1、第四章 新陳代謝首 頁主菜單1、新陳代謝是生命的基本特征。2、概念：是機體與外界環境進行物質交換和能量轉化，以實現自我更新的過程。3、包括物質代謝和能量代謝。新陳代謝:（物質代謝和能量代謝）物質代謝大分子分解為小分子釋放能量需要能量小分子合成為大分子分解代謝合成代謝能量代謝新陳代謝的特征2、代謝途徑的區域化3、代謝途徑的單向性 ( 代謝中的限速酶 )1、代謝途徑的多樣性、復雜性4、代謝途徑的可調節性首頁主菜單第一節 生命物質及功能首 頁組成人體的生命物質有蛋白質，核酸，糖類，脂類，水，無機鹽等。維生素是維持機體生長和健康必需的一類小分子有機物，雖不是組成人體的物質，也不能氧化供能，但是生理活動

2、所必需的。 一 蛋 白 質 1、催化功能 酶A、蛋白質是一切生物體的組成成分(一) 蛋白質的重要性和分子組成 B、蛋白質與生命有著密切的聯系：2、調節功能 激素3、保護和支持功能 膠原蛋白4、運輸功能 Hb （攜氧）首 頁主菜單5、收縮和運動功能 肌動蛋白、肌球蛋白 6、防御功能 免疫球蛋白7、識別功能 受體8、凝血功能 凝血因子 1.主要元素 C、H、O、N、S蛋白質的分子組成A.蛋白質的元素組成及特點2.特征元素 NB.蛋白質的基本單位 氨基酸 組成人體蛋白質的氨基酸共有20種。首 頁主菜單極性氨基酸堿性氨基酸: 賴、精、組酸性氨基酸: 天冬、谷首 頁主菜單中性氨基酸: 甘、丙、纈、亮、異

3、亮、苯丙、色、甲硫（蛋）、脯、絲、蘇、酪、半胱、天冬酰胺、谷氨酰胺 (三) 蛋白質的分子結構A、肽鍵和多肽鏈 1、氨基酸之間的連接鍵 - 肽鏈氨基酸與蛋白質氨基酸是組成蛋白質的原材料，組成人體的蛋白質雖然只有20種，但人體的蛋白質卻有10多萬種。為什么人體內會有如此多種類的蛋白質？這一切是因為肽鏈的單一性和多肽鏈盤曲、折疊的多樣性決定的。氨基酸：含有羧基（COOH）和氨基（NH2）的一類有機化合物的通稱。肽鍵：一個氨基酸分子中的-羧基（COOH）和另一個氨基酸分子中的-氨基（NH2），脫水縮合形成的化學鍵稱為肽鍵，這個化合物稱為二肽。二肽再與第三個氨基酸分子脫水縮合形成三肽，依次類推可形成三肽

4、、四肽、五肽以至多肽。H2N-CH -COOHRH2N-CH -COOHRH-N-CH -COOHRHH2N-CH -C-OHRO N-CH -COOHRHH2N-CH -CRONHH2N-CH-CO-R -CH -COOHR肽 鍵（ H2O）H-N-CH -COOHRH（ 二 肽 ）H2N-COOHC-末端N-末端OHH返 回主菜單2、蛋白質的分子結構肽鏈的兩個末端：氨基末端（N-末端）和羧基末端（C-末端）。主鏈和側鏈蛋白質只有形成特定的立體空間結構之后，才具有生物學功能。其空間結構是通過各種化學鍵、作用力、自身螺旋折疊而形成的。（圖）3、蛋白質結構和功能的關系空間結構的不同決定了蛋白質具

