代謝生命的基本過程課件

代謝——生命活動的基本過程一、代謝簡介二、糖類代謝三、脂質(zhì)代謝四、核酸代謝五、蛋白質(zhì)代謝六、代謝調(diào)控本章目錄一切大小事件，從星球的誕生到生物個體的死亡都遵循能量規(guī)律1.生物氧化的特點和過程2.氧化磷酸化3.ATP的特殊作用4.應用舉例5.葉綠體中的能量代謝一、代謝簡介代謝簡介A、生物氧化特點在活體細胞中進行，需酶參加溫和條件復雜的氧化還原過程能量逐步釋放，以ATP形式儲存和轉運1.1生物氧化的特點和過程B生物氧化過程代謝分子H+

e-

O2-H2O+

能量中間載體O2脫氫是被氧化，氫的傳遞就是電子傳遞/v_show/id_XMjY1MjEzMg==.html1.2.氧化磷酸化代謝簡介電子傳遞鏈：

由煙酰胺脫氫酶類、黃素蛋白類、鐵硫蛋白、輔酶Q和細胞色素等五大載體組成NADHNAD+2H++1/2O2H2OADP+Pi線粒體基質(zhì)ATPATP代謝簡介細胞中的電子傳遞鏈1.2.氧化磷酸化外膜外周空間內(nèi)膜基質(zhì)膜外周空間基質(zhì)輔酶Q外膜外周空間完成基質(zhì)電子氫氧H2O開始TCAC機械能--運動化學能--合成滲透能--分泌吸收電能--生物電熱能--體溫光能--生物發(fā)光ATP是生物系統(tǒng)能量交換的中心熒火蟲1.3.ATP的特殊作用代謝簡介代謝簡介1.4.應用舉例——運動與食物葉綠體基質(zhì)光系統(tǒng)2光系統(tǒng)1電子載體類囊體內(nèi)部光子光子NADPH代謝簡介1.5.葉綠體中的能量代謝植物光合作用1、參與植物光合作用的色素葉綠素b胡蘿卜素2、同化作用：植物光和作用，動物攝食3、異化作用的兩種代謝類型：須氧、厭氧C4植物與C3植物從植物進化方面鑒別

C4植物比C3植物高等，是植物進化過程中較晚出現(xiàn)的類型。如玉米、甘蔗、高粱、莧菜等。

C4植物光和作用強而最初產(chǎn)物是3-磷酸甘油酸的植物則稱為三碳植物（C3植物）。二、糖類代謝2.1.糖的生理功能及糖的來源2.2.糖的消化吸收2.3.糖的中間代謝2.4EMP（糖酵解）途徑2.5.三羧酸循環(huán)2.6.其他代謝途徑2.7.糖代謝紊亂引發(fā)的病癥

動物機體主要的能源和碳源

提供70%的能量，神經(jīng)系統(tǒng)、胎兒和乳的合成消耗更多的葡萄糖為氨基酸和脂肪合成提供C的來源葡萄糖(glucose)——運輸形式糖原(glycogen)——貯存形式

2.1.1糖的生理功能2.1.2.糖的來源與去路

糖的來源

綠色植物和光合微生物的光合作用和動物體內(nèi)糖異生2.1.2糖的來源和去路葡萄糖消化吸收異生作用糖原分解氧化供能貯存轉變成其他物質(zhì)口腔胃小腸淀粉-淀粉酶（唾液、胰）麥芽糖麥芽寡糖-糊精麥芽糖酶-糊精酶葡萄糖2.2.1糖的消化(digestion)amylase2.2.2糖的吸收(absorption)

主動吸收，需載體蛋白，耗能，逆濃度梯度葡萄糖的主動吸收2.3.糖的中間代謝2.3.1糖酵解途徑(EMP)2.3.2三羧酸循環(huán)(TCAc)2.3.3磷酸戊糖途徑(HMS)2.3.4糖異生作用2.3.4糖原的合成與分解2.3.5植物體內(nèi)生醇發(fā)酵和乙醛酸循環(huán)糖類代謝糖類代謝葡萄糖6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖ATPADPEE1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥基丙酮1,3-二磷酸甘油酸ATPADPEEENADNADHPiE丙酮酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸烯醇式丙酮酸2ADP2ATPEEH2OEE2ADP2ATP2.4EMP（糖酵解）途徑糖酵解生理意義

