物质代谢与能量代谢的关系ee
物质代谢、能量代谢和信息传递的统一
二、物质代谢、能量代谢和信息传递间的联系
同化作用
把从外界环境中获取 的营养物质，转变成 自身的组成物质
新陈代谢
第4节 物质代谢、能量代谢 和信息传递的统一
一、细胞的整体性
1.从结构上看：细胞核和细胞质通过 核孔相互沟通；细胞膜，核膜和细 胞器膜等结构相互连接构成细胞完 整的生物膜系统。
2.从功能上看：各种细胞器之间并不 是孤立的，它们虽有分工，却又相 互配合，密切联系，使细胞成为一 个统一的整体。
3、从调控上看：细胞核是遗传物质储存和 复制的场所，是细胞遗传特性和细胞代谢 活动的控制中心，细胞核在细胞的生命活 动中起着决定性的作用，使整个细胞形成 了一个高度有序的调控系统。
异化作用
储存能量
分解自身的一部分组 成物质，把分解的最 终产物排出体外
释放能量
物质代谢 能量代谢
物质代谢 新陈代谢
能量代谢
提供物质和能量 调节和控制
信息传递
物质代谢的同时伴随着能量 的代谢，而细胞内物质代谢 和能量代谢之所以能协调进 行，信息传递起着调节和控 制的作用。另外，物质代谢 和能量代谢又为信息传递提 供物质和能量的基础。
3、变形虫细胞中具有双层膜结构的一组是 （D ）
A 线粒体和叶绿体
B 线粒体和高尔基体
C 中心体和细胞核
D 线粒体和细胞核
4、mRNA在细胞核内合成后，从细胞核中出来 与细胞质中核糖体结合的过程中，通过的生物膜 层数是（ A ）
A0
B1
C2
高中生物 细胞代谢包括物质代谢和能量代谢
第十六章细胞代谢和基因表达的调控细胞代谢包括物质代谢和能量代谢。
细胞代谢是一个完整统一的网络，并且存在复杂的调节机制，这些调节机制都是在基因表达产物（蛋白质或RNA）的作用下进行的。
重点：物质代谢途径的相互联系，酶活性的调节。
第一节物质代谢途径的相互联系细胞代谢的基本原则是将各类物质分别纳入各自的共同代谢途径，以少数种类的反应转化种类繁多的分子。
不同代谢途径可以通过交叉点上关键的中间物而相互转化，其中三个关键的中间物是G-6-P、丙酮酸、乙酰CoA。
一、糖代谢与脂代谢的联系1、糖转变成脂图糖经过酵解，生成磷酸二羟丙酮及丙酮酸。
磷酸二羟丙酮还原为甘油，丙酮酸氧化脱羧转变成乙酰CoA，合成脂肪酸。
2、脂转变成糖图甘油经磷酸化为3-磷酸甘油，转变为磷酸二羟丙酮，异生为糖。
在植物、细菌中，脂肪酸转化成乙酰CoA，后者经乙醛酸循环生成琥珀酸，进入TCA，由草酰乙酸脱羧生成丙酮酸，生糖。
动物体内，无乙醛酸循环，乙酰CoA进入TCA氧化，生成CO2和H2O。
脂肪酸在动物体内也可以转变成糖，但此时必需要有其他来源的物质补充TCA中消耗的有机酸（草酰乙酸）。
糖利用受阻，依靠脂类物质供能量，脂肪动员，在肝中产生大量酮体（丙酮、乙酰乙酸、β-羟基丁酸）。
二、糖代谢与氨基酸代谢的关系1、糖的分解代谢为氨基酸合成提供碳架图糖→丙酮酸→α-酮戊二酸+ 草酰乙酸这三种酮酸，经过转氨作用分别生成Ala、Glu和Asp。
