《生物化学全套》PPT课件
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❖1、代谢平衡实验
❖ 通过活体内实验研究代谢物摄入和 产出排出的平衡关系，可以了解对代谢 物的利用能力及产物生成情况。
❖例如测定“呼吸商”（R.Q.）可以判断 体内能量利用情况。
❖R.Q.=产CO2量（升）/耗O2量（升）
ຫໍສະໝຸດ Baidu
❖糖 类物 质 R.Q 为1， 脂肪 R.Q为 0.7，蛋白质R.Q为0.8。人体正 常代 谢时 ，R.Q 介于0.85-0.95 之间，说明三大营养物质同时发 生了氧化分解。
❖ 但有许多代谢有共同途径， 称为“两用代谢途径” （amphibolic pathway）。
❖二、新陈代谢的研究方法
❖ 中间代谢的研究内容很多，研究目 的不同，所用的生物材料和实验方法也 不相同。为探讨代谢途径及其调节机理， 动物、植物、微生物材料都可以作为实 验对象。
❖ 根据实验材料的水平，常将实验分 为活体内实验和活体外实验。
❖ 例子1：研究维生素缺乏症，可给以缺乏某种维生素的饲料，若干 天后观察其病变情况，在加入该种维生素，观察其症状有否好转，
从而确定该种维生素的功能。
❖ 例子2： “人工糖尿病”。
❖ 例子3：生糖氨基酸；
❖
生酮氨基酸
❖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。
❖饥饿状态下：R.Q？
❖糖尿病人：R.Q？
❖问题：若测得生物材料的R.Q接 近1，则表明能量主要来自于何 类物质分解？
❖2、代谢障碍实验（代谢途径阻断实验）
❖正常生物体的中间代谢过程中，中间产 物不会过多积累，不容易进行分析研究； 若用适当方法造成代谢障碍，阻断代谢 途径，则使中间产物积累，便于进行分 析研究。
❖容易突变；经济；简便等。
❖（2）使用抗代谢物
❖抗代谢物，又叫代谢拮抗物，或代谢 物结构类似物。其分子结构与代谢物 的分子结构类似。
❖实质：竞争性抑制剂。
❖例子：丙二酸是琥珀酸的抗代谢物， 能对琥珀酸脱氢酶发生很强的竞争性 抑制作用，造成代谢中间产物“琥珀 酸”积累，从而证明了TCA循环中有 生成琥珀酸这一反应步骤。
❖（一）活体内实验和活体外实验
❖1、活体内实验（整体实验）
❖用整体生物材料或高等动物离体器官或 微生物细胞群体进行中间代谢实验研究 称为活体内实验，用“in vivo”表示。
❖ 活体内实验结果代表生物体在正常 生理条件下，在神经、体液等调节机制 下的整体代谢情况，比较接近生物体的 实际。
❖典型例子：1904年，德国化学家Knoop提 出的脂肪酸β-氧化学说。
生物化学
❖第一章
新陈代谢总论
❖ 一、新陈代谢的概念
❖（一）新陈代谢的概念
❖新陈代谢是生物体最基本的特征，是
生命存在的前提。
❖新陈代谢（metabolisim）的概念：
❖1、狭义概念：是指细胞内所发生的酶 促反应过程，称为中间代谢
（intermediary metabolisim）。
❖（这是代谢活动的主体，也是代谢研
❖ （3）酶的专一性抑制剂
❖ 例子：碘乙酸是巯基酶的专一性抑制剂，可抑制酵母的酒精发酵， 造成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮积累。由此证明了酵解途径中 1，6-二磷酸果糖是三三裂解生成了三碳糖。
❖ （4）利用药物造成异常动物实验（病变动物法）
❖ 用人工方法使动物发生某一过程的代谢障碍，然后给以一定量受 试物质，研究其中间代谢过程。
❖能量代谢和物质代谢是同一过程的两个 方面，能量转化寓于物质转化过程之中， 物质转化必然伴有能量转化。
❖2、合成代谢（anabolism）分解 代谢（catabolism）
❖ 合成代谢和分解代谢并非简 单可逆反应，发生于细胞不同部 位（尤其是真核生物中最常见）。
❖例 如 ： 脂 肪 酸 分 解 成 乙 酰 辅 酶 A 是在线粒体中进行，而乙酰辅酶A 合成脂肪酸则在细胞浆中进行。
究的主要内容）。
