现代生物学导论第三讲生物的新陈代谢ppt课件

1、一、酶是生物催化剂二、生命世界的能量源泉是太阳能三、生物体主要从有机分子的氧化 获得能量 四、生物体内有一个复杂的代谢网络 生命活动的原动力在于生物体内一刻不停的新陈代谢。经过新陈代谢不断把太阳能或食物中储存的能量，转化为可供生命活动利用的能量，不断制造出各种大、小分子以供生命活动所需求。体内的新陈代谢过程又都是在生物催化剂-酶的催化下进展的。 这一讲先引见酶的性质，然后着重引见生命活动所需的能量，从何而来。至于新陈代谢中产生的大、小生物分子，种类甚多，这里仅引见蛋白质大分子 是如何合成的。 一、酶是生物催化剂一、酶是生物催化剂1 1、酶的催化特点、酶的催化特点催化剂可以加快化学反响的速催化剂

2、可以加快化学反响的速度，酶是生物催化剂，它的突出优点度，酶是生物催化剂，它的突出优点是：是： 催化效率高、催化效率高、 专注性质、专注性质、 可以调理。可以调理。先看看催化效率高先看看催化效率高 用简单的实验证明酶的催化效率：2 H2O2 2 H2O + O22 H2O2 2 H2O + O2铁屑铁屑 肝糜肝糜 肝糜煮肝糜煮 2、酶的化学本质是蛋白质 有的酶仅仅由蛋白质组成，如：核糖核酸酶有的酶除了主要由蛋白质组成外，还有一些金属离子或小分子参与。这些金属离子或小分子是酶活性所必需的，称为辅酶/辅基或辅助因子。如：羧基肽酶以二价锌离子Zn2+为辅助因子又如：过氧化氢酶以铁卟啉环为辅助因子 催化

3、剂只能催化原来可以进展的反响，加快其反响速度。即使对可以进展的反响来说，反响物分子应越过一个活化能才干发生反响。酶作为催化剂的作用是降低活化能。 酶是如何降低活化能的呢 ? 首先需求酶与底物分子结合，酶蛋白构造中有底物结合中心/活性中心。 然后，酶蛋白分子以各种方式，作用于底物分子，使底物分子活化起来。 酶与底物的专注结合，又是酶促反响专注性的表达。q 在代谢途径中调理酶活性q 几个酶或十几个酶前后配合，完q成一系列代谢反响，构成一条代谢途q径。在一条代谢途径中，经常是前一q个酶促反响的底物，便是下一个酶促q反响的底物。一条代谢途径的终产物，有时可与该代谢途径的第一步反响的酶相结合，结合的结果

4、使这个酶活性下降，从而使整条代谢途径的反响速度慢起来。这种情况称为“反响抑制 。 值得留意的是，发生反响抑制时，代谢终产物与酶结合时，是非共价结合，是可逆的。第一个酶有活性第一个酶无活性终产物终产物调理物 结合在调理中心q共价调理 q 有时候，酶蛋白分子可以和一个基团构成共价结合，结合的结果，使酶蛋白分子构造发生改动，使酶活性发生改动。例如，与磷酸根的结合。q这种调理酶活性的情况称为酶的共价调理。q 竞争性抑制q 有的酶在遇到一些化学构造与底物类似的分子时，这些分子与底物竞争结合酶的活性中心，亦会表现出酶活性的降低抑制。这种情况称为酶的竞争性抑制。 竞争性抑制剂在构造上与底物类似对氨基苯甲酸细

5、菌生长因子对氨基苯磺酸磺胺药 磺胺类药物 竞争性抑制细菌体内的酶 1、 生物体的代谢反响分为物质代谢和能量代谢两个侧面。每一个反响都有两个侧面： 物质代谢由底物分子变成产物分子 能量代谢耗费能量或释放能量n 氨基酸 + 能量 蛋白质2 丙酮酸 + 能量 葡萄糖 从小分子合成大分子需求耗费能量。葡萄糖 2 丙酮酸 + 能量从大分子分解为小分子会释放能量。2、ATP是生物体能量流通的货币一个代谢反响释出的能量贮入ATP，ATP所贮能量供另一个代谢反响耗费能量时运用。4、太阳能是整个生命世界的能量源泉 绿色植物和光合细菌把太阳能转变为化学能，利用太阳能合成有机物；除了维持本身的生存还为其他生物提供食

