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3.1 生物能量学

生物能量学 Bioenergetics生物系统内的能量流动,主要涉及将富含化学能量的三大营养物质 macronutrients (碳水化合物/糖 carbohydrate,蛋白质 protein,脂质 fats) 转化为生物可利用的能量形式的过程。新陈代谢 met ......

生物能量学 Bioenergetics

  • 生物系统内的能量流动,主要涉及将富含化学能量的三大营养物质 macronutrients (碳水化合物/糖 carbohydrate,蛋白质 protein,脂质 fats) 转化为生物可利用的能量形式的过程。
  • 新陈代谢 metabolism:生物系统内 分解&合成 / 放能&吸能过程的总和
  • 分解代谢 catabolism:通过分解化学键,将大分子物质分解为小分子物质,同时释放能量的过程 (e.g.蛋白质分解为氨基酸 amino acids)
  • 合成代谢 anabolism:利用分解反应产生的能量,将小分子物质合成为大分子物质的过程 (e.g. 氨基酸合成蛋白质)



合成&分解反应

  • 放能反应 exergonic reactions:释放能量,多为分解反应
  • 吸能反应 endergonic reactions:需要能量,包括:合成反应 & 肌肉收缩

三磷酸腺苷 adenosine triphosphate (ATP)

  • 将分解代谢/放能反应产生的能量传递到吸能反应中,供给肌肉活动&生长
  • 组成:①腺苷 - Ⅰ腺嘌呤 adenine (含氮碱基) & Ⅱ 核糖 ribose (五碳糖);②三个磷酸基团 phosphate groups
  • 水解 hydrolysis:一分子ATP分解产生能量的过程需要一分子水,由三磷酸腺苷酶 ATPase催化反应
  1. 肌球蛋白ATP酶 myosin ATPase:横桥循环过程所需的ATP水解
  2. 肌浆网钙ATP酶 calcium ATPase:将钙泵回肌浆网所需的ATP水解
  3. 纳-钾ATP酶 sodium-potassium ATPase:维持去极化后,肌膜两侧的浓度梯度
  • ATP水解生成ADP (二磷酸腺苷),游离磷酸分子,氢离子,大量能量:
  • ADP 可进一步分解产生 AMP (一磷酸腺苷)




    • ATP属于高能量分子,其化学键中储存了大量能量
      • 肌肉细胞中ATP储量有限,需持续生产ATP供应肌肉活动
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