生物化学第8章新陈代谢总论与生物氧化
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需氧细胞呼吸作用中的一系列氧化—还原反应；
8.4.1 生物氧化的特点
P210
① 在体温条件下、近于中性水溶液中进行，在一系列酶 催化作用，
②有机分子发生一系列化学变化，逐步氧化并释放能量， ATP捕获能量；
❖ 这种逐步分次的放能方式，不会引起体温突然升高，且 可使能量得到有效利用；
③生物氧化中CO2的生成是由于糖、脂类、蛋白质等有机 物转变成含羧基的化合物进行脱羧反应所致：
量自由能，这类化合物为～； ❖ 磷酸化合物在生物体的换能过程中占有重要地位； ❖ 高能磷酸化合物及其他高能化合物举例：P205表8-1； ❖ 其中ATP最重要；
P206表81
（2）ATP（腺嘌呤核苷三磷酸）是生物细胞内能量代谢
的偶联剂
P206
❖ ATP是直接提供自由能推动生物体多种化学反应的高能 核苷酸类分子；
学反应网络；
8.1.1 新陈代谢的研究方法 P202
（1）活体内与活体外实验 （2）同位素示踪法 （3）代谢途径阻断法 （4）突变体研究法
8.1.2 生物体内能量代谢的基本规律 P203
❖ 能量代谢（energetic metabolism）：伴随生物体的物 质代谢所发生的一系列能量转变；
❖ 蕴藏在化学物质中的化学能转化为生物体生物能过程； ❖ 生物体能量代谢服从热力学定律。
❖ 高能化合物： 随水解反应或基团转移反应放出大量自 由能（每摩尔30 ～ 60kJ）的化合物；
❖ 高能化合物一般对酸、碱和热不稳定； ❖ 高能键（～）：
化合物分子中水解时能放出大量自由能的键为“高能 键”，用符号“～”表示；
（1）生物体中常见的高能磷酸化合物 ❖ 机体内有许多磷酸化合物，当其磷酸基水解时释放出大
❖ 乙酰-CoA是代谢过程中的枢纽物质；
❖ 乙酰-CoA分子式：
高能硫酯键
↓
8.2 生物氧化
P209
❖ 生物体所需能量来自糖、脂肪、蛋白质等有机物的氧化; ❖ 生物氧化和外界的燃烧的终产物都是H2O和CO2 ，释放
的能量也完全相等，但二者所进行的方式大不相同； ❖ 生物氧化又称：细胞氧化、细胞呼吸、组织呼吸等；是
❖ 详见第11章。
④生物氧化中水的生成是代谢物脱下的氢经一系列传递 与氧结合而生成；
❖ 详见8.1.1 。 ⑤生物氧化有严格的细胞定位： ❖ 真核细胞：线粒体内； ❖ 原核细胞：细胞膜上；
呼吸链
8.2.2 呼吸链的组wenku.baidu.com及电子传递顺序 P210
生物体内电子转移主要形式
❖ 氧化还原本质是电子的转移； 1 .直接进行电子转移：
分解代谢 放能
合成代谢 吸 能
新陈代谢的功能
① 从周围环境中获得营养物质； ② 将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件，
即大分子的组成前体； ③ 将结构元件装配成自身的大分子，例如蛋白质、核
酸、脂类以及其他组分； ④ 形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子 ⑤ 提供生命活动所需的一切能量。
新陈代谢的特点
8.1 新陈代谢总论
新陈代谢概念
P201
1. 代谢（新陈代谢，metabolism） ❖ 泛指生物与周围环境进行的物质交换和能量交换； ❖ 是营养物质在生物体内所经历的一切化学变化的总称；
新陈代谢
同化作用：生物体把从环境中摄取的营养物质，通过一 系列生化反应转变为自身化合物的过程；
异化作用：生物体将体内物质经一系列生化反应分解为 不能再利用的物质排出体外的过程；
第8章 新陈代谢总论与生物氧化
8.1 新陈代谢总论
8.1.1 新陈代谢的研究方法 8.1.2 生物体内能量代谢的基本规律 8.1.3 高能化合物与ATP的作用 8.1.4 肌酸磷酸是高能磷酸键的贮存形式 8.1.5 辅酶A的递能作用
8.2 生物氧化
8.2.1 生物氧化的特点 8.2.2 呼吸链的组成及电子传递顺序 8.2.3 氧化磷酸化作用 8.2.4 胞液中NADH的跨膜运转
P202
①生物体内的新陈代谢是在温和条件下由酶催化进行； ②生物体内反应相互配合，有条不紊，彼此协调，有严格