2、生糖氨基酸的碳架可以转变成糖凡是能生成丙酮酸、α—酮戊二酸、琥珀酸、草酰乙酸的a.a，称为生糖a.a。
Phe、Tyr、Ilr、L ys、Trp等可生成乙酰乙酰CoA，从而生成酮体。
Phe、Tyr等生糖及生酮。
三、氨基酸代谢与脂代谢的关系氨基酸的碳架都可以最终转变成乙酰CoA，可以用于脂肪酸和胆甾醇的合成。
生糖a.a的碳架可以转变成甘油。
Ser可以转变成胆胺和胆碱，合成脑磷脂和卵磷脂。
动物体内脂肪酸的降解产物乙酰CoA，不能为a.a合成提供净碳架。
物质代谢与能量代谢
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energy
第一节 能量代谢
能量的来源和去路 能量代谢的测定 影响能量代谢的因素
基础代谢
能量的来源：
1、糖：机体的主要能源 70%（中国人） 有氧氧化 CO2+H2O+ E 38mol ATP 乳酸+E 2mol ATP
葡萄糖 1mol
无氧酵解
剧烈运动时，骨骼肌耗氧量猛增，循环呼吸不能 很快满足机体对氧的需要，骨骼肌处于相对缺氧 状态，称为氧债。
与能量代谢测定有关的概念
食物的热价：1g食物氧化（或在体外燃烧）时释放 出来的能量。 caloric value 分为：物理热价 指 食物在体外燃烧时释放的热量。 生物热价 指食物 在体内经过生物氧化所产生的热量。 物理热价 生物热价 17.15 17.99 39.75 营养学热价 16.7 16.7 37.7 kj/g
腋下温度 36.0 – 37.4
<
口腔温度 36.7 - 37.7
<
直肠温度 36.9 – 37.9
（二）体温的变动
1、昼夜波动 昼夜节律、日周期清晨2-6时最低，午后1-6时最高 2、性别： 女性高于男性0.3摄氏度女性的月周期 -- 月经后期体 温升高。
3、年龄 小儿体温高且不稳定，老年人体温低。 4、肌肉活动 剧烈的肌肉活动使产热量增加，体温升高。 5、其他 情绪、进食、环境温度等
基础代谢的条件下，新陈代谢只维持在心跳、呼吸及 其一些必要的生理活动的程度上。 测定条件：肌肉松弛、室温20-25摄氏度、空腹1214H、安静平卧30分钟以上，并且排除精神紧张的影 响。 男性的BMR高于女性，幼年的BMR高于成年，年龄 越大BMR越低。 甲亢时BMR可比正常高25-80%，甲低时BMR可比 正常低20-40%，所以 BMR的测量时甲状腺疾病的重要辅助手段。
运动生理学——第六章 物质和能量代谢
磷酸酶只存在于肝脏，其他组织缺乏这种磷 酸酶，故其他组织中的糖元如肌糖元，就不能直 接分解为葡萄糖．
（三）糖在体内的氧化
两种形式：
Ａ．缺氧条件下，糖元和葡萄糖 分解为ＨL释放能量极少．
第二节 能量代谢
有机体的一切生命活动，如呼 吸循环神经活动，肌肉活动等都 要消耗能量，所消耗的能量来自 糖，脂肪，蛋白质的氧化．１克 糖或１克蛋白质在体内完全氧化 能释放４千卡热量.
