催化剂
酶
无
能量释放的速度
缓慢
快速
能量释放的形式 主要以生成ATP等高
热
能化合物的形式释放
产生CO2与H2O 进行广泛的加水脱氢 氧直接与碳、 的方式 反应，间接得氧，脱 氢结合，生
下的氢与氧结合成水；成CO2与H2O。
有机酸脱羧产生CO2。
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OO== O=
O= O=
生物氧化中CO2的生成方式： 有机酸脱羧
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4. 测定特征性酶
每条代谢途径都有其特征性酶，它的存在 就表明该代谢途径存在。
糖代谢途径的特征性酶：
EMP途径：醛缩酶 HMP途径：6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 TCA循环：柠檬酸合成酶
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第三节 生物氧化 Biological Oxidation
一、概念
物质在体内的氧化分解过程，主要是糖、脂、 蛋白质等在体内分解时逐步释放能量、最终生 成二氧化碳和水的过程。
600g×10min 15,000g×5min 100,000g×60min
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研究代谢途径的方法
1. 代谢平衡实验
通过体内实验研究代谢物摄入和产物排出 的平衡关系。例如测定呼吸商可判断体内能量 来源。
R.O. =
产CO2量（L） 耗O2量（L）
糖、脂、蛋白质等营养物质在体内氧化分解需要消 耗O2，放出CO2，CO2与O2的体积比称为呼吸商。
S e1 A e2 B e3 C e4 D e5 P
7
代谢作用的特点
代谢过程所包含的化学反应通常不是一步完成， 由一系列的中间代谢过程所组成，反应数目虽多， 但有极强的顺序性。
代谢作用需要温和的条件，绝大多数反应都由酶 所催化。
代谢作用具有高度灵敏的自我调节。
整体水平上，主要靠激素或激素伴同神经系统进行的综 合调节；
第七章
代谢总论与生物氧化
1
第一节 新陈代谢的有关概念
新陈代谢(metabolism)
又称为代谢，是指生物体与周围环境进行物 质和能量交换的过程，也是活细胞内所有化学变 化的总称。
生物体的一切生理现象，如生长、发育、繁
殖、呼吸等等，都是代谢反应的结果。新陈代谢
是生命最基本的特征，一旦代谢停止，生命也就
β-氧化脱羧
20
生物氧化中物质氧化的方式：
• 加氧
RCHO + 1/2O2
RCOOH
• 脱氢
RCH2OH -2H RCHO
• 加水脱氢 • 失电子
+H2O
OH
CH3CHO
结束了。
2
新陈代谢
能量代谢 物质代谢
合成代谢 （同化作用）
分解代谢 （异化作用）
生长旺盛时： 合成代谢分解代谢 成长的生物： 合成代谢分解代谢 衰老或饥饿： 合成代谢分解代谢
3
物质代谢
糖、脂、蛋白质及核酸等类物质在细胞内发 生酶促转化的途径及调控机理，包括细胞自身 旧分子的分解和新分子的合成。
能量代谢
9
第二节 中间代谢的实验研究方法
1. 研究材料： 单细胞生物，多细胞生物，病毒与噬菌体
2. 研究水平： 体内研究（in vivo）：用生物体、组织器官或微
生物群体研究。 体外研究（in vitro）：用组织切片、匀浆、提取
液等研究。
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组织匀浆 细胞核，未破碎细胞 线粒体，溶酶体等 核糖体，微粒体，高尔基体
细胞水平上，主要通过胞内酶布局的区域化而实现； 分子水平上，主要通过酶的反馈抑制和基因表达的调控 等实现。
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生物的营养类型
自然界中的生物根据其所利用的碳源和能 源的不同，生物可分为两大类型： 自养生物(Autotrophs)：可利用大气中的CO2 作为唯一碳源构建所有含碳分子，如光合细菌 和高等植物。 异养生物(Heterotrophs)：不能利用大气中的 CO2，必须从环境中获得相对复杂的有机碳分 子如葡萄糖，如高等动物和多数微生物。
5
代谢作用中的能量关系
分解代谢释放能量，部分被转化为ATP和 还原的电子载体（NADH、NADPH、 FADH2），其余的作为热量散失。
合成代谢需要获得能量，通常需要ATP分 子磷酸酯键的转移和还原型辅酶（NADH、 NADPH和FADH2）供应还原力。
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代谢途径
细胞中由相关酶类组成的完成特定代谢功能 的连续反应体系。细胞中具有某种代谢途径也 就是指具有其酶系。
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二、生物氧化的特点
生物氧化与体外氧化的相同点：
• 生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失 电子，遵循氧化反应的一般规律。
• 物质在体内、体外氧化时所消耗的氧量、最终 产物（CO2、H2O）和释放的能量均相同。
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生物氧化与体外氧化的不同点：
生物氧化
体外氧化
反应温度
37℃
高温
反应环境
近中性
干燥
造成微生物营养缺陷型 使用抗代谢物 使用专一性抑制剂抑制酶活
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3. 代谢物标记追踪实验
将代谢底物分子适当“标记”，然后追踪 “标记”在细胞中的去向，就可以了解底物分 子在中间代谢中经过什么中间产物，生成了什 么终产物。这是探索代谢途径最有效的方法。
同位素示踪法：
常用稳定同位素：2H、15N、13C、18O 常用放射性同位素：3H、32P、14C
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糖类 脂肪 蛋白质 正常代谢 饥饿状态 糖尿病人
R.O. 1 0.7 0.8 0.85-0.95 0.7-0.8 0.7
能量来源
三大营养物质 脂肪、蛋白质
脂肪
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2. 代谢障碍实验
正常生物体的中间代谢过程中，中间产物 不会过多积累，不容易进行分析。若造成代谢 障碍，阻断代谢途径，则使中间产物积累，便 于探讨代谢途径历程。
α-单纯脱羧 HO3HCROO丙-草C-αCO酮CC-酰-C氨C苹CHO酸乙HCO基-O果酸N2HO酸H-酸HC2H-2-※ ※ OCCHH+O氨单 氧N-O基HCA化纯酸HOSDC脱脱脱ONP草o羧A+H羧羧丙A酰D酶丙苹酮乙+酮果酸酸酸酸N羧R脱脱βN酶A化α-羧-AC氢-D酶单酶氧DH酶H胺PH纯化2H系3H-HC+N脱3脱+-3CHHCC羧H丙+羧-2--C丙CC+酮乙-酮+O-SC酸酸酰COCOoCHOAoA2H++ C+COOC22O2
研究光能或化学能在细胞中向生物能(ATP) 转化的原理和过程，以及生命活动对能量的利用。
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合ห้องสมุดไป่ตู้代谢
合成代谢也称生物合成，小、简单的前体物 质形成更大、更复杂的分子，如脂、多糖、蛋 白质和核酸等。
分解代谢
分解代谢是代谢作用的分解过程，是有机 物（糖、脂和蛋白质）被转化为更小、更简单 的终产物（如乳酸、CO2和NH3等）的过程。