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1、第七单元生物氧化一、生物能学的几个概念（一）化学反应中的自由能变化及其意义（二）自由能变化的可加和性在偶联的几个化学反应中，自由能的总变化等于每一步反应自由能变化的总和。因此，一个热力学上 不能进行的反应，可与其它反应偶联，驱动整个反应进行。此类反应在生物体内是很普遍的。 二、高能磷酸化合物高能化合物：水解时释放 5000卡/mol及以上自由能的化合物。高能磷酸化合物：水解每摩尔磷酸基能释放5000cal以上能量的磷酸化合物。（一）高能化合物的类型（二）ATP的特殊的作用1 .是细胞内产能反应和需能反应的化学偶联剂2 .在磷酸基转移中的作用。如已糖激酶：Glc+ATP-G-6-P+ADP。甘油
2、激酶：甘油 +ATP-3磷酸甘油+ADP。（三）磷酸肌酸、磷酸精氨酸的储能作用三、生物氧化、氧化电子传递链和氧化磷酸化作用（一）生物氧化的概念和特点。（二）氧化电子传递过程1 .氧化电子传递链2 .电子传递链的酶和电子载体（1） NA讨口 NADP脱氢酶分别与NAD+或NADP+结合，催化底物脱氢，这类酶称为与 NAD （P）相关的脱氢酶，多数脱氢 酶以NAD +为辅酶，少数以NADP+为辅酶（如G-6-P脱氢酶）少数酶能以NAD +或NADP +两种辅酶（Glu脱氢 酶）。（2） NAD瞅氢酶以及其它黄素蛋白酶类NADH脱氢酶含FMN辅基，铁-硫中心。铁硫中心铁的价态变化（Fe3+-Fe2+
3、）可以将电子从FMN辅基上转移到呼吸链下一成员辅酶 Q上。含有核黄素辅基的酶还包括琥珀酸脱氢酶、脂酰 CoA脱氢酶等。（3）辅酶Q （泛酶）电子传递链上唯一的非蛋白质成分。辅酶 Q在线粒体中有两种存在形式：膜结合型、游离型。辅酶 Q不 仅可以接受FMN上的氢（NADH脱氢酶），还可以接受线粒体FADH 2上的氢（如琥珀酸脱氢酶、脂酰 CoA脱 氢酶以及其它黄素酶类）。（4）细胞色素类细胞色素类是含铁的电子传递体，铁原子处于吓琳的结构中心，构成血红素。细胞色素类是呼吸链中将电子从辅酶Q传递到。2的专一酶类。线粒体的电子传递链至少含有5种不同的细胞色素：b、c、ci、.a、33,细胞色素b有两种存
4、在形式：电62、b566,细胞色素c是唯一可溶性的细胞色素，同源性很强，可作为生物 系统发生关系的一个指标。细胞色素a、a3是以复合物的形式存在，又称细胞色素氧化酶，将电子从细胞色素c传到分子。2。3 .电子传递抑制剂阻断呼吸链中某一部位的电子传递，主要有鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素等，可阻断电子由NADH向CoQ传递。抗霉素A,抑制电子从细胞色素b向细胞色素ci传递。氧化物、硫化氢、叠氮化物、 CO等，阻断 电子从细胞色素as3向O2传递。（三）氧化磷酸化作用1 .几个概念氧化磷酸化作用：电子沿着氧化电子传递链传递的过程中所伴随的将ADP磷酸化为ATP的作用，或者 说是ATP的生成与氧化电子传
5、递链相偶联的磷酸化作用。底物水平磷酸化作用： 是指ATP的形成直接与一个代谢中间物（如PEP）上的磷酸基团转移相偶联的作用。糖酵解中1,3-二磷酸甘油酸，磷酸烯醇丙酮酸。P/O比：一对电子通过呼吸链传至氧所产生的ATP的分子数。NADH f 3ATP, FADH 2- 2ATP呼吸控制：ADP作为关键物质，对氧化磷酸化的调节作用称为呼吸控制。解偶联剂（2.4一硝基苯酚）：电子传递过程和ATP形成过程相分离，电子传递仍可进行，但不能形成ATPO氧化磷酸化抑制剂：抑制 。2的利用和ATP的形成。2 .氧化磷酸化的偶联机理伴随着呼吸链电子传递过程发生的 ATP的合成称为氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物体