１克脂肪在体内完全氧化能释放出 ９千卡的热量．一般说来，分解代 谢是释放能量的过程，而合成代谢 则是吸能过程．通常把物质代谢过 程中所伴随的能量释放、转化和利 用称为能量代谢．
（二）蛋白质代谢的动态平衡
蛋白质的主要功用是构成新的组织蛋白， 另一方面旧的组织蛋白又不断分解最后产 生水，二氧化碳和一些含氮的最终产物排 出体外，那么体内蛋白质（合成占优势） 还是消减（分解占优势），要解答这得从 氮平衡来得出结果．
什么是氮平衡？（食物中的含氮物质主 要是蛋白质）蛋白氮．
而且蛋白质分子中的含氮量约为16％
１.甘油的氧化利用：Ａ．在肝脏中甘油 可转变成磷酸丙糖，经糖的有氧氧化途径 参加三羧循环，氧化释放能量 Ｂ．甘油 亦根据生理需要经糖元异生途径合成糖元 或葡萄糖．
２.脂肪酸的氧化：脂肪酸在 体内彻底氧化成二氧化碳和水， 同时释放出大量能量的全过程．
三 蛋白质代谢
蛋白质是生命的物质基础，一切生命活 动都与蛋白质联系在一起．导师恩格斯他 在十九世纪七十年代时提出“生命是蛋白 体的存在方式”他这一科学的定义说明了 两个问题：Ａ．蛋白体是生命最重要的物 质基础Ｂ．蛋白体的新陈代谢是生命活动 的基本特征．
2022高考生物备考冲刺易错点：专项07新陈代谢的概念和类型(含酶
2022高考生物备考冲刺易错点：专项07新陈代谢的概念和类型(含酶1.对新陈代谢概念的明白得2.酶的本质、特性及其与代谢的关系3.生物的代谢与ATP4.新陈代谢的差不多类型及其应用5.关于酶的本质和特性的图形和曲线分析6.生活实际中代谢类型和知识应用7.新陈代谢类型的进化【易错点点睛】易错点1 对新陈代谢概念的明白得1．新陈代谢中，物质代谢和能量代谢的关系是A．物质代谢相伴能量代谢B．相对独立的两个生理过程C．物质代谢在先，能量代谢在后D．能量代谢在先，物质代谢在后【错误答案】 B②从方向上认识，新陈代谢包括同化作用和异化作用。
或简称为合成代谢和分解代谢。
③从实质上认识，新陈代谢是生物体内进行的一系列连锁发生的生物化学反应。
④从意义上认识，生物体的新陈代谢过程也确实是生物体的自我更新过程。
在新陈代谢基础上，生物体既能进行新旧细胞的更替，又能进行细胞内化学成分的更替。
【变式探究】1 下列关于新陈代谢的叙述中，错误的是A．新陈代谢包括合成代谢和分解代谢B．先有物质合成，才有物质分解C．生物体内，时刻以新合成的物质取代旧物质D．能量代谢总是相伴着物质代谢发生的答案：B 解析：生物体新陈代谢的同化作用(合成代谢)和异化作用(分解代谢)是同时进行的不能分割的两个有机统一过程。
2 下列生理过程中，总是同时进行的是①光合作用②呼吸作用③蒸腾作用④合成代谢⑤分解代谢⑥物质代谢⑦能量代谢A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．④⑤⑥⑦答案：D 解析：对新陈代谢概念的明白得。
易错点2 酶的南质、特性及其与代谢的关系1．图所示将小麦种子分别置于20℃和30℃培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。
取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水，45℃水浴保温5分钟，赶忙在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，摇匀观看试管中的颜色。
结果是A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色B．甲呈五色，乙呈砖红色，丙呈蓝色C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色【错误答案】AB【错解分析】对提取液的作用物质及其作用不清晰，对不同温度条件下生物代谢强度的实质分析不透彻，而导致思维联系中断。
物质代谢和能量代谢的关系
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E1
Glu
G-6-P
ATP ADP
F-6-P E2 F-1, 6-2P
ATP ADP
E1:己糖激酶
磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛
NAD+
E2: 6-磷酸果糖激酶-1
NADH+H+
E3: 丙酮酸激酶
1,3-二磷酸甘油酸
ADP
ATP
糖酵解代谢路径
乳酸
3-磷酸甘油酸
物质代谢和能量代谢的关系
NAD+ NADH+H+
