第六章 代謝總論課件

第六章代謝總論

（GeneralIntroductionto

Metabolism)

第六章代謝總論一、新陳代謝的概念

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。包括兩種代謝作用:

分解代謝（catabolism,katabolism），也稱異化作用(disassimilation)

合成代謝（anabolism），也稱同化作用（assimilation）

每種代謝作用都包含兩個(gè)方面：

物質(zhì)代謝（substancemetabolism），物質(zhì)的合成與分解

能量代謝（energymetabolism），能量的轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和釋放

生長(zhǎng)旺盛時(shí)：合成代謝

分解代謝 成長(zhǎng)的生物：合成代謝

分解代謝 衰老或饑餓：合成代謝

分解代謝第六章代謝總論二、代謝作用的特點(diǎn)1．代謝過程所包含的化學(xué)反應(yīng)通常不是一步完成，由一系列的中間代謝過程所組成，反應(yīng)數(shù)目雖多，但有極強(qiáng)的順序性。

2．代謝作用需要溫和的條件，絕大多數(shù)反應(yīng)都由酶所催化。

3．代謝作用具有高度靈敏的自我調(diào)節(jié)。整體水平上，主要靠激素或激素伴同神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行的綜合調(diào)節(jié)細(xì)胞水平上，主要通過胞內(nèi)酶布局的區(qū)域化而實(shí)現(xiàn)分子水平上，主要通過酶的反饋抑制和基因表達(dá)的調(diào)控等實(shí)現(xiàn)第六章代謝總論三、代謝作用中的能量關(guān)系

分解代謝是代謝作用的分解過程，有機(jī)物（糖、脂和蛋白質(zhì)）被轉(zhuǎn)化為更小、更簡(jiǎn)單的終產(chǎn)物（如乳酸、CO2和NH3等），分解代謝釋放能量，部分被轉(zhuǎn)化為ATP和還原的電子載體（NADH、NADPH、FADH2），其余的作為熱量散失。 合成代謝也稱生物合成，小、簡(jiǎn)單的前體物質(zhì)形成更大、更復(fù)雜的分子，如脂、多糖、蛋白質(zhì)和核酸等，合成代謝需要能量的輸入，通常需要ATP分子磷酸酯鍵的轉(zhuǎn)移和還原力（NADH、NADPH和FADH2）。第六章代謝總論

四、代謝研究的對(duì)象

代謝研究所指的活細(xì)胞是一種概括的說法，既來自于單細(xì)胞、也來自于多細(xì)胞生物、還包括病毒和噬菌體等。第六章代謝總論

五、代謝研究的方法

1．飼養(yǎng)動(dòng)物

2．測(cè)定呼吸商（respiratoryquotient,R.Q.）

3．先天性代謝疾病患者不正常代謝的觀察

4．利用微生物的生化突變型

5．切除器官

6．離體試驗(yàn)

7．組織培養(yǎng)（tissueculture）

8．應(yīng)用酶的抑制劑

9．同位素示蹤法（isotopictracertechnique）

10．分部離心技術(shù)第六章代謝總論六、生物被分為自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物

根據(jù)生物由環(huán)境中獲得碳的化學(xué)形式，生物可分為兩大類型：

自養(yǎng)生物(Autotrophs)：可利用大氣中的CO2作為唯一碳源構(gòu)建所有含碳分子，如光合細(xì)菌和高等植物。

異養(yǎng)生物(Heterotrophs)：不能利用大氣中的CO2，必須從環(huán)境中獲得相對(duì)復(fù)雜的有機(jī)碳分子如葡萄糖，如高等動(dòng)物和多數(shù)微生物。第六章代謝總論七、生物圈自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物間氧和二氧化碳的循環(huán)

許多自養(yǎng)生物可進(jìn)行光合作用，利用太陽能作為能量來源，而異養(yǎng)生物通過分解自養(yǎng)生物產(chǎn)生的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物獲得能量。 生物圈中自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物生活在一起，自養(yǎng)生物利用空氣中的CO2建造自己的有機(jī)生物分子，有些還分解水產(chǎn)生O2；反過來異養(yǎng)生物利用這些有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，把CO2排放到大氣中去，有些在氧化反應(yīng)中消耗O2產(chǎn)生水。其中C、O2和H2O在自養(yǎng)和異養(yǎng)間不斷循環(huán)，太陽能是其中的驅(qū)動(dòng)力。第六章代謝總論1、光合自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物二氧化碳和氧的循環(huán)第六章代謝總論2、生物圈中氮的循環(huán)

所有生命體都需要氮源，為合成氨基酸、核苷酸及其他化合物所必需。植物可利用銨或可溶性硝酸鹽作為唯一氮源；但脊椎動(dòng)物的氮源必須是氨基酸或其他有機(jī)化合物；只有少量的生物—藍(lán)細(xì)菌(Cyanobacteria)和與部分植物根部共生的土壤細(xì)菌可以轉(zhuǎn)變（固定）大氣氮為氨；其他細(xì)菌（硝化細(xì)菌）氧化氨生成硝酸鹽和亞硝酸鹽；而另一些細(xì)菌把硝酸鹽轉(zhuǎn)化為N2，在生物圈形成了氮的循環(huán)第六章代謝總論3、生物圈的氮循環(huán)第六章代謝總論八、物質(zhì)循環(huán)需要大量的能量

前面所涉及的物質(zhì)循環(huán)需要大量的能量，開始于光合生物捕獲太陽能并利用太陽能合成富含能量的碳水化合物和其他有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；這些有機(jī)物被異養(yǎng)生物用作能源。在代謝過程及能量轉(zhuǎn)化過程中，有一部分有用能量（自由能）耗失，并有一定數(shù)量的能量不可逆地被轉(zhuǎn)化成了無用能（熱和熵）。與物質(zhì)循環(huán)相