5、有不同的功能。空間結構的改變可以使蛋白質的功能增強或減弱，甚至失活。稱為蛋白性變性。空間結構改變的因素有：高溫、高壓、紫外線、強酸、強堿、重金屬、有機溶劑等。蛋白質變性后表現為溶解度降低、易被水解（與氨基酸脫水縮合相反的過程）。 4、蛋白質的分類按化學組分單純蛋白質結合蛋白質 僅有 AA 組成 蛋白質部分+ 非蛋白質部分類 別輔 基實 例 核酸病毒蛋白質、染色體核蛋白質糖類受體蛋白、蛋白聚糖脂類CM、VLDL、LDL、HDL磷酸乳汁中的酪蛋白、卵黃磷蛋白色素血紅蛋白、黃素蛋白、細胞色素核蛋白糖蛋白脂蛋白磷蛋白色蛋白金屬蛋白金屬鐵蛋白、銅蘭蛋白、鈣調蛋白主菜單5、蛋白質在機體中的分布和作用含量：

6、占總重量的20%，干重量的45%。在機體中的作用：構成細胞和生物體；調節細胞和生物體新陳代謝，如激素；運輸作用，如細胞膜上的載體；抗體，如免疫球蛋白；受體，起信號傳導，如第二信使。二、核酸核酸是細胞內最重要的大分子物質，它是遺傳信息的載體，控制著蛋白質的生物合成，對機體的生長、發育、繁殖、遺傳和變異等各種生命活動起主導作用。（一）核酸的組成是由數十至數百萬個核苷酸聚合而成的復雜化合物。核苷酸是由磷酸、戊糖和含氮堿基組成，戊糖有核糖、脫氧核糖兩種，堿基有嘌呤堿和嘧啶堿兩類。磷 酸核 苷A、GU、C、T戊 糖堿 基嘌呤堿嘧啶堿核糖脫氧核糖核苷酸戊糖(核糖、五碳糖)（二）核酸的種類核酸核糖核酸（RN

7、A）+脫氧核糖核酸（DNA）。RNADNA組 成磷 酸磷 酸戊 糖核 糖脫氧核糖堿基嘌 呤嘧 啶A GUCT(三)、核酸的分子結構A、DNA的空間結構1.分子大小與組成 DNA是目前分子量最大的生物大分子 A、G、T、C 和 脫氧核糖 及磷酸2.一級結構 概念 DNA鏈中 A、T、C、G 的序列 脫氧核糖核苷酸之間以磷酸二酯鍵相連首 頁主菜單3.空間結構（二級結構） 雙螺旋結構(1)、結構要點： 逆向平行雙螺旋（教材圖） 兩鏈之間有特定的堿基互補規律（堿基配對）A TG C（ 通過兩個氫鍵相連 ）（ 通過三個氫鍵相連 ） 雙螺旋結構的穩定依靠堿基對間的氫鍵(2)、生物學意義： 提出了遺傳信息的

8、貯存方式、DNA的復制機理 是DNA復制、轉錄和翻譯的分子基礎首 頁主菜單B、RNA的空間結構（單鏈）（一）分子組成與一級結構A、G、U、C 及 核糖、磷酸RNA鏈中A、G、U、C 的序列 2、一級結構： 1、組成： （二）二級結構（以 t RNA 的二級結構 為例） 3-末端：CCA-OH 反密碼環頂端：反密碼子（攜帶AA的部位）（識別mRNA上特定的密碼子）三葉草形t RNA 的二級結構 首 頁主菜單DNA、RNA及功能的實現（第五節）以DNA（雙鏈結構）為模板，通過轉錄合成與DNA堿基互補的RNA（單鏈），從而將遺傳信息傳遞到RNA，然后以mRNA為模板，由mRNA的堿基排列順序所組成的

9、密碼指導蛋白質合成中的氨基酸排列順序，合成蛋白質分子的過程稱為翻譯。密碼：三個連續的堿基為一個密碼，對應一種氨基酸，如CAA對應纈氨酸，GTA對應組氨酸。三磷酸腺苷（ATP）ATP是人體內最主要的高能有機物。生物化學把水解時釋出的能量大于30KJ/mol的含磷酸酯鍵或硫酯鍵的化合物統稱為高能化合物。 ADP+H3PO4 ATP+H2O線粒體的主要任務是生產ATP。（P12）能量能量A堿基戊糖核苷P一磷酸腺苷（AMP）P腺苷二磷酸（ADP）P腺苷三磷酸（ATP）O主菜單返 回三、酶酶：是活細胞產生的，在體內外都能起催化作用的蛋白質。酶的重要性：機體的物質代謝是由一系列的化學反應組成，而這些化學反