在动物中，琥珀酰CoA合成酶反应形成GTP 在能量上与ATP相等。
物质代谢和能量代谢的关系
第20页
• 假如考虑丙酮酸脱氢酶反应, 考虑到每分子葡萄糖产生2分 子丙酮酸, 葡萄糖经过酵解和三羧酸循环分解代谢方程式 为：
• 葡萄糖 + 6H2O + 10 NAD+ + 2FAD + 4ADP + 4 Pi • →6CO2 + 10 NADH + 10H+ + 2FADH2 + 4ATP • 到此为止，每摩尔葡萄糖在这个方程式中只产生4molATP。
在酵解部分产生ATP是2mol。 • 葡萄糖氧化产生ATP大多数不是直接从酵解和三羧酸循环
产生，而是经过还原电子载体在呼吸链中再氧化产生。
物质代谢和能量代谢的关系
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（3）电子传递与氧化磷酸化 电子传递过程：指还原型辅酶经过电子传递再氧化
过程。
电子传递链：是指由一系列含有氧化还原作用电子 载体组成，而且按其对电子亲和力递增次序排列， 即电子从NADH到氧方向传递。
① 无线粒体细胞，如：红细胞
能量 新陈代谢关系
能量新陈代谢关系能量和新陈代谢是息息相关的，它们之间存在着密切的关系。
能量是维持生命活动所必需的，而新陈代谢则是能量转化和利用的过程。
本文将从不同角度探讨能量与新陈代谢之间的关系。
能量是维持生命活动所必需的。
无论是人类还是其他生物，都需要能量来维持生命的正常运转。
能量来源于食物和氧气的摄入，通过新陈代谢过程转化为生物可利用的能量，供给身体各个器官和组织进行正常的工作。
因此，能量和新陈代谢是生命活动的基础。
新陈代谢是能量转化和利用的过程。
新陈代谢包括两个主要方面：合成代谢和分解代谢。
合成代谢是指生物体利用吸收的食物和氧气合成各种有机物和能量，用于生长、修复和维持身体机能的正常运转；分解代谢则是指生物体将有机物分解为废物和能量的过程。
这些过程都需要能量的参与和调控，因此，能量和新陈代谢是相互依存的。
第三，能量和新陈代谢之间的关系还体现在能量代谢速率上。
能量代谢速率是指单位时间内生物体消耗的能量量。
新陈代谢水平的高低直接影响能量代谢速率。
新陈代谢水平越高，能量代谢速率也越高，身体消耗的能量也就越多。
相反，新陈代谢水平低下则意味着能量代谢速率较慢，身体消耗的能量相对较少。
因此，能量和新陈代谢之间存在着密切的正相关关系。
能量和新陈代谢还与体重管理和健康状况密切相关。
能量摄入与消耗的平衡是体重管理的关键。
当能量摄入超过消耗时，多余的能量将以脂肪的形式储存起来，导致体重增加；而当能量摄入不足以满足消耗时，身体将动用储存的能量，导致体重减轻。
新陈代谢的速率对体重管理起着重要的作用。
新陈代谢速率高的人更容易消耗多余的能量，从而维持较低的体重；而新陈代谢速率较慢的人则更容易储存能量，导致体重增加。
因此，了解能量和新陈代谢之间的关系对于体重管理和健康状况的维护非常重要。
能量和新陈代谢之间存在着紧密的关系。
能量是维持生命活动所必需的，而新陈代谢是能量转化和利用的过程。
能量和新陈代谢之间相互依存，相互影响。
了解和掌握能量与新陈代谢的关系，对于维持健康、管理体重和促进生命活动的正常进行具有重要意义。
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第一阶段：葡萄糖的磷酸化
ATP
ADP
己糖激酶 磷酸葡萄糖 异构酶
ATP
磷酸果 糖激酶
ADP
第二阶段： 磷酸己糖的裂解
醛缩酶
丙糖磷酸 异构酶
第三阶段：磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和ATP的生成
NAD+ Pi
3-磷酸甘油醛 脱氢酶 磷酸甘油酸 激酶
FAD FADH2 H2 O
琥珀酸脱氢酶
延胡索酸酶
苹果酸 脱氢酶
NAD+
NADH+H+ 草酰乙酸
O
CoASH
CH3-C-SCoA
柠檬酸
脱水
三羧酸循环 （TCA）
NADH
草酰乙酸
NAD+
柠檬酸的 生成阶段
顺乌头酸
苹果酸
异柠檬酸
NAD+
NADH +CO2
H2O
草酰乙酸 再生阶段
延胡索酸
氧化脱 羧阶段
－酮戊二酸
FADH2
NAD+
NADH +CO2
琥珀酸
FAD
GTP
琥珀酰CoA
三羧酸循环的8个反应可写成一个化学平衡方 式，总反应式为： 乙酰CoA + 2H2O + FAD + GDP + Pi → 2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH2 + CoA-SH 在动物中，琥珀酰CoA合成酶反应形成的 GTP在能量上与ATP相等。