是機體相對缺氧時補充能量的一種有效方式（機體缺氧、劇烈運動肌

肉局部缺血等，

能迅速獲得能量。）

某些組織在有氧時也通過糖酵解供能：（成熟紅細胞、視網(wǎng)膜、睪丸、腎髓質(zhì)、皮膚、腫瘤細胞）2.5三羧酸循環(huán)糖類代謝丙酮酸乙酰CoA(2C)草酰琥珀酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸檸檬酸琥珀酰CoA異檸檬酸定義：在有氧條件下，酵解產(chǎn)物丙酮酸被氧化分解成CO2和H2O,并以ATP形式貯備大量能量的代謝系統(tǒng)。3ATPCO21ATP2ATP3ATP加入2C3ATPCO2提供能量，一分子葡萄糖經(jīng)EMP和TCAc徹底氧化成H2O、CO2，可生成38個ATP

糖類代謝2.5三羧酸循環(huán)（意義）為其他物質(zhì)的合成提供C骨架溝通脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等有機物代謝糖酵解電子傳遞2NADH有氧氧化的生理意義是機體獲得能量的主要方式

三羧酸循環(huán)是營養(yǎng)物質(zhì)徹底氧化分解的共同通路

三羧酸循環(huán)是三大物質(zhì)代謝相互聯(lián)系的樞紐糖類代謝2.6.其他代謝途徑磷酸戊糖途徑(HMS)

產(chǎn)生NADPH和核糖糖異生作用

非糖物質(zhì)形成葡萄糖

糖原的合成與分解

主要在肝臟和肌肉細胞中植物體內(nèi)生醇發(fā)酵和乙醛酸循環(huán)糖類代謝2.7糖代謝紊亂引發(fā)的病癥糖原?。禾窃纸夂铣擅傅那啡币鸬脱前Y：胰島素分泌或應用過量高血糖癥及糖尿病血糖的來源和去路間失去動態(tài)平衡欠缺G-6-P酶時表現(xiàn)為肝大，瘦，重低血糖等當血糖濃度低于45mg%時，會出現(xiàn)驚厥和昏迷，稱“低血糖休克”血糖濃度高于120mg%時稱為高血糖。血糖含量超過腎糖閾值（160～180mg%）時，會出現(xiàn)糖尿糖原病糖酵解與有氧氧化的異同點部位：細胞液

細胞液、線粒體需氧情況：不需

需氧終產(chǎn)物：乳酸

CO2+H2O+ATP產(chǎn)能：2ATP

36或38molATP5.關鍵酶：

己糖激酶

丙酮酸脫氫酶系

磷酸果糖激酶

檸檬酸合成酶丙酮酸激酶

異檸檬酸脫氫酶

α-酮戊二酸脫氫酶系6.3-磷酸甘油還原丙酮酸

進入線粒體氧化醛脫下的2H葡萄糖2丙酮酸+2NADH+2H+相同點：不同點：糖酵解有氧氧化第三節(jié)血糖

3.1血糖的來源和去路

3.2、血糖的調(diào)節(jié)3.3糖代謝紊亂血糖4.44～6.67mmol/L食物肝糖原糖異生H2O、CO2、能糖原脂肪、氨基酸、核糖等隨尿排出＞8.89mmol/L消化吸收分解非糖物質(zhì)合成氧化轉變3.1血糖的來源和去路3.2、血糖的調(diào)節(jié)

肝臟調(diào)節(jié)腎臟調(diào)節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)3.2.1肝臟調(diào)節(jié)

進食后——肝糖原合成↑不進食——肝糖原分解↑饑餓時——糖異生作用↑3.2.2腎臟調(diào)節(jié)腎糖閾：腎對糖的重吸收能力——8.89~9.99mmol/L（renalthresholdofsugar）血糖＜腎糖閾：尿中不含葡萄糖血糖＞腎糖閾：出現(xiàn)糖尿3.2.3激素的調(diào)節(jié)血糖水平胰島素腎上腺素胰高血糖素糖皮質(zhì)激素甲狀腺素生長素、胰島素作用減少血糖來源增加血糖去路促進葡萄糖進入細胞內(nèi)代謝促進糖的氧化利用促進糖原合成促進糖轉變?yōu)橹疽种铺窃纸庖种铺钱惿饔媚I上腺素作用

