《生物化学与分子生物学》----代谢总论---听课笔记（十四）

第十九章  代谢总论

7.1.1 代谢总论（1）

• 新陈代谢简称代谢，是指生物体与周围环境进行物质和能量交换的过程，也是活细胞内所有化学变化的总称。
• 生物体内酶催化的化学反应是连续的，前一种酶作用的产物往往是后一种酶作用的底物，这种在代谢过程中连续转变的酶促反应产物统称为中间产物或简称代谢物。
• 每种代谢作用都包含两个方面：

1. 物质代谢：物质的合成与分解；
2. 能量代谢：能量的转换、储存和释放。

• 分解代谢：是代谢作用的分解过程，有机物（糖、脂和蛋白质）被转化为更小、更简单的终产物（如乳酸、二氧化碳等），分解代谢释放能量，部分被转化为ATP和还原的电子载体，其余的作为热量散失。
• 合成代谢：也称生物合成，小、简单的前体物质形成更大、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分子磷酸酯键的转移和还原力。
• 自养生物：可利用大气中的二氧化碳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：不能利用大气中的二氧化碳，必须从环境中获得相对复杂的有机碳分子如葡萄糖，如高等动物和多数微生物。
• 许多自养生物可进行光合作用，利用太阳能作为能量来源，而异养生物通过分解自养生物产生的有机营养物获得能量。
• ATP起捕获和贮存能量（传递能量）的作用。
• 能量传递系统：ATP ---> ADP+Pi

7.1.2 代谢总论（2）

• 以ATP形式贮存的能量有以下作用：

1. 提供生物合成所需能量；
2. 机体活动及肌肉收缩所需能量；
3. 营养物跨膜运输所需能量；
4. DNA, RNA，蛋白质等合成中，保证基因信息正确传递。

• 由分解代谢释放出的化学能，除合成ATP外，还以氢原子和电子的形式供给生物合成的需能反应，其中，辅酶I（NAD）和辅酶II（NADP）、FMN和FAD在这一过程中起重要作用。
• 辅酶A在能量代谢中的作用
• 代谢研究的方法：代谢研究主要是对中间代谢的研究。可以在不同的水平上进行，用生物整体的研究称体内研究，用in vivo表示，用组织切片、匀浆、提取液作为材料的研究体称外研究，用in vitro表示。
• 代谢研究的主要方法：

1. 酶抑制剂的应用；
2. 同位素示踪法；
3. 气体测量法；
4. 核磁共振波谱法；
5. 利用遗传缺陷症研究代谢途径。

第二十章  生物能学

7.2.1 生物能学（1）

• 体系：系统、物系，热力学中指研究所涉及全部物质总称。
• 环境：外界，除体系外全部物质总称。
• 一个体系的性质包括：压力、体积、温度、组成、比热、表面张力。
• 一个体系的各种性质确定了，其状态就确定了。
• 体系：开放体系；封闭体系；隔离体系
• 能的两种主要形式：热与功
• 能的表现形式有多种，热与功是两种主要形式，是体系发生变化时与环境交换能量的两种形式。
• 内能、焓、热力学第一定律。
• 热力学第二定律：热的传导只能由高温物体传至低温物体。
• 熵：体系质点散乱无序程度。
• 生物体用于作功的能量正是体内化学反应释放的自由能，生物氧化释放的能量也正是为有机体利用的自由能。它不仅可以用来判断机体内某一过程能否自发进行，而且还可以利用自由能这个函数来计算反应的其他有用参数。
• 化学反应中自由能的变化

7.2.2 生物能学（2）

• 高能化合物：生化反应中，在水解时或基团转移反应中可释放出大量自由能（>21千焦/摩尔）的化合物称为高能化合物。
• 高能化合物：

1. 磷氧键型：ATP、氨甲酰磷酸
2. 氮磷键型：磷酸肌酸
3. 硫酯键型：酰基CoA
4. 甲硫键型：S-腺苷甲硫氨酸