TCA第一阶段：柠檬酸生成
O
CH3-C-SCoA
CoASH
柠檬酸合成酶 草酰乙酸
顺乌头 酸酶 H2O
顺乌头酸酶
H2O
TCA第二阶段：氧化脱羧
NAD+ NADH+H+ NAD+ NADH+H+ CO2 －酮戊二酸 脱氢酶
Байду номын сангаас
CO2
异柠檬酸脱氢酶
琥珀酸 脱氢酶
GDP＋Pi
GTP
CoASH
TCA第三阶段：草酰乙酸再生
分解代谢： 有机营养物(外界、 自身)通过一系列 化学反应转变成 结构简单的小分 子化合物，同时 释放能量的过程。 合成代谢： 生物体利用小分 子或大分子结构 元件合成所需的 生物大分子的过 程，此过程需要 能量。
说明 物质代谢和能量代谢是密不可分的
细胞的能量货币—— ATP 绿色植物的光合作用 生物氧化 生物体内的代谢网络
E3: 丙酮酸激酶
1,3-二磷酸甘油酸
ADP ATP
乳酸
NAD+
NADH+H+ ATP ADP E3
3-磷酸甘油酸
2-磷酸甘油酸
丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸
小结 糖酵解是一个不需氧的产能过程
产能的方式和数量
方式：底物水平磷酸化 净生成ATP数量：从G开始2×2-2= 2ATP
从Gn开始2×2-1= 3ATP
3、生物氧化的过程 • 生物氧化全过程包括： • Stage1：糖、脂、蛋白质分解为乙酰CoA； • Stage2：乙酰CoA进入TCA cycle产生还原 性辅酶和CO2； • Stage3：还原性辅酶通过呼吸链释放能量。
（1）糖酵解 糖酵解的定义：在酶的作用下，葡萄糖生成丙酮 酸、NADH及少量ATP的过程。
NADH+H+
ADP
ATP
变 位 酶
ATP ADP
H2O
丙酮酸激酶
丙酮酸 PEP
Mg或Mn
烯醇化酶
Glu
E1
G-6-P
F-6-P
ATP ADP E1:己糖激酶
E2 F-1, 6-2P ATP ADP
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛
E2: 6-磷酸果糖激酶-1
NAD+ NADH+H+
糖 酵 解 的 代 谢 途 径
新陈代谢
定义： 营养物质在生物体内所经历的一切化学变化 作用：
1.从周围环境中获取营养物质 2.将外界营养物质转变为自身需要的物质或结构单元 3.将结构单元组装成自身可利用的大分子 4.形成或分解功能分子 5.提供生命体需要的能量
分类：
合成代谢 物质代谢 新陈代谢 能量代谢 吸能代谢 分解代谢 放能代谢
三、生物氧化——细胞主要的获能方式 1、生物氧化的概念 • 是指糖、脂类、蛋白质等有机化合物在细 胞内氧化分解为CO2和H2O，并释放能量 的过程。 • 它包括一系列氧化还原反应，体内所需能 量大部分来自有机物的氧化。
2、生物氧化的特点： • 发生在活细胞中，有多种酶的参与和调控； • 在温和条件下进行（体温、生理pH）； • 是一个复杂的氧化还原过程，包括电子转 移和质子的转移； • 能量的释放是逐步的，并以ATP的形式传送。
1.是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。 2.是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。 ① 无线粒体的细胞，如：红细胞 ② 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞
生 理 意 义
（2）三羧酸循环 三羧酸循环的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸 缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进 行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸，再重复循 环反应的过程。
一、生物的能量通用货币—ATP
1. 结构特性 ATP（腺苷三磷酸）是一分子腺嘌呤、一分子 核糖和三个相连的磷酸基团构成的核苷酸。
二、绿色植物的光合作用（photosynthesis） • 生命世界最初的能量来源于太阳能。 • 光合作用是自然界通过自养生物（绿色植 物和光合细菌）将光能转变为化学能的主 要途径。 • 叶绿体是绿色植物光合作用的器官。
四、生物体内的代谢网络