6、物。食物链 绿色植物和光合细菌利用太阳能的过程称为光协作用。 生物体把能量用在生命活动的各个方面叶绿体中的叶绿素是进展光协作用必不可少的成份。在叶绿体中进展的光协作用，又可以分为两个步骤：光反响：在叶绿素参与下，把光能用来劈开水分子，放出O2，同时呵斥两种高能化合物 ATP和 NADPH。暗反响：把 ATP 和 NADPH 中的能量，用于固定 CO2，生成糖类化合物。这个过程不需求光。吸收光能靠叶绿素1、有机物氧化释放能量一支火柴的熄灭是纤维素氧化C6H12O6n + O2 n CO2 + nH2O + 能量 纤维素 氧 温度 光和热 可燃物生物体也进展类似的反响C6H12O6n + O2 n

7、 CO2 + nH2O + 能量 淀 粉 氧 酶 ATP 氧化底物 把火柴熄灭和生物体内氧化相比，根本原那么是类似的有机物氧化释放出能量。有哪些不同？ A、生物体内氧化比熄灭过程缓慢的多，不是 猛然地发出光和热。B、生物体内氧化在水环境中进展。C、生物体内的氧化由酶催化。D、生物体内氧化分步骤进展，产生能量 储存在 ATP 中。2、生物体内氧化分步骤进展淀粉葡萄糖丙酮酸CO2+H2OATPA、 糖酵解途径六个碳的葡萄糖分解为两个三碳的丙酮酸，净得两个ATP，同时还产生 NADH。 糖酵解途径可以在无氧情况下进展， 但是要处理NADH变回到NAD问题。B、 三羧酸循环 三羧酸循环一定需求氧才干进

8、展。在三羧酸循环中脱下的氢，构成NADH 和 FADH2，然后再逐渐传送给氧。丙酮酸三个二氧化碳三个二氧化碳三羧酸循环C、 呼吸链脱下的氢可以看作是电子加上质子 2H 2e 2H在呼吸链起端，电子处在高能程度，传送到 O2 时，处于低能程度。传送过程中释出的能量，用于产生 ATP。 总之，一个葡萄糖分子经过： 无氧 糖酵解途径 丙酮酸 2个 ATP 有氧 糖酵解途径、 三羧酸循环途径、 呼吸链 完全氧化 36个 ATP CO2 和 H2O生物体可利用各种有机分子作燃料。 除了葡萄糖，其他生物分子，包括脂类、氨基酸、核苷酸等，都可以经过三羧酸循环途径，彻底氧化为 CO2 和 H2O ，同时产生能

9、量。 对于人体来说，最适宜的燃料是葡萄糖。列。列。 蛋白质合成的第一步，由DNA 指点mRNA信使 RNA的合成。DNA中的遗传信息经过转录表达在 mRNA 分子中核苷酸陈列次序中。 蛋白质合成的第二步，由 mRNA 指点蛋白质合成。mRNA 中携带的遗传信息经过转译转而表达为蛋白质大分子中氨基酸的陈列次序。 转录 核苷酸序列核苷酸序列 转译 核苷酸序列氨基酸序列 mRNA合成需求： 以四种三磷酸核苷为原料 ATP、GTP UTP、CTP； 以 DNA大分子中的一段为模板； 由 RNA 聚合酶催化。 总反响式： NTPnDNA mRNADNA mRNA 的合成在细胞核内进展； 然后，mRNA

10、从核内移至细胞质中。酶 mRNA 分子中每三个核苷酸序列决议一个氨基酸，这就是通常所说的三联密码子。 与遗传密码子相对应的反密码子在转运RNAtRNA分子中。 tRNA 的二级构造呈三叶草形，它的义务是搬运氨基酸。在tRNA分子中，一方面联接着被搬运的氨基酸，另一方面经过反密码子把氨基酸安顿到适宜的位置上去。 5、 蛋白质合成的第二步需依托核糖体 核糖体由蛋白质和 RNA 组成，后者称为: 核糖体 RNArRNA。在细胞质中，mRNA 先与核糖体结合。蛋白质合成第一个 tRNA 把一个氨基酸放在肽链起始位置上；另一个 tRNA带来第二个氨基酸。 第一个氨基酸以羧基联到第二个氨基酸上，构成肽键。 核糖体向右移三个核苷酸位置，第一个 tRNA零