深圳大學生物化學下冊代謝總論

1、 biochemistry（part 2） 生物化學（下冊生物化學（下冊）課程考核形式課程考核形式生物科學與生物技術專業(yè)主干課程生物科學與生物技術專業(yè)主干課程專業(yè)必修課程專業(yè)必修課程閉卷考試閉卷考試平時考核平時考核40分，無期中考試，期末考試分，無期中考試，期末考試60分，總分分，總分100分。分。平時考核：考勤平時考核：考勤20分，作業(yè)分，作業(yè)20分分第二十一章第二十一章 生物膜與物質轉運生物膜與物質轉運第二十七章第二十七章 光合作用光合作用第三十二章第三十二章 生物固氮生物固氮不講的章節(jié)：不講的章節(jié)：第二十二章第二十二章 糖酵解作用糖酵解作用第二十三章第二十三章 檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)(ta

2、c)第二十四章第二十四章 生物氧化生物氧化-電子傳遞和氧化磷酸化電子傳遞和氧化磷酸化第二十五章第二十五章 戊糖磷酸途徑戊糖磷酸途徑第二十六章第二十六章 糖原的分解和生物合成糖原的分解和生物合成第二十八章第二十八章 脂肪酸的分解代謝脂肪酸的分解代謝第二十九章第二十九章 脂類的生物合成脂類的生物合成第三十章第三十章 蛋白質降解和氨基酸的分解代謝蛋白質降解和氨基酸的分解代謝第三十一章第三十一章 氨基酸及其重要衍生物生物合成氨基酸及其重要衍生物生物合成第三十三章第三十三章 核酸的降解和核苷酸代謝核酸的降解和核苷酸代謝第三十九章第三十九章 機體代謝調控機體代謝調控重點的章節(jié)：重點的章節(jié)：biochemi

3、stry seeks to explain life in chemical terms.what is biochemistry?生物化學生物化學是研究生命化學的科學，也就是在分子水平是研究生命化學的科學，也就是在分子水平研究和探索生命本質的一門科學。研究和探索生命本質的一門科學。主要采用化學的原理與方法研究生物體分子結構與功主要采用化學的原理與方法研究生物體分子結構與功能，物質代謝與調節(jié)，及其在生命活動中的作用。能，物質代謝與調節(jié)，及其在生命活動中的作用。分子生物學是生物化學的重要組成部分分子生物學是生物化學的重要組成部分生物化學的研究內容生物化學的研究內容1、生物體的化學組成生物體的化學

4、組成（生化上冊，靜態(tài)生化）（生化上冊，靜態(tài)生化） 糖、脂類、蛋白質、核酸（酶、維生素、激素）糖、脂類、蛋白質、核酸（酶、維生素、激素）2、物質代謝及其調控物質代謝及其調控（生化下冊，動態(tài)生化）（生化下冊，動態(tài)生化） 分解代謝分解代謝 新陳代謝新陳代謝 間代謝產物間代謝產物 合成代謝合成代謝 物質代謝伴生能量代謝物質代謝伴生能量代謝3、化學變化與生理功能的關系（機能生化）化學變化與生理功能的關系（機能生化）生物化學的主要任務研究生物體基本物質 化學組成 結構 理化性質 生物功能 結構與功能關系-靜態(tài)生物化學靜態(tài)生物化學生物化學另一個任務是研究物質在生物體內新陳代謝及其規(guī)律。 -動態(tài)生物化學動態(tài)生

5、物化學 生物體內的各種基本物質在生命活動中不斷地進行著互相聯(lián)系、互相制約、互相對立而又統(tǒng)一的多種復雜而又有規(guī)律的化學變化。生物化學的又一任務：研究代謝反應與生理機能的關系。 -機能生物化學機能生物化學它是了解生命現象的重要環(huán)節(jié)之一；生物體尤其是人體具有多種生理功能：肌肉收縮、神經沖動傳導、腺體分泌、視覺、聽覺這些生理機能都是以物質代謝為基礎的。chapter19 brief introduction of metabolism 代謝總論代謝總論1、新陳代謝的有關概念和功能2、分解代謝與合成代謝3、物質代謝與能量代謝4、能量傳遞系統(tǒng)5、代謝的調控6、代謝中常見有機反應機制7、代謝的研究方法第十九

6、章第十九章 代謝總論代謝總論1 代謝的有關概念新陳代謝（metabolism） 營養(yǎng)物質在生物體內所經歷的一切化學變化的總稱。營養(yǎng)物質在生物體內所經歷的一切化學變化的總稱。 生命的重要特征；生命的重要特征；酶催化；動態(tài)性；網絡性；可調控。酶催化；動態(tài)性；網絡性；可調控。代謝中間產物（metabolic intermediates） 代謝過程中連續(xù)轉變的酶促產物統(tǒng)稱。代謝過程中連續(xù)轉變的酶促產物統(tǒng)稱。主要代謝途徑（central metabolism pathways） 代謝網絡中具有共同規(guī)律的途徑。代謝網絡中具有共同規(guī)律的途徑。新陳代謝的功能新陳代謝的功能攝取外界營養(yǎng)物質攝取外界營養(yǎng)物質分解營

7、養(yǎng)物質分解營養(yǎng)物質合成自身物質合成自身物質自身物質轉換自身物質轉換提供能量提供能量functions of metabolism(l) to obtain chemical energy by capturing solar energy or by degrading energy-rich nutrients from the environment. (2) to convert nutrient molecules into the cells own characteristic molecules, including macromolecular precursors,(3) t