10、應幾乎都是在酶的催化下完成的，任何一種酶的結構或數量的異常，都會導致相應物質代謝的障礙，甚至引起疾病。蠶豆病蠶豆病廣東興寧是蠶豆病最多的地區，上世紀60年代在蠶豆收獲季節曾經暴發。該病表現為由溶血引起貧血、黃疸、血樣尿、惡心、嘔吐，嚴重的昏迷、抽搐等。病因是因為患者體內缺乏葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺乏，吃食大量（有些患者少量也可發病）蠶豆導致。這是一種典型的因缺乏酶而導致的疾病。常用術語：酶促反應底物產物酶活性酶失活分類：單純酶：完全由蛋白質組成。結合酶：由蛋白質（酶蛋白）部分和非蛋白質（輔助因子）部分組成。 金屬離子和維生素是輔助因子的成分，如第二信使學說中的Mg2+，基因表達學說中的Ca2+

11、（P275）等。輔酶：與酶蛋白結合疏松 如：NAD+（輔酶），NADP+（輔酶）輔基：與酶蛋白結合緊密 如：FAD（黃素腺苷嘌呤二核苷酸）輔助因子的種類酶 原概念：有些酶在細胞內合成時或初分泌時沒有催化活性，這種無活性的酶的前身物稱為酶原。激活：酶原在一定條件下可轉變為有活性的酶，此過程稱為酶原激活。生理意義：避免細胞產生的蛋白酶對細胞本身進行自身消化。保證酶在特定的部位或特定的情況下發揮作用。酶作用的特點高度專一性：酶對其作用的底物有嚴格的選擇性并產生一定的產物。高度的催化效率：比一般催化劑強而且速度很快。高度的不穩定性：凡是能使蛋白質變性的因素都可導致酶的失活。（三）影響酶促反應速度的因素

12、1、底物濃度底物濃度較低時，反應速度與底物濃度呈正比關系。底物濃度較高時，反應速度隨底物濃度的增加而加速。底物濃度增加到一定濃度時，反應速度不再增加。底物濃度反應速度2、酶濃度底物濃度足夠的情況下，反應速度與酶濃度呈正比。3、溫度高溫和低溫均影響降低反應速度。酶促反應速度最快時的溫度稱為酶的最適溫度，一般接近體溫，發熱會影響體內酶的活性。高溫滅菌4、PH酶的最適PH：使酶促反應達到最大值的PH。5、激活劑使酶由無活性轉變為有活性或使酶的活性增強的物質。6、抑制劑能降低酶的活性而又不引起酶蛋白變性的物質稱為酶的抑制劑。不可逆性抑制：抑制劑與酶蛋白以共價結合。 重金屬離子與巰基酶分子中的巰基共價結

13、合 有機磷殺蟲劑與膽堿酯酶結合可逆性抑制：抑制劑與酶蛋白以非共價疏松結合。 如競爭性抵制：磺胺類藥物、抗代謝類抗癌藥(四) 酶在臨床上的應用1、酶與疾病發生酶的質、量異常可致疾病（白化病 / 蠶豆病）2、酶與疾病的診斷肝炎：轉氨酶升高心肌炎、心肌梗死：肌酸激酶升高胰腺炎：淀粉酶升高部分惡性腫瘤：CA-125、153、199明顯升高。3、酶與疾病的治療多酶片：助消化糜蛋白酶、木瓜蛋白酶：外產清創、凈化傷口。四、維生素維生素：是一類維持機體正常生理功能所必需，但在人體內不能正常合成或合成數量不能滿足機體需求，必須由食物提供的小分子有機物。作用：不能氧化功能，也不構成組織細胞的成分，主要參與物質代謝