顺序； ③生物体对内外环境条件有高度适应性和灵敏的自动调节
机制，包括分子水平、细胞水平和整体水平调节机制； ④新陈代谢反应途径一般有严格的细胞定位； ❖ 新陈代谢过程是对环境高度适应、高度整合在一起的化
用；
当ATP急剧消耗时，肌酸磷酸将能量转移
给ADP生成ATP：
ATP
8.1.5 辅酶A的递能作用
❖ 辅酶A（CoA， CoA - SH） ：酰基的载体，起提供和 接受酰基作用；（-SH：巯基，是辅酶A 的功能基团。）
❖ 乙酰辅酶A（乙酰-CoA） ：辅酶A与乙酰基通过硫酯键 结合而成，是高能键，乙酰基团是活泼基团；
分解代谢与合成代谢
（1） 分解代谢（catabolism）： ❖ 有机营养物（外界环境获得和自身贮存）通过一系列反
应转变为较小的、较简单的物质的过程； ❖ 分解代谢途径（catabolic pathways）：
分解代谢所经过的反应途径称分解代谢途径； ❖ 分解代谢途径与能量代谢相伴随，将蕴藏在有机大分子
能量代谢在新陈代谢中的重要地位
❖ 生物体的一切生命活动都需要提供能量； 生长、发育、机体运动（肌肉的收缩、生物膜的传递、 运输功能等）,都需消耗能量；
太阳能是所有生物能量最根本的来源
❖ 具有叶绿素的生物进行光合作用时，将光能转化为化学 能（如由CO2合成葡萄糖）；
8.1.3 高能化合物与ATP的作用 P204
❖ 在分解代谢中起捕获和贮存能量作用，是能量的携带者 或传递者；
❖ ATP和ADP的往复循环是生物机体利用能量的基本方法
❖ ATP、ADP和无机磷酸广泛存在于生物体各个细胞内；
ATP高能键的水解 图8-2
❖ ATP含有一个磷脂键和两个磷酸基团；
8.1.4 肌酸磷酸是高能磷酸键的贮存形式
❖ 肌酸磷酸是高能磷酸键的贮存形式，生物体不能直接利
中的化学能量释放出来（产能或放能）；
（2） 合成代谢（anabolism ）
❖ 也称生物合成（biosynthesis）； ❖ 生物体利用小分子或大分子的结构元件建造成自身大分
子的过程； ❖ 由小分子建造成大分子使分子结构变得更为复杂，这种
过程需要消耗能量（耗能或吸能）；
合成代谢与分解代谢的关系 图8-1
8.4.1 生物氧化的特点
P210
① 在体温条件下、近于中性水溶液中进行，在一系列酶 催化作用，
②有机分子发生一系列化学变化，逐步氧化并释放能量， ATP捕获能量；
❖ 这种逐步分次的放能方式，不会引起体温突然升高，且 可使能量得到有效利用；
③生物氧化中CO2的生成是由于糖、脂类、蛋白质等有机 物转变成含羧基的化合物进行脱羧反应所致：
量自由能，这类化合物为～； ❖ 磷酸化合物在生物体的换能过程中占有重要地位； ❖ 高能磷酸化合物及其他高能化合物举例：P205表8-1； ❖ 其中ATP最重要；
P206表81
（2）ATP（腺嘌呤核苷三磷酸）是生物细胞内能量代谢
的偶联剂
P206
❖ ATP是直接提供自由能推动生物体多种化学反应的高能 核苷酸类分子；
学反应网络；
8.1.1 新陈代谢的研究方法 P202
（1）活体内与活体外实验 （2）同位素示踪法 （3）代谢途径阻断法 （4）突变体研究法
8.1.2 生物体内能量代谢的基本规律 P203
❖ 能量代谢（energetic metabolism）：伴随生物体的物 质代谢所发生的一系列能量转变；
❖ 蕴藏在化学物质中的化学能转化为生物体生物能过程； ❖ 生物体能量代谢服从热力学定律。
❖ 高能化合物： 随水解反应或基团转移反应放出大量自 由能（每摩尔30 ～ 60kJ）的化合物；
❖ 高能化合物一般对酸、碱和热不稳定； ❖ 高能键（～）：
化合物分子中水解时能放出大量自由能的键为“高能 键”，用符号“～”表示；
（1）生物体中常见的高能磷酸化合物 ❖ 机体内有许多磷酸化合物，当其磷酸基水解时释放出大
❖ 乙酰-CoA是代谢过程中的枢纽物质；
❖ 乙酰-CoA分子式：
高能硫酯键
↓
8.2 生物氧化
P209
❖ 生物体所需能量来自糖、脂肪、蛋白质等有机物的氧化; ❖ 生物氧化和外界的燃烧的终产物都是H2O和CO2 ，释放
的能量也完全相等，但二者所进行的方式大不相同； ❖ 生物氧化又称：细胞氧化、细胞呼吸、组织呼吸等；是