1、促進肝糖原分解成葡萄糖2、促進糖異生3、促進肌糖原酵解成乳酸機理：加強糖的來源3.3糖代謝紊亂（一）低血糖(hypoglycemia)空腹血糖濃度＜3.89mmol/L（二）高血糖(hyperglycemia)空腹血糖濃度＞7.22mmol/L（三）糖尿(glucosuria)空腹血糖濃度＞8.89mmol/L腎糖閾低血糖：空腹血糖＜3.89mmol/L癥狀：頭暈、心悸、出冷汗等嚴重引起腦昏迷原因：

1、饑餓或不能進食2、胰島素分泌過多3、嚴重肝疾患4、內(nèi)分泌異常（一）低血糖(hypoglycemia)(二）高血糖及糖尿高血糖：空腹血糖>7.22mmol/L糖尿：血糖濃度>8.89mmol/L飲食性糖尿、情感性糖尿、腎性糖尿hyperglycemiaglucosuria糖尿?。撼掷m(xù)性高血糖和糖尿類型：胰島素依賴型（Ⅰ型）非胰島素依賴型（Ⅱ型）病因：胰島素缺乏受體數(shù)目減少受體與胰島素的親和力降低（三）糖尿病癥狀：多食、多飲、多尿、體重減輕（三多一少）多食引起血糖升高→尿糖→帶走大量水分而多尿多尿——多食——糖氧化障礙→機體能量不足→感到饑餓而多食多飲——多尿失水過多→引起口渴而多飲體重減輕——糖供能障礙→脂肪、蛋白質(zhì)氧化增加→體重減輕酮癥酸中毒糖尿病時脂肪(fat)動員加強酮體生成過多，超過了肝外組織的氧化能力酮血癥、酮尿癥、酮癥酸中毒等(ketonebodies)酮體：乙酰乙酸(acetoacetate)β-羥丁酸(hydroxybutyrate)

丙酮(acetone)——爛蘋果味道99%，酸性感染肥胖體力活動減少妊娠遺傳環(huán)境因素糖尿病的誘發(fā)因素糖尿病合并癥足趾壞死，足背潰爛，足掌部大面積潰爛，腐肉較多，膿水淋漓，前掌部皮膚紫暗，漸及壞疽舉例：糖尿病壞疽（側位）瞳孔變小

糖尿病導致植物神經(jīng)損害，可影響瞳孔的舒縮功能。糖尿病人的瞳孔較正常人為小，而在眼底檢查時用擴瞳劑效果不佳，放大瞳孔的能力也較正常人差。

來自眼睛的糖尿病信號來自眼睛的糖尿病信號

白內(nèi)障

糖尿病人血中和眼內(nèi)房水的葡萄糖水平均升高，眼內(nèi)糖代謝受到障礙，形成一種稱為山梨醇的物質(zhì)，積聚在晶體內(nèi)，造成晶體纖維腫脹、混濁，形成白內(nèi)障。

近視糖尿病人體內(nèi)大量的糖和鹽隨尿液排出，加上口渴多飲，血液滲透壓降低，房水的滲透壓也隨之下降，使晶狀體膨脹、變厚變凸，屈光度增加形成近視。

視力下降

糖尿病人視神經(jīng)損害或眼底血管病變，使視網(wǎng)膜組織缺氧而形成微血管瘤或視網(wǎng)膜靜脈擴張、白斑、出血、動脈硬化，甚至發(fā)生視網(wǎng)膜剝離，造成視力下降。

1.脂肪的氧化分解2.脂肪酸的從頭合成3.甘油的生物合成4.脂肪的合成

5.脂類代謝紊亂引發(fā)的病癥三、脂質(zhì)代謝北冰洋海象油和脂的區(qū)別1.常溫下油為液態(tài)，而脂一般為固體；2.脂質(zhì)廣泛存在動植物中，而不僅僅是我們常見的油。