14、與能量代謝。脂溶性：A、D、E、K，可在肝臟貯存，過量中毒。水溶性：B1、B2、B6、B12、C、PP、泛酸、葉酸、生物素等。體內不貯存，過多隨尿排出。五、水與無機鹽體液的分布和含量體液（60%）細胞內液（40%）細胞外液（20%）組織間液（15%）血 漿（5%）體液：體內的水分及溶解于水中的無機鹽和有機物的總稱。電解質：因體液中的小分子有機物和蛋白質等常以帶電荷的離子形式存在，故名。電解質紊亂可造成嚴重后果，臨床應及時糾正。一 概 述二 糖的分解代謝三 糖原合成和分解四 糖異生五 血 糖第二節 糖代謝首頁主菜單糖的主要生理功能 - 氧化產能（第一能源物質）體內糖代謝概況無氧酵解有氧氧化 磷酸

15、戊糖途經分解代謝糖原合成和分解糖異生血糖 糖在體內的利用、運輸形式血糖和糖原糖原 糖在體內的貯存形式生物膜組分（糖脂/糖蛋白）一、糖代謝的基本情況首頁主菜單（一）糖酵解1、基本概念2、基本反應階段 無 O2 胞 液 G 2 乳 酸 1、G 6 -P 2、6-P 3-P-甘 油 醛 3、3-P-甘油醛 丙 酮 酸 4、丙 酮 酸 乳 酸首頁主菜單3、生理意義：缺氧情況下供能的重要方式（1分子葡萄糖酵解生成2分子ATP）生理性缺氧：劇烈運動病理性缺氧：大失血、休克、呼吸功能障礙。終產物是乳酸。是成熟紅細胞供能的主要方式。（二）、糖的有氧氧化概念：葡萄糖在有氧條件下，徹底氧化分解生成CO2和H2O并

16、釋放大量能量的過程。反應過程： G CO2 + H2O + ATP生理意義：體內糖氧化供能的主要途徑；1分子葡萄糖有氧氧化可凈生成36或38分子ATP。無氧酵解有氧氧化 起 始 物 終 產 物 對O2 的需求 產 能 部 位 產 能 數 量G或 Gn G或 Gn 乳酸 CO2、H2O 無O2 有O2胞 液 線 粒 體少 (2 ) 多 (38 ) 有氧氧化和無氧酵解的比較返 回首 頁主菜單（三）磷酸戊糖途徑概念：葡萄糖生成5-磷酸核糖和NADPH（還原性輔酶2）的過程。反應過程：生理意義：提供磷酸核糖，為核酸合成提供原料；維持細胞，特別是紅細胞的完整。（蠶豆病病人因為缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶，故

17、不能通過此途徑生成NADPH，紅細胞容易破裂）（四）糖原的合成和分解糖原：由若干個葡萄糖以糖苷鍵相連接而成的具有大分子化合物。糖原的合成：由葡萄糖合成糖原的過程。糖原的分解：肝糖原分解為葡萄糖的過程。肌糖原的分解過程：肌糖原 乳酸 肝臟（糖異生） 葡萄糖酵解（五）糖異生概念：由非糖物質轉變為葡萄糖或糖原的過程。原料（非糖物質）：甘油、生糖氨基酸、有機酸（乳酸、丙酮酸等）。主要在肝臟進行。生理意義：維持血糖的相對穩定；有效利用乳酸，防止酸中毒；氨基酸代謝途徑之一。血糖：血液中的葡萄糖，正常人清晨空腹血糖濃度為：3.96.1mmol/L。血糖的來源和去路： 血糖3.96.1 食物中糖 肝糖原 甘油

18、、乳酸氧化產能合成糖原轉變為非糖物質 尿 糖 8.9 mmol / L二、血糖首頁主菜單血糖的調節及血糖的異常血糖的調節：1、降低血糖的激素 胰島素2、升高血糖的激素 胰高血糖素、腎上腺素、糖皮質激素、生長素。高血糖：空腹血糖濃度高于7.27.6，如血糖高于腎糖閥時會出現尿糖。低血糖：低于3.33.9。第三節 脂類代謝儲能與供能維持體溫保護內臟脂類的種類、分布和意義脂類 脂 肪 （甘油三酯）類脂磷脂膽固醇作為生物膜的重要組分參與神經髄鞘的構成糖脂膽固醇在體內可轉變為膽汁酸鹽、VitD3及類固醇激素等重要物質主菜單脂類的主要生理功能儲能與供能：脂肪徹底氧化產生的能量比等量的糖或蛋白質高一倍多，1