❖ 详见第11章。
④生物氧化中水的生成是代谢物脱下的氢经一系列传递 与氧结合而生成；
❖ 详见8.1.1 。 ⑤生物氧化有严格的细胞定位： ❖ 真核细胞：线粒体内； ❖ 原核细胞：细胞膜上；
呼吸链
8.2.2 呼吸链的组wenku.baidu.com及电子传递顺序 P210
生物体内电子转移主要形式
❖ 氧化还原本质是电子的转移； 1 .直接进行电子转移：
分解代谢 放能
合成代谢 吸 能
新陈代谢的功能
① 从周围环境中获得营养物质； ② 将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件，
即大分子的组成前体； ③ 将结构元件装配成自身的大分子，例如蛋白质、核
酸、脂类以及其他组分； ④ 形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子 ⑤ 提供生命活动所需的一切能量。
新陈代谢的特点
8.1 新陈代谢总论
新陈代谢概念
P201
1. 代谢（新陈代谢，metabolism） ❖ 泛指生物与周围环境进行的物质交换和能量交换； ❖ 是营养物质在生物体内所经历的一切化学变化的总称；
新陈代谢
同化作用：生物体把从环境中摄取的营养物质，通过一 系列生化反应转变为自身化合物的过程；
异化作用：生物体将体内物质经一系列生化反应分解为 不能再利用的物质排出体外的过程；
第8章 新陈代谢总论与生物氧化
8.1 新陈代谢总论
8.1.1 新陈代谢的研究方法 8.1.2 生物体内能量代谢的基本规律 8.1.3 高能化合物与ATP的作用 8.1.4 肌酸磷酸是高能磷酸键的贮存形式 8.1.5 辅酶A的递能作用
8.2 生物氧化
8.2.1 生物氧化的特点 8.2.2 呼吸链的组成及电子传递顺序 8.2.3 氧化磷酸化作用 8.2.4 胞液中NADH的跨膜运转
P202
①生物体内的新陈代谢是在温和条件下由酶催化进行； ②生物体内反应相互配合，有条不紊，彼此协调，有严格
顺序； ③生物体对内外环境条件有高度适应性和灵敏的自动调节
机制，包括分子水平、细胞水平和整体水平调节机制； ④新陈代谢反应途径一般有严格的细胞定位； ❖ 新陈代谢过程是对环境高度适应、高度整合在一起的化
用；
当ATP急剧消耗时，肌酸磷酸将能量转移
给ADP生成ATP：
ATP
8.1.5 辅酶A的递能作用
❖ 辅酶A（CoA， CoA - SH） ：酰基的载体，起提供和 接受酰基作用；（-SH：巯基，是辅酶A 的功能基团。）
❖ 乙酰辅酶A（乙酰-CoA） ：辅酶A与乙酰基通过硫酯键 结合而成，是高能键，乙酰基团是活泼基团；
分解代谢与合成代谢
（1） 分解代谢（catabolism）： ❖ 有机营养物（外界环境获得和自身贮存）通过一系列反
应转变为较小的、较简单的物质的过程； ❖ 分解代谢途径（catabolic pathways）：
分解代谢所经过的反应途径称分解代谢途径； ❖ 分解代谢途径与能量代谢相伴随，将蕴藏在有机大分子
能量代谢在新陈代谢中的重要地位
❖ 生物体的一切生命活动都需要提供能量； 生长、发育、机体运动（肌肉的收缩、生物膜的传递、 运输功能等）,都需消耗能量；
太阳能是所有生物能量最根本的来源
❖ 具有叶绿素的生物进行光合作用时，将光能转化为化学 能（如由CO2合成葡萄糖）；
8.1.3 高能化合物与ATP的作用 P204
❖ 在分解代谢中起捕获和贮存能量作用，是能量的携带者 或传递者；
❖ ATP和ADP的往复循环是生物机体利用能量的基本方法
❖ ATP、ADP和无机磷酸广泛存在于生物体各个细胞内；
ATP高能键的水解 图8-2
❖ ATP含有一个磷脂键和两个磷酸基团；
8.1.4 肌酸磷酸是高能磷酸键的贮存形式
❖ 肌酸磷酸是高能磷酸键的贮存形式，生物体不能直接利
中的化学能量释放出来（产能或放能）；
（2） 合成代谢（anabolism ）
❖ 也称生物合成（biosynthesis）； ❖ 生物体利用小分子或大分子的结构元件建造成自身大分
子的过程； ❖ 由小分子建造成大分子使分子结构变得更为复杂，这种
过程需要消耗能量（耗能或吸能）；
合成代谢与分解代谢的关系 图8-1