一、代 谢 简 介二、糖 类 代 谢三、脂 质 代 谢四、核 酸 代 谢五、蛋白质代 谢六、代 谢 调 控本章目录一切大小事件,从星球的诞生到生物个体的死亡都遵循能量规律。
1.生物氧化的特点和过程
2.氧化磷酸化
3.ATP的特殊作用
4.应用举例
5.叶绿体中的能量代谢一,代谢简介代谢简介
A,生物氧化特点
在活体细胞中进行,需酶参加
温和条件
复杂的氧化还原过程
能量逐步释放,以 ATP形式储存和转运
1.生物氧化的特点和过程代谢简介
B生物氧化过程代谢分子
H+
e-
O2-
H2O + 能量中间载体
O2
2.氧化磷酸化代谢简介电子传递链:
由烟酰胺脱氢酶类、黄素蛋白类、铁硫蛋白、辅酶 Q和细胞色素等五大载体组成。
NADH NAD+ 2H++1/2O2 H2O
ADP+P
i
线粒体基质 ATP
ATP
FADH2 FAD
NADH
NAD
1ATP 1ATP1ATP
复合物 Ⅰ 复合物 Ⅲ
复合物 Ⅳ
复合物Ⅱ
代谢简介电子传递链
NADH经电子传递链产生 3个 ATP,FADH2产生 2个 ATP
2.氧化磷酸化代谢简介细胞中的电子传递链2.氧化磷酸化外膜外周空间内膜基质膜外周空间基质辅酶 Q
外膜外周空间完成基质电子氢氧
H2O
开始
TCAC
3.ATP的特殊作用
有机分子 +O2+ADP+Pi
ATP+CO2
ATP+H2O ADP+Pi+能量代谢简介机械能 --运动化学能 --合成渗透能 --分泌吸收电能 --生物电热能 --体温光能 --生物发光
ATP是生物系统能量交换的中心荧火虫
3.ATP的特殊作用代谢简介代谢简介
4,应用举例
—— 运动与食物叶绿体基质光系统 2
光系统 1
电子载体类囊体内部光子 光子
NADPH
代谢简介
5.叶绿体中的能量代谢二、糖类代谢
1.糖的来源
2.糖的中间代谢
3.EMP( 糖酵解)途径
4.三羧酸循环
5.其他代谢途径
6.糖代谢紊乱引发的病症糖类代谢
糖的来源绿色植物和光合微生物的光合作用和动物体内糖异生
糖的消化和吸收
1.糖的来源叶绿体
2.糖的中间代谢
糖酵解途径 ( EMP)
三羧酸循环 (TCAc)
磷酸戊糖途径 (HMS)
糖异生作用
糖原的合成与分解
植物体内生醇发酵和乙醛酸循环糖类代谢
3.EMP( 糖酵解)途径
EMP途径的概念
酵母等微生物生醇发酵,丙酮酸由丙酮酸脱羧酶催化,生成乙醛,在乙醇脱氢酶催化下,生成乙醇。
动物和人体不含丙酮酸脱羧酶,丙酮酸由乳酸脱氢酶催化,生成乳酸。
糖类代谢糖类代谢葡萄糖 6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖
ATP ADP
E? E?
1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸二羟基丙酮
1,3-二磷酸甘油酸
ATP ADP
E?
E?
E?
NAD NADH
Pi
E?
丙酮酸
3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 烯醇式丙酮酸
ATP ADP
E?
E?
H2O
E?E?
ATP ADP
3.EMP( 糖酵解)途径丙酮酸脱羧脱氢生成乙酰 CoA
(乙酰 CoA)(丙酮酸 )
糖类代谢
3.EMP( 糖酵解)途径
4.三羧酸循环糖类代谢丙酮酸乙酰 CoA
草酰琥珀酸
α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸柠檬酸琥珀酰
CoA
异柠檬酸定义,在有氧条件下,酵解产物丙酮酸被氧化分解成 CO2和 H2O,并以 ATP形式贮备大量能量的代谢系统 。
3ATP
CO2
1ATP2ATP
3ATP
加入 2C
3ATP
CO2
提供能量,一分子葡萄糖经 EMP和 TCAc彻底氧化成 H2O,CO2,可生成 38个 ATP 。
糖类代谢
4.三羧酸循环(意义)
为其他物质的合成 提供 C骨架
沟通脂质、蛋白质等有机物代谢糖酵解电 子传 递
2NADH
糖类代谢
5.其他代谢途径
磷酸戊糖途径 (HMS)
产生 NADPH和核糖
糖异生作用非糖物质形成葡萄糖
糖原的合成与分解主要在肝脏和肌肉细胞中
植物体内生醇发酵和乙醛酸循环糖类代谢
6.糖代谢紊乱引发的病症
糖原病:
糖原分解合成酶的欠缺引起
低血糖症:
胰岛素分泌或应用过量
高血糖症及糖尿病血糖的来源和去路间失去动态平衡欠缺 G-6-P 酶时表现为肝大,瘦,重低血糖等当血糖浓度低于 45mg%时,
会出现惊厥和昏迷,称
“低血糖休克”
血糖浓度高于 120mg%时称为高血糖。血糖含量超过肾糖阈值( 160~ 180mg%)
时,会出现糖尿糖代谢小结
1.脂肪的氧化分解
2.脂肪酸的从头合成
3.甘油的生物合成
4.脂肪的合成
5.脂类代谢紊乱引发的病症三、脂质代谢北冰洋海象
油 和 脂 的区别
1.常温下油为液态,而脂一般为固体;
2.脂质广泛存在动植物中,
而不仅仅是我们常见的油。
脂质:储存能量脂质小知识脂质代谢
1.脂肪的氧化分解脂质代谢脂肪乙酰 CoA
甘油脂肪酸?
