水平（分子水平，如酶量、酶催化能力的调节），代谢 的区域化分布（细胞水平）、激素和神经（整体水平）等多种方式进行灵活的调节。 代谢途径中，还存在下述常见调节方式： 、反馈抑制作用 p128-129 代谢途径中后面反应的产物对催化前面反应的某个酶的抑制作用。 前馈激活作用 代谢途径中前面反应的产物对催化后面反应的某个酶的激活作用。 ⑶、相反途经酶的协同控制 p308 两条相反途径协调控制的关键是限速酶的协同调节，一条途径的限速酶被激活，相反途径的限速酶活性一定会受到抑制。 1.4、生物能学原理p339-347 1、生物体能量的转换遵循热力学定律 p339-341 ⑴、热力学第一定律（能量守恒定律） 在任何物理和化学变化中，体系中的总能量保持不变。能量可以改变成不同形式，也可以从一个地方输送到另一个地方，但不能创生也不能消灭。 ⑵、热力学第二定律 体系总是趋向于增加紊乱程度。在所有自发过程中，体系的熵增加。但熵增加不一定发生在反应系统本身，可以在其环境中。 2、自由能的概念 p340-341 某一反应体系中，恒温恒压下体系用来做功的那部分能量。用G表示，为一状态函数。 3、自由能的变化-△G p341，p343 对于一个氧化-还原反应体系来说： △G = - nF△E △G：标准自由能变化， n：得失电子数 △E：标准电极电势差 F：法拉第常数 生物化学中，标态下（25℃，1atm，体系中各物质的浓度均为1mol/L，pH7.0） △G0’= - nF△E0’ 常见△E 0’的值： 4、 △G的意义 p341 当△G = 0时，反应处于平衡状态； △G＜0时，反应能自发进行； △G＞0时，反应不能自发进行，需要由环境提供所需的能量后，反应才能进行。 1.5 、机体中能量的转移和利用 1、高能键与高能化合物 p345 ⑴、高能键 在水解反应和 基团转移反应中，可释放出大量能量（Q＞5kcal/mol）的化学键，用“~”表示。 ⑵、高能化合物 含有高能键的化合物。 如高能磷酸化合物，高能硫酯化合物，活性甲硫氨酸（SAM，一碳单位载体）等。 它们水解时的△G 0’值： ⑶、ATP的结构和水解 p345-346 a、ATP的结构 b、ATP的水解 上述反应均可自发进行，不需酶催化。释放出的能量可为需能反应所用。 2、机体中能量转换的方式 ATP循环（能量转换的中心环节） p347 ATP就像能量交换的货币，通过ATP循环，能量即从放能反应传递到了需能反应。 ATP的产生：三途径。 a、 该途径为机体中合成ATP的主要途径。 b、 该途径合成的ATP量少。 底物水平磷酸化：通过底物中高能键的转移（或由高能化合物直接提供能量）形成ATP的过程。 如：由磷酸肌酸形成ATP的过程。 c、 ATP的去路 a、通过ATP的水解为需能反应供能 b、提供活性磷酸基团 i、用于合成磷酸肌酸、磷酸精氨酸，以贮存高能键； ii、合成GTP（蛋白质）、UTP（糖原）、CTP（磷脂），通过高能键的转移为某些反应提供能量。 iii、活化代谢物分子 思考题： 1、什么叫做新陈代谢？代谢途径有何特点？ 2、什么叫做高能键？常见的高能化合物有哪些？ 3、机体中能量代谢的中心环节是什么？ 代谢 合成代谢：小分子 大分子 分解代谢：大分子 小分子 （贮能） （放能） 物质代谢 能量代谢 ATP + H2O ADP + Pi + 7.3kcal/mol ATP + H2O AMP + PPi + 7.7kcal/mol ADP +Pi ATP 氧化磷酸化（参生物氧化） 能源分子氧 化分解供能 ADP ATP 底物水平磷酸化 其它高能磷酸 化合物提供~P ADP ATP 光合磷酸化 太阳能