脂質(zhì)：儲存能量脂質(zhì)小知識脂質(zhì)代謝3.1脂類的分布脂類甘油三酯類脂分布：脂庫儲存脂（可變脂）分布：各種生物膜基本脂（固定脂）lipidstriacylglycerollipoid（磷脂、膽固醇（酯）等）3.2脂類的生理功能脂肪(fat)儲能和供能防止散熱保持體溫保護固定內(nèi)臟提供必需脂肪酸有助于脂溶性維生素的吸收類脂lipoid各種生物膜的重要組分3.3脂類的消化和吸收膽汁酸鹽膽固醇酯酶磷脂酶A2胰脂酶磷脂脂肪酸、溶血磷脂膽固醇酯脂肪酸、游離膽固醇脂肪酸、一酰甘油脂肪乳化微團重新酯化成甘油三酯等載脂蛋白乳糜微粒淋巴血液血脂的組成與含量組成：甘油三酯（triacylglycerols)、磷脂(phospholipide)、膽固醇(cholesterol)（酯ester）、游離脂肪酸(freefattyacid)含量：甘油三酯1.13mmol/L(100mg/dl)總膽固醇5.17mmol/L(200mg/dl)血脂的來源和去路血脂500mg/dl食物中脂類體內(nèi)合成脂類脂庫動員釋放氧化供能進入脂庫儲存構成生物膜轉變成其他物質(zhì)波動范圍較大3.4、血漿脂蛋白（lipoprotein）血脂的轉運形式：脂蛋白血脂+載脂蛋白質(zhì)游離脂肪酸+清蛋白復合體（疏水）（親水）apolipoprotein（親水）(albumin)3.5.脂肪的氧化分解脂質(zhì)代謝脂肪乙酰CoA甘油脂肪酸氧化3.6.脂肪酸的從頭合成乙酰CoA乙酰CoA間接透過線粒體膜兩種途徑1.與草酰乙酸結合，形成檸檬酸2.轉移到肉毒堿上，形成乙酰肉毒堿脂質(zhì)代謝線粒體基質(zhì)胞液縮合還原脫水再還原可合成到軟脂酸（16C）循環(huán)7次3.6.脂肪酸的從頭合成脂質(zhì)代謝單酰-S-ACP多2C脂酰-S-ACPD型脂酰-S-ACP不飽和酰基-S-ACP單酰-S-ACP=（18?；嵝运嵝粤姿崦福?.6.1.甘油的生物合成3-P-甘油激酶磷酸二羥丙酮α-P-甘油α-P-甘油在磷酸酶作用水解可獲得甘油和磷酸脂質(zhì)代謝材料：還原型輔酶II（NADPH）和乙酰CoA原料：

甘油和脂肪酸4.脂肪的合成脂類代謝的重要場所肝臟脂類代謝脂肪肝形成途徑脂肪肝肝臟脂蛋白不能及時將肝細胞脂肪運出，造成脂肪在肝臟中堆積5.脂質(zhì)代謝紊亂引發(fā)的病癥脂質(zhì)代謝四、核酸代謝1.核酸降解2.中心法則3.DNA的復制4.RNA的轉錄1.核酸降解核酸代謝DNA或RNA→核苷酸→核苷＋磷酸→嘌呤和嘧啶堿＋戊糖－１－磷酸戊糖參與戊糖代謝堿基分解為CO2、H2O，并釋放能量注：DNA或RNA→核苷酸的過程實際上是核酸酶參與的解聚作用２.中心法則核酸代謝３.DNA的復制

核酸代謝方式：半保留復制需RNA引物、DNA聚合酶和四種dNTPA.基本規(guī)律需多種生物大分子參加合成方向：5′→3′遺傳和變異是動物進化的基礎ＤＮＡ復制舊鏈（模板）新鏈核酸代謝B.復制全過程

DNA復制起始

DNA鏈的延長

RNA引物的切除和缺口的填補

DNA片段的連接解鏈起始延長復制起點RNA前體新鏈mRNA老鏈mRNARNA聚合酶A.轉錄的特點４.RNA的轉錄核酸代謝只以DNA分子一條鏈上的基因為模板不需引物,以四種NTP為原料合成方向：5′→3′需聚合酶 B.轉錄的過程核酸代謝1、

RNA聚合酶與DNA模板鏈的結合基因起點DNARNA聚合酶B.轉錄的過程核酸代謝2.

轉錄起始基因3'端模板鏈合成方向基因5'端RNAB.轉錄的過程核酸代謝3.

RNA鏈的延長RNA鏈的延長合成方向B.轉錄的過程核酸代謝4、轉錄終止釋放RNA分子RNA聚合酶脫離染色體端粒的磨損度可以大致預測你的壽命

轉錄翻譯蛋白質(zhì)核酸代謝小結mRNArRNAsRNA五、蛋白質(zhì)代謝1.蛋白質(zhì)的分解2.遺傳密碼3.蛋白質(zhì)的生