19、克脂肪徹底氧化產生約37.7KJ能量，1克葡萄糖或蛋白質徹底氧化產生的能量約17KJ。空腹時，體內所需能量50%以上來自脂肪，禁食13天，約85%的能量來自脂肪。（中醫有一種養生方法叫辟谷）維持正常生物膜的結構與功能：磷脂和膽固醇構成生物膜。防止體溫散失保護內臟：緩沖沖擊。構成神經髓鞘，起絕緣作用。膽固醇是以下物質的原料：膽汁酸、維生素D3、性激素、腎上腺皮質激素。一、脂肪代謝的基本情況（一）、脂肪的分解代謝1、 脂肪的水解TGH2O 脂肪酸H2O 脂肪酸H2O 脂肪酸TG脂肪酶DG脂肪酶MG脂肪酶 DGMG甘 油主菜單2、甘油的代謝： 運送到肝、腎、小腸粘膜等組織代謝，可氧化供能，也可異生為

20、糖。3、脂肪酸的氧化：部位：胞液和線粒體1分子軟脂酸徹底氧化為CO2 和H2O，生成129分子的ATP。4、酮體的生成和利用：1）酮體的生成：脂肪酸在肝內部分未徹底氧化，轉化為：乙酰乙酸、 -羥丁酸、丙酮2）酮體的利用： 肝臟缺乏利用酮體的酶，肝內生成的酮體需運到肝外組織被利用。 乙酰乙酸、羥丁酸：氧化產能 丙酮：隨尿排出或呼吸道排出3）酮體代謝的生理意義（有利也有弊）：肝臟輸出的特殊的能源物質，作為大腦及肌肉組織的重要能源，當體內葡萄糖不足時，腦主要依靠酮體提供能量。酮體過多導致酮癥酸中毒： 在饑餓及糖尿病時，脂肪分解加強，酮體生成過多，超過肝外利用能力，引起血中酮體升高，稱酮血癥。酮癥酸中

21、毒：因酮體中的乙酰乙酸、 -羥丁酸都是酸性物質，酮血癥患者如果體內酸性物質不斷的積累，可出現代謝性酸中毒，即酮癥酸中毒，病人表現食欲減退、惡心、嘔吐、脫水等。正常人體液PH范圍為7.357.45，當PH7.2時，病人可出現深大呼吸，以利于呼吸排酸，呼吸中有爛蘋果氣味，當PH7.0時，病人可出現呼吸麻痹，意識障礙等。（二）脂肪的合成代謝：肝臟不儲存脂肪，以極低密度脂蛋白形式運到肝外。脂肪組織合成的脂肪就貯存在脂肪組織中。小腸利用食物提供的原料合成脂肪，以乳糜微粒的形式運往全身。體內合成脂肪的原料是：磷酸甘油：來源于甘油的磷酸化和糖酵解。脂肪酰CoA：脂肪酸活化生成脂肪酰CoA。（葡萄糖有氧氧化生成乙酰CoA，乙酰CoA可合成脂肪酸。）脂肪的合成：以磷酸甘油及脂肪酰CoA為原料，在脂肪酰基轉移酶、磷酸酶及甘油二脂酰轉移酶的催化下合成脂肪。二、血脂1、概念血漿中所含的脂類統稱為血脂。主要包括三酰甘油（甘油三酯）、磷脂、膽固醇、膽固醇酯及游離脂肪酸。2、血脂的來源從食物中攝取的脂類經消化吸收入血。體內肝、脂肪細胞以及其它組織中的脂類釋放入血。高脂血癥概念：血脂濃度高于正常稱為高脂