氧化
2.脂肪酸的从头合成乙酰 CoA
乙酰 CoA间接透过线粒体膜两种途径
1.与草酰乙酸结合,
形成柠檬酸
2.转移到肉毒碱上,
形成乙酰肉毒碱脂质代谢线粒体基质胞液缩合还原脱水再还原可合成到软脂酸( 16C)
循环 7次
2.脂肪酸的从头合成脂质代谢单酰 -S-ACP 多 2C脂酰 -S-ACP
D型脂酰 -S-ACP不饱和酰基 -S-ACP
3.甘油的生物合成
3-P-甘油激酶磷酸二羟丙酮 α -P-甘油
α -P-甘油在磷酸酶作用水解可获得甘油和磷酸脂质代谢
材料:
NADPH和乙酰 CoA
原料:
甘油和脂肪酸
4.脂肪的合成脂类代谢的重要场所肝脏脂类代谢脂肪肝形成途径脂肪肝 肝脏脂蛋白不能及时将肝细胞脂肪运出,造 成 脂 肪 在 肝 脏 中 堆 积
5.脂质代谢紊乱引发的病症脂质代谢四、核酸代谢
1.核酸降解
2.中心法则
3.DNA的复制
4.RNA的转录
1.核酸降解核酸代谢
DNA 或 RNA→ 核苷酸 → 核苷+磷酸 →
嘌呤和嘧啶碱+戊糖-1-磷酸
戊糖参与戊糖代谢
碱基分解为 CO2,H2O,并释放能量注,DNA或 RNA→ 核苷酸的过程实际上是 核酸酶参与的解聚作用
2,中心法则核酸代谢
3,DNA的复制核酸代谢
方式:半保留复制
需 RNA引物,DNA聚合酶和四种 dNTP
A.基本规律
需多种生物大分子参加
合成方向,5′→3′
DNA复制旧链(模板)
新链核酸代谢
B.复制全过程
DNA复制起始
DNA链的延长
RNA引物的切除和缺口的填补
DNA片段的连接解链 起始 延长复制起点
RNA前体新链
mRNA
老链
mRNA
RNA聚合酶
A,转录的特点
4,RNA的转录核酸代谢
只以 DNA分子一条链上的基因为模板
不需引物,以四种 NTP为原料
合成方向,5′→ 3′
需聚合酶
B.转录的过程核酸代谢
RNA聚合酶与 DNA模板链的结合基因起点 DNA
RNA聚合酶
B.转录的过程核酸代谢
转录起始基因 3'端模板链合成方向基因 5'端
RNA
B.转录的过程核酸代谢
RNA链的延长
RNA链的延长合成方向
B.转录的过程核酸代谢
转录终止释放 RNA分子 RNA聚合酶脱离转录翻 译蛋白质核酸代谢小结
mRNA rRNA sRNA
五、蛋白质代谢
1.蛋白质的分解
2.遗传密码
3.蛋白质的生物合成
4.肽链合成后的加工蛋白质代谢
1.蛋白质的分解
在蛋白水解酶的作用下,
蛋白质分解为氨基酸,
氨基酸脱氨,形成糖代谢中间产物,进入糖酵解和三羧酸循环,
彻底氧化为 CO2,H2O,
释放能量,
豆和稻中富含各种氨基酸
2.遗传密码密码子的概念密码子的性质
简并性
通用性
非重叠性
方向性
起始密码兼职性蛋白质代谢三个相邻核苷为一组密码子第二密码第一密码第三密码蛋白质代谢
2.遗传密码
氨基酸的活化
蛋白质合成的起始
肽链的延长
肽链合成的终止
3.蛋白质的生物合成蛋白质代谢细胞核氨基酸小亚基大亚基细胞质
RNA
聚合酶
mRNA
核孔
3.蛋白质的生物合成蛋白质代谢
氨基酸的活化
3.蛋白质的生物合成蛋白质代谢
蛋白质合成的起始
3.蛋白质的生物合成蛋白质代谢
肽链的延长
3.蛋白质的生物合成蛋白质代谢
肽链合成的终止
4.肽链合成后的加工
去甲酰化
两个的 Cys-SH氧化成二硫键
羟化反应
多肽链发生折叠蛋白质代谢胰岛素的加工胰岛素前体加工成胰岛素信号肽的位置胰岛素前体胰岛素加工蛋白质代谢
4.肽链合成后的加工蛋白质代谢小结六、代谢调控
酶调节
—— 最基本的调节方式,直接调节生化反应的速率
神经调节
—— 高级的调节方式
激素调节
—— 整合作用生物大分子代谢联系代谢调控总 结一、代 谢 简 介二、糖 类 代 谢三、脂 质 代 谢四、核 酸 代 谢五、蛋白质代 谢六、代 谢 调 控返回总目录