6、内的糖、脂肪、蛋 白质氧化分解，并合成ATP勺主要方式。英国生物化学家Peter Mitchell 于1961年提出的关于解释呼吸链电子传递与氧化磷酸化作用偶联机制 的一种假说。其基本观点是：电子经呼吸链传递释放的能量，将质子从线粒体内膜的内侧泵到内膜的外侧 ,在膜两侧形成电化学梯度而积蓄能量，当质子顺此梯度经AT哈成酶F0通道回流时，F1催化ADPT Pi结合，形成ATR NADH H+生物氧化时的磷氧比值为 2.5 , FADH的磷氧比值为1.5。氧化磷酸化作用的机制，已有十 分收入纳入的研究。第八单元 糖代谢分解代谢：酵解（共同途径）、三竣酸循环（最后氧化途径）、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径
7、等。合成代 谢：糖异生、糖原合成、结构多糖合成以及光合作用。可转化成多种中间产物，这些中间产物可进一步转 化成氨基酸、脂肪酸、核昔酸。糖的磷酸衍生物可以构成多种重要的生物活性物质：NAD、FAD、DNA、RNA、ATP。分解代谢和合成代谢，受神经、激素、别构物调节控制。一、糖酵解（一）酵解与发酵1 .酵解（glycolysis ,在细胞质中进行）2 .发酵（fermentation）（二）糖酵解过程（Embden-Meyerhof Pathway , EMP ）（三）糖酵解的能量变化无氧情况下，净产生2ATP （2分子NADH将2分子丙酮酸还原成乳酸）。（四）糖酵解中酶的反应类型氧化还原酶（1
8、种）：3一磷酸甘油醛脱氢酶；转移酶（4种）：己糖激酶、磷酸果糖激酶、磷酸甘油酸激 酶、丙酮酸激酶；裂合酶（1种）：醛缩酶；异构酶（4#）:磷酸Glc异构酶、磷酸丙糖异构酶、磷酸甘油酸 变位酶、烯醇化酶。（五）糖酵解的调节1 .已糖激酶调节别构抑制剂（负效应调节物）：G-6-P和ATP;别构激活剂（正效应调节物）：ADPo2 .磷酸果糖激酶调节（关键限速步骤）抑制剂：ATP、柠檬酸、脂肪酸和H + ,激活剂：AMP、F-2.6-2P; ATP细胞内含有丰富的ATP时，此酶 几乎无活性。高含量的柠檬酸是碳骨架过剩的信号。H+可防止肌肉中形成过量乳酸而使血液酸中毒。3 .丙酮酸激酶调节抑制剂：乙酰C
9、oA、长链脂肪酸、Ala、ATP;激活剂：F-1.6-P。（六）丙酮酸的去路4 .进行糖异生5 .合成氨基酸二、三竣酸循环葡萄糖的有氧氧化包括四个阶段。糖酵解产生丙酮酸（2丙酮酸、2ATP、2NADH ）,丙酮酸氧化脱竣生成乙酰CoA,三竣酸循环（又称柠檬酸循环、Krebs循环），呼吸链氧化磷酸化。（一）丙酮酸脱竣生成乙酰 CoA（二）三竣酸循环（TCA ）的过程1 .反应步骤2 .TCA循环小结（1）总反应式丙酮酸 + 4NAD + + FAD + GDP - 4NADH + FADH 2 + GTP + 3CO2 + H2O乙酰 CoA + 3NAD+ + FAD + GDP - 3NAD
10、H + FADH 2 + GTP + 2co 2 + H2O（2）反应类型一次底物水平的磷酸化、二次脱竣反应，三个调节位点，四次脱氢反应。3个NADH、1个FADH2进入呼吸链。（3）三竣酸循环中碳骨架的不对称反应同位素标记表明，乙酰 CoA上的两个C原子在第一轮TCA上并没有被氧化。被标记的段基碳在第二轮TCA中脱去。在第三轮TCA中，两次脱竣，可除去最初甲基碳的50%,以后每循环一次，脱去余下甲基碳的50%（三）三竣酸循环的代谢调节1 .柠檬酸合酶（限速酶）ATP、NADH、琥珀酰CoA及脂酰CoA抑制此酶。乙酰CoA、草酰乙酸激活此酶。2 .异柠檬酸脱氢酶NADH、ATP可抑制此酶，AD
