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1、Welcometo化學(xué)生物學(xué)!Prof.Dr.YujianHe第三章生物學(xué)的基本概念生物學(xué)學(xué)科的基本理論和重要概念:蛋白質(zhì)，核酸，中心法測(cè)，細(xì)胞和生物膜,糖，維生素與輔酶，激素，生物催化劑，生物氧化和代謝等。糖的生物代謝分解代謝(catabolism)：由大分子(多糖、蛋白、脂類等)不斷降解為小分子(如CO2，NH3，H2O)的過(guò)程合成代謝(anabolism)：由小分子(如氨基酸等)生成大分子(如蛋白質(zhì))的過(guò)程同化作用：把異體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為自體物質(zhì)的過(guò)程（以合成代謝為主）異化作用：把自體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為廢物排至周圍環(huán)境的過(guò)程（以分解代謝為主）★合成代謝不等于同化作用，
2、分解代謝不等于異化作用合成代謝：小變大：需要能量物質(zhì)能量代謝代謝分解代謝：大變?。横尫拍芰课镔|(zhì)代謝與能量代謝的聯(lián)系物質(zhì)代謝三個(gè)階段（1）由復(fù)雜的大分子分解為物質(zhì)基本組成單位的過(guò)程，釋放少量的能量，不能儲(chǔ)存，以熱能散失；（2）由這些基本分子轉(zhuǎn)變?yōu)榇x中間產(chǎn)物，即活潑的二碳化合物——乙酰CoA的過(guò)程，有少量能量（1/3）的釋放，生成ATP；(3)乙酰CoA氧化生成CO2和H2O的過(guò)程，這期間生成的NADH，F(xiàn)ADH2通過(guò)氧化磷酸化過(guò)程，生成大量ATP代謝途徑的特點(diǎn)1、單向性有些反應(yīng)屬于放能反應(yīng)，在生理?xiàng)l件不可逆，故整條代謝途徑不可逆。2、限速酶決定某一代謝途徑反應(yīng)
3、總速度的某幾個(gè)反應(yīng)，稱為限速反應(yīng)，催化該反應(yīng)的酶稱為限速酶。這些反應(yīng)通常不可逆，而且多為第一步反應(yīng)或速度最慢的反應(yīng)。如：糖酵解：己糖激酶；三羧酸循環(huán)：檸檬酸合成酶3、區(qū)域化真核細(xì)胞復(fù)雜的內(nèi)膜系統(tǒng)，使得各個(gè)代謝途徑局限于一定的亞細(xì)胞區(qū)域，互不干擾。如：糖酵解：細(xì)胞質(zhì)；糖原的合成與分解：細(xì)胞質(zhì)；三羧酸循環(huán)：線粒體；RNA、DNA合成：細(xì)胞核；蛋白質(zhì)合成：核糖體4、可調(diào)節(jié)性人體能對(duì)其內(nèi)部的代謝途徑進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)（速度和方向），以維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，保持動(dòng)態(tài)平衡。生物體的能量載體——ATP高能磷酸鍵化合物水解時(shí)，每摩爾釋放出能量大于20KJ/者稱為高能化合物，被水解的化學(xué)
4、鍵稱為高能鍵。ATP分子中β、γ磷酸苷鍵稱為高能磷酸鍵，常以符號(hào)～P表示，而α位的磷酸鍵為低能磷酸鍵，常以-P表示。ATP+H2O→ADP+PiΔG0′=30.5KJ/molADP+H2O→AMP+PiΔG0′=30.5KJ/mol其他高能磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸、氨基甲酰磷酸1、3-二磷酸甘油酸、磷酸肌酸、乙酰磷酸高能硫酯化合物：乙酰輔酶A、脂酰輔酶A含有高能硫酯鍵，由羧基和巰基脫水而成，鍵能為-34.3KJ/mol。ATP的生成方式氧化磷酸化是體內(nèi)ATP生成的主要方式。在電子傳遞過(guò)程中，釋放出的能量使ADP磷酸化生成ATP的過(guò)程，又稱電子傳遞水平磷酸化。
5、底物水平磷酸化糖酵解及三羧酸循環(huán)的反應(yīng)的某些步驟由于脫氫或脫水作用，使代謝物分子內(nèi)部能量從新分布而形成高能化合物（高能磷酸化合物或高能硫酯化合物）然后將高能鍵轉(zhuǎn)移給ADP（GDP）生成ATP（GTP）的反應(yīng)。葡萄糖的代謝葡萄糖在體內(nèi)的分解代謝受供氧狀況影響供氧不足時(shí)：進(jìn)行糖酵解生成乳酸供氧充足時(shí)：進(jìn)行有氧氧化生成CO2和H2O進(jìn)入磷酸戊糖途徑進(jìn)行代謝糖酵解1、概念：在氧供應(yīng)不足的情況下，葡萄糖分解生成乳酸的過(guò)程。2、反應(yīng)的場(chǎng)所：細(xì)胞液中3、反應(yīng)過(guò)程12365498710111、由己糖激酶或葡萄糖激酶催化的磷酸化反應(yīng)，需要Mg2＋參與2、反應(yīng)由ATP提供磷酸基團(tuán)
6、和能量3、反應(yīng)不可逆4、糖酵解途徑中的限速步驟1、反應(yīng)為異構(gòu)化反應(yīng)，由磷酸己糖異構(gòu)酶催化2、是醛糖和酮糖之間的異構(gòu)化，反應(yīng)可逆1、磷酸果糖激酶（變構(gòu)酶）催化的磷酸化反應(yīng)2、需ATP和Mg2+參與3、反應(yīng)不可逆4、為糖酵解途徑中最重要的限速步驟1、反應(yīng)由醛縮酶催化2、生成兩分子的丙糖3、反應(yīng)可逆1、磷酸丙糖異構(gòu)酶催化的異構(gòu)化反應(yīng)2、反應(yīng)可逆1、由3-磷酸甘油醛脫氫酶催化的脫氫氧化2、反應(yīng)中的磷酸基由無(wú)機(jī)磷提供3、反應(yīng)脫下的氫以NAD+為受體(一)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)或稱輔酶I(CoI)。為體內(nèi)很多脫氫酶的輔酶，是連接作用物與呼吸鏈的重要環(huán)節(jié)，分子
7、中除含尼克酰胺(維生素PP)外，還含有核糖、磷酸及一分子腺苷酸(AMP)。NAD+的主要功能是接受從代謝物上脫下的2H(2H++2e)，然后傳給另一傳遞體黃素蛋白。 在生理pH條件下，尼克酰胺中的氮(吡啶氮)為五價(jià)的氮，它能可逆地接受電子而成為三價(jià)氮，與氮對(duì)位的碳也較活潑，能可逆地加氫還原，故可將NAD+視為遞氫體。反應(yīng)時(shí)，NAD+的尼克酰胺部分可接受一個(gè)氫原子及一個(gè)電子，尚有一個(gè)質(zhì)子(H+)留在介質(zhì)中。(二）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)，又稱輔酶Ⅱ(CoⅡ)它與NAD+不同之處是在腺苷酸部分中核糖的2′位碳上羥基的氫被磷酸基取代而成。
8、當(dāng)此類酶催化代謝物脫氫后，其輔酶NAD
