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
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