11、P可活化此酶，当缺乏 ADP时就失去活性。3 . a -酮戊二酸脱氢酶受NADH和琥珀酰CoA抑制。（四）TCA的生物学意义1 .提供能量2 .TCA是生物体内其它有机物氧化的主要途径，如脂肪、氨基酸、糖3 .TCA是物质代谢的枢纽三、乙醛酸循环四、磷酸已糖支路（HMS）（一）反应过程（二）磷酸戊糖途径的调节（三）磷酸戊糖途径与糖酵解途径的协调调节（四）磷酸戊糖途径的生理意义1 .产生大量的NADPH2 .中间产物为许多化合物的合成提供原料3 .是植物光合作用中CO2合成Glc的部分途径4 .NADPH用于供能六、糖的合成代谢（一）糖的异生作用1 .糖异生的证据及生理意义2 .异生途径3 .糖
12、异生途径的前体4 .糖异生和糖酵解的代谢协调调控（三）糖原的合成与分解1 .糖原分解代谢2 .糖原合成代谢第九单元脂类代谢一、脂类的消化、吸收和转运二、甘油三酯的分解代谢（一）甘油三酯的水解（二）甘油代谢3 、脂肪酸的0氧化（一）B氧化学说（二）脂肪酸的B氧化过程1 .脂肪酸的活化（细胞质）2 .脂肪酸向线粒体的转运3 .氧化作用4 .脂肪酸，氧化产生的能量5 . -氧化的调节6 .不饱和脂酸的南化7 .奇数碳脂肪酸的南化四、脂酸的其它氧化途径1 .闹化（不需活化，直接氧化游离脂酸）2 . 3氧化（3端的甲基羟基化，氧化成醛，再氧化成酸）五、酮体的代谢脂肪酸0-氧化产生的乙酰CoA,在肌肉和肝
13、外组织中直接进入 TCA,然而在肝、肾脏细胞中还有另外 一条去路：生成乙酰乙酸、D-，羟丁酸、丙酮，这三种物质统称酮体。酮体在肝中生成后，再运到肝外组织中利用。1 .酮体的生成酮体的合成发生在肝、肾细胞的线粒体内。2 .酮体的利用3 .酮体生成的生理意义4 .酮体生成的调节。五、脂肪酸的合成代谢（一）饱和脂肪酸的从头合成5 .乙酰CoA的转运6 .丙二酸单酰CoA的生成（限速步骤）7 .脂酰基载体蛋白（ACP）8 .脂肪酸的生物合成步骤（二）各类细胞中脂肪酸合成酶系（三）脂肪酸合成的化学计量（从乙酰CoA开始）（四）脂肪酸氧化与合成途径的比较合成（从乙酰CoA开始）氧化（生成乙酰CoA）细胞中
14、部位细胞质线粒体酶系7种酶，多酶复合体或多酶融合体4种酶分散存在酰基载体ACPCoA二碳片段丙二酸单酰CoA乙酰CoA电子供体（受 体）NADPHFAD、 NAD3羟脂酰基构型D型L型对HCO3及柠檬酸的要求要求不要求能量变化消耗7个ATP及14个NADPH , 共49ATP。产生(7FADH2+7NADH-2A TP)共33ATP产物只合成16碳酸以内的脂酸，延长需由 别的酶完成。18碳酸可彻底降解18碳酸可彻底降解（五）脂肪酸合成的调节六、线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长0-酮脂酰-ACP合成酶最多只能接受14碳的酰基，不能接受16碳酰基。因此，从头合成只能合成 16C 软脂酸。1 .线粒
15、体脂肪酸延长酶系2 .内质网脂肪酸延长酶系七、不饱和脂肪酸的合成七、三脂酰甘油的合成O第十单元氨基酸代谢植物、微生物从环境中吸收氨、镂盐、亚硝酸盐、硝酸盐等无机氮，合成各种氨基酸、蛋白质、含氮 化合物。人和动物消化吸收动、植物蛋白质，得到氨基酸，合成蛋白质及含氮物质。有些微生物能把空气 中的N2转变成氨态氮，合成氨基酸。一、蛋白质消化、降解及氮平衡1 .蛋白质消化吸收2 .蛋白质的降解3 .氨基酸代谢库4 .氮平衡食物中的含氮物质，绝大部分是蛋白质，非蛋白质的含氮物质含量很少，可以忽略不计。氮平衡：机体摄入的氮量和排出量，在正常情况下处于平衡状态。即，摄入氮=排出氮。氮正平衡：摄入氮排出氮，部分摄入的氮用于合成体内蛋白质，儿童、孕妇。氮负平衡：摄入氮排出氮。饥钺、疾病。二、氨基酸分解代谢氨基酸的分解代谢主要在肝脏中进行。氨基酸的分解代谢一般是先脱去氨基，形