❖2、广义概念：是生物与外界环境进行 物质与能量交换的全过程。即：生物 体内所经历的一切化学变化。包括消 化、吸收、中间代谢及排泄等阶段。
❖ 新陈代谢包括生物体内所发生的 一切合成和分解作用。一方面，生物 体不断从周围环境中摄取物质，通过 一系列生化反应，转变为自己的组成 部分；另一方面，将原有的组成成分 经过一系列生化反应，分解成不能在 利用的物质排出体外，不断地进行自 我更新。生物体通过新陈代谢所产生 的生命现象是建立在合成代谢与分解 代谢矛盾对立和统一的基础上的，它 们之间既相互联系、相互依存，又相 互制约。
❖阻断代谢途径的方法有：造成微生物营 养缺陷性、使用抗代谢物、专一性抑制 剂等。
❖（1）微生物营养缺陷性（微生物基因突 变型）
❖采取诱变剂使微生物的基因发生突变， 从而造成某种酶缺损，代谢途径中断， 缺损酶前面的中间产物会大量积累，致
❖应用实例：乳糖的代谢机理。
❖利用微生物的遗传突变型研究新 陈代谢机制，比利用其他生物有 以下优越性：
❖2、活体外实验
❖ 用从生物体分离出来的组织切片， 组织匀浆或体外培养的细胞、细胞器及 细胞抽提物进行中间代谢实验研究称为 活体外实验，用“in vitro”表示。
❖典型例子：糖酵解、三羧酸循环、氧化 磷酸化等。
❖（二）代谢途径的探讨方法
❖ 探讨物质代谢途径的常用方法有： 代谢平衡实验、代谢障碍实验、代谢物 质标记追踪实验、特征性酶鉴定实验、 核磁共振波实验等。其中最有效的是代 谢物质标记追踪实验和核磁共振实验。
❖（二）新陈代谢的内容
❖1、包括：物质代谢和能量代谢。
❖（1）物质代谢：重点讨论各种生理活性 物质（如糖、蛋白质、脂类、核酸等） 在细胞内发生酶促反应的途径及调控机 理，包含旧分子的分解和新分子的合成；
❖（2）能量代谢：重点讨论光能或化学能 在细胞内向生物能（ATP）转化的原理和 过程，以及生命活动对能量的利用。
❖这是探索代谢途径最有效的方法。
❖标记方法有：化学标记法、同位素标记 法。
❖（1）化学标记法
❖1904年，德国F.Knoop首次用苯环标记 脂肪酸探讨中间代谢途径，提出著名的 脂肪酸β-氧化学说。
❖缺点：化学标记法使天然代谢物分子结
❖（2）同位素标记法
❖ 通过活体内实验研究代谢物摄入和 产出排出的平衡关系，可以了解对代谢 物的利用能力及产物生成情况。
❖例如测定“呼吸商”（R.Q.）可以判断 体内能量利用情况。
❖R.Q.=产CO2量（升）/耗O2量（升）
ຫໍສະໝຸດ Baidu
❖糖 类物 质 R.Q 为1， 脂肪 R.Q为 0.7，蛋白质R.Q为0.8。人体正 常代 谢时 ，R.Q 介于0.85-0.95 之间，说明三大营养物质同时发 生了氧化分解。
❖ 但有许多代谢有共同途径， 称为“两用代谢途径” （amphibolic pathway）。
❖二、新陈代谢的研究方法
❖ 中间代谢的研究内容很多，研究目 的不同，所用的生物材料和实验方法也 不相同。为探讨代谢途径及其调节机理， 动物、植物、微生物材料都可以作为实 验对象。
❖ 根据实验材料的水平，常将实验分 为活体内实验和活体外实验。
❖ 例子1：研究维生素缺乏症，可给以缺乏某种维生素的饲料，若干 天后观察其病变情况，在加入该种维生素，观察其症状有否好转，
从而确定该种维生素的功能。
❖ 例子2： “人工糖尿病”。
❖ 例子3：生糖氨基酸；
❖
生酮氨基酸
❖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。
❖饥饿状态下：R.Q？
❖糖尿病人：R.Q？
❖问题：若测得生物材料的R.Q接 近1，则表明能量主要来自于何 类物质分解？
❖2、代谢障碍实验（代谢途径阻断实验）
❖正常生物体的中间代谢过程中，中间产 物不会过多积累，不容易进行分析研究； 若用适当方法造成代谢障碍，阻断代谢 途径，则使中间产物积累，便于进行分 析研究。
❖容易突变；经济；简便等。
❖（2）使用抗代谢物
❖抗代谢物，又叫代谢拮抗物，或代谢 物结构类似物。其分子结构与代谢物 的分子结构类似。
❖实质：竞争性抑制剂。
❖例子：丙二酸是琥珀酸的抗代谢物， 能对琥珀酸脱氢酶发生很强的竞争性 抑制作用，造成代谢中间产物“琥珀 酸”积累，从而证明了TCA循环中有 生成琥珀酸这一反应步骤。