8、o polymerize monomeric precursors into proteins, nucleic acids, lipids, polysaccharides, and other cell components(4) to synthesize and degrade biomolecules required in specialized cellular functions (5) to produce energy for all activities of life分解代謝或異化作用分解代謝或異化作用（ catabolism ） 有機營養(yǎng)物（外界和內部）通過系列反應步

9、驟轉變成較小的、較簡單物質的過程。 (carbohydrates, fats, and proteins) are converted into (lactic acid, co2, nh3). 有機大分子釋放能量：atp、 (nadh and nadph). （fmn and fad）2 分解代謝與合成代謝分解代謝與合成代謝（ catabolism and anabolism）合成代謝或同化作用合成代謝或同化作用（ anabolism ）：）：生物體利用小分子或大分子的結構前體構建自身大分子(lipids, polysaccharides, proteins, and nucleic aci

10、ds)的過程生物合成都是需要提供能量(hydrolysis of atp and the reducing power of nadh and nadph )metabolic pathways are sometimes linear，sometimes branched and sometimes even cyclic.cycliclinear spiral form3.物質代謝與能量代謝物質代謝與能量代謝metabolism in the way of substance and energy 3.1物質代謝物質代謝:c和和o的循環(huán)的循環(huán)n的循環(huán)的循環(huán)c和和o的循環(huán)的循環(huán)固氮細菌硝化細

11、菌硝酸鹽,亞硝酸鹽1)能量根本來源:太陽能2)物質代謝和能量代謝密切相關3)能量的形式:自由能、熱和熵4)能量流動的方向性: 物質利用循環(huán) 能量流動單向 物質代謝物質代謝 vs 能量代謝能量代謝4.能量傳遞系統(tǒng) ，生物界的流通貨幣system of energy transmitting 高能磷酸鍵 (1) atp (gtputpctp) 以氫原子和電子形式,傳遞自由能,提供還原力 (2) nad、nadp (3) fmn、fad 硫酯鍵 (4) coaatpatpatp供能供能生物合成生物合成肌肉收縮肌肉收縮營養(yǎng)物質跨膜主動轉運營養(yǎng)物質跨膜主動轉運在在dna、rna、蛋白質等生物合成中，蛋白

12、質等生物合成中，以特殊方式傳遞能量以特殊方式傳遞能量輔酶輔酶和輔酶和輔酶氫原子和電子傳遞氫原子和電子傳遞riboflavinvit b2黃素單核苷酸（黃素單核苷酸（fmn）、）、黃素腺嘌呤二核苷酸黃素腺嘌呤二核苷酸(fad)5.代謝的調控 (the regulation of metabolic pathways )(1) 分子水平分子水平: 底物和產物底物和產物 (反饋和前饋反饋和前饋); 酶活性（酶活性（ 別構別構調節(jié)、共價修飾）調節(jié)、共價修飾） ：基因表達的調控：基因表達的調控 (數量數量)共價修飾(2) 細胞水平細胞水平: 分隔調控分隔調控 絕大多數代謝途徑一般都局限于細胞內的特定區(qū)絕

13、大多數代謝途徑一般都局限于細胞內的特定區(qū)域，也稱為區(qū)室化（域，也稱為區(qū)室化（compartmentation）,區(qū)室化區(qū)室化在在整個代謝的調節(jié)中起著重要的作用。整個代謝的調節(jié)中起著重要的作用。 (3) 整體水平整體水平: 激素和神經激素和神經糖酵解：細胞質中糖酵解：細胞質中三羧酸循環(huán)：線粒體中三羧酸循環(huán)：線粒體中光合作用：葉綠體中光合作用：葉綠體中脂肪酸氧化分解：細胞質中活化，運入線粒脂肪酸氧化分解：細胞質中活化，運入線粒體中分解體中分解脂肪酸的生物合成：細胞質中脂肪酸的生物合成：細胞質中6 代謝中不同的酶促反應（ different enzymecatalyzed reactions in

14、metabolism ）6.1 催化機制：催化機制： 酸堿催化酸堿催化 共價催化共價催化 金屬離子催化金屬離子催化 靜電催化靜電催化6.2 生化反應類型：生化反應類型： 基團轉移基團轉移 氧化還原氧化還原 異構重排異構重排 c-c鍵變化鍵變化均裂異裂基團轉移反應基團轉移反應?；D移?；D移磷?；D移磷酰基轉移葡糖基轉移葡糖基轉移氧化還原反應氧化還原反應消除消除反應反應異構化反應異構化反應分子重排分子重排羥醛縮合反應羥醛縮合反應c-c鍵形成與斷裂鍵形成與斷裂123克萊森酯縮和反應克萊森酯縮和反應氧化脫羧反應氧化脫羧反應7. methods in the study of metabolism研究

15、對象：活細胞（以及病毒、噬菌體）生物材料：大腸桿菌；噬菌體 ；噬菌體t4；酵母；紅色面包酶；玉米；擬南芥芥 ；線蟲；果蠅；斑馬魚；爪蟾；大、小鼠；兔；恒河猴the model-speciesfunctional genomics does not have to be limited to a few select organisms (the model-species)douglas l crawfordhans krebs: the citric acid cycle _ the pigeon breast muscle which was rich in mitochondria.wa

16、rburg o.h.: metabolic principles _a wide range of species hodgkin and huxley: neural conduction _the giant nerve fiber of the squid loligofor his discovery of citric acid cyclefor his discovery of co-afor his discovery of the nature and mode of action of the respiratory enzyme for their discoveries concerning the ionic mechanisms involved in excitation and inhibition in the