❖（一）活体内实验和活体外实验
❖1、活体内实验（整体实验）
❖用整体生物材料或高等动物离体器官或 微生物细胞群体进行中间代谢实验研究 称为活体内实验，用“in vivo”表示。
❖ 活体内实验结果代表生物体在正常 生理条件下，在神经、体液等调节机制 下的整体代谢情况，比较接近生物体的 实际。
❖典型例子：1904年，德国化学家Knoop提 出的脂肪酸β-氧化学说。
生物化学
❖第一章
新陈代谢总论
❖ 一、新陈代谢的概念
❖（一）新陈代谢的概念
❖新陈代谢是生物体最基本的特征，是
生命存在的前提。
❖新陈代谢（metabolisim）的概念：
❖1、狭义概念：是指细胞内所发生的酶 促反应过程，称为中间代谢
（intermediary metabolisim）。
❖（这是代谢活动的主体，也是代谢研
❖ （3）酶的专一性抑制剂
❖ 例子：碘乙酸是巯基酶的专一性抑制剂，可抑制酵母的酒精发酵， 造成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮积累。由此证明了酵解途径中 1，6-二磷酸果糖是三三裂解生成了三碳糖。
❖ （4）利用药物造成异常动物实验（病变动物法）
❖ 用人工方法使动物发生某一过程的代谢障碍，然后给以一定量受 试物质，研究其中间代谢过程。
❖能量代谢和物质代谢是同一过程的两个 方面，能量转化寓于物质转化过程之中， 物质转化必然伴有能量转化。
❖2、合成代谢（anabolism）分解 代谢（catabolism）
❖ 合成代谢和分解代谢并非简 单可逆反应，发生于细胞不同部 位（尤其是真核生物中最常见）。
❖例 如 ： 脂 肪 酸 分 解 成 乙 酰 辅 酶 A 是在线粒体中进行，而乙酰辅酶A 合成脂肪酸则在细胞浆中进行。
究的主要内容）。
❖2、广义概念：是生物与外界环境进行 物质与能量交换的全过程。即：生物 体内所经历的一切化学变化。包括消 化、吸收、中间代谢及排泄等阶段。
❖ 新陈代谢包括生物体内所发生的 一切合成和分解作用。一方面，生物 体不断从周围环境中摄取物质，通过 一系列生化反应，转变为自己的组成 部分；另一方面，将原有的组成成分 经过一系列生化反应，分解成不能在 利用的物质排出体外，不断地进行自 我更新。生物体通过新陈代谢所产生 的生命现象是建立在合成代谢与分解 代谢矛盾对立和统一的基础上的，它 们之间既相互联系、相互依存，又相 互制约。
❖阻断代谢途径的方法有：造成微生物营 养缺陷性、使用抗代谢物、专一性抑制 剂等。
❖（1）微生物营养缺陷性（微生物基因突 变型）
❖采取诱变剂使微生物的基因发生突变， 从而造成某种酶缺损，代谢途径中断， 缺损酶前面的中间产物会大量积累，致
❖应用实例：乳糖的代谢机理。
❖利用微生物的遗传突变型研究新 陈代谢机制，比利用其他生物有 以下优越性：
❖2、活体外实验
❖ 用从生物体分离出来的组织切片， 组织匀浆或体外培养的细胞、细胞器及 细胞抽提物进行中间代谢实验研究称为 活体外实验，用“in vitro”表示。
❖典型例子：糖酵解、三羧酸循环、氧化 磷酸化等。
❖（二）代谢途径的探讨方法
❖ 探讨物质代谢途径的常用方法有： 代谢平衡实验、代谢障碍实验、代谢物 质标记追踪实验、特征性酶鉴定实验、 核磁共振波实验等。其中最有效的是代 谢物质标记追踪实验和核磁共振实验。
❖（二）新陈代谢的内容
❖1、包括：物质代谢和能量代谢。
❖（1）物质代谢：重点讨论各种生理活性 物质（如糖、蛋白质、脂类、核酸等） 在细胞内发生酶促反应的途径及调控机 理，包含旧分子的分解和新分子的合成；
❖（2）能量代谢：重点讨论光能或化学能 在细胞内向生物能（ATP）转化的原理和 过程，以及生命活动对能量的利用。
❖这是探索代谢途径最有效的方法。
❖标记方法有：化学标记法、同位素标记 法。
❖（1）化学标记法
❖1904年，德国F.Knoop首次用苯环标记 脂肪酸探讨中间代谢途径，提出著名的 脂肪酸β-氧化学说。
❖缺点：化学标记法使天然代谢物分子结
❖（2）同位素标记法