第一节 概 述

第一节概述

1、生物氧化的概念

生物氧化（B i o l o g i c a l O x i d a t i o n）

物质在生物体内氧化分解的过程称为生物氧化，主要是指糖、脂肪、蛋白质等有机物在生物体内分解时逐步释放能量，最终生成C O2和H2O的过程。

生物氧化的主要生理意义是为生物体提供能量。

2、生物氧化的过程

3、生物氧化的特点

4、生物氧化的方式

5、生物氧化中C O2的生成方式

⏹C O2的生成并不是有机物的碳原子与吸入的氧直接化合的结果；

⏹糖、脂肪、蛋白质等在体内的代谢过程中会产生许多不同的有机酸，有机酸中的

羧基（－C O O H）的形成不是碳与分子氧的直接结合；

⏹－C O O H中的氧来自水分子中，通过加氢、加水、脱氢进入有机物分子形成有机

酸。有机酸脱羧产生C O2；

⏹它是所有生物组织中产生C O2的最根本方式。

（一）α－脱羧反应

6、H2O的生成

（1）生物能和ATP

⏹ATP是生物能存在的主要形式；

⏹ATP是能够被生物细胞直接利用的能量形式；

⏹生物化学反应与普通的化学反应一样,也服从热力学的规律。ATP的作用

高能键：

含有容易断裂的“活泼键”，水解时可释放大于21KJ/mol的能量，常用符号 表示。

磷氧键型（－O~P)

酰基磷酸化合物

焦磷酸化合物

烯醇式磷酸化合物

磷氮键型

硫酯键型

甲硫键型

具有代表性的高能化合物与低能化合物

第二节线粒体氧化体系

根据是否产生能量，将生物氧化分为：

线粒体氧化体系和非线粒体氧化体系

线粒体氧化体系：真核发生在线粒体内膜上，原核

发生在内质网膜上。

非线粒体氧化体系：都发生在内质网膜上。

一、呼吸链(R e s p i r a t o r y C h a i n)

1、呼吸链的概念

2、呼吸链的组成

3、呼吸链的排列顺序

NADH呼吸链和FADH2呼吸链

NADH呼吸链

2、呼吸链的组成

（1）复合体Ⅰ（NADH一泛醌还原酶）：该复合体由NADH脱氢酶和铁硫离子组成，

将电子从NADH经FMN及铁硫蛋白传给泛醌。

（2）复合体Ⅱ（琥珀酸一泛醌还原酶）：该复合体由琥珀酸脱氢酶和铁硫离子组成，将电子从琥珀酸经FAD及铁硫蛋白传递给泛醌。

及特殊的（3）复合体Ⅲ（泛醌一细胞色素C还原酶）：该复合体由细胞色素b和C

1铁硫离子组成，将电子从泛醌经Cyt b、Cyt c1传给Cyt c。

组成，将电子从（4）复合体Ⅳ（细胞色素C氧化酶）：该复合体由细胞色素a和a

3

Cyt c经Cyt aa3传递给氧。

电子传递链中各中间体的顺序

铁硫蛋白(简写为Fe-S)是一种与电子传递有关的蛋白质，它与NADH-Q还原酶的其它蛋白质组分结合成复合物形式存在。它主要以(2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在。(2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫和两个铁原子，故称铁硫中心。铁硫蛋白通过Fe3+↔ Fe2+变化起传递电子的作用。

NADH-泛醌还原酶

简写为NADH-Q还原酶, 即复合物I，它

的作用是催化NADH的氧化脱氢以及Q的还原。

所以它既是一种脱氢酶，也是一种还原酶。

NADH-Q还原酶最少含有16个多肽亚基。它的

活性部分含有辅基FMN和铁硫蛋白。

FMN的作用是接受脱氢酶脱下来的电子和

质子，形成还原型FMNH2。还原型FMNH2可以

进一步将电子转移给Q。

NADH-Q还原酶

NADH + Q + H+ ========= NAD+ + QH

2

简写为Q或辅酶-Q（CoQ），它是电子

传递链中唯一的非蛋白电子载体。为一种

脂溶性醌类化合物。

简写为cyt. 是含铁的电子传递体，辅基为

铁卟啉的衍生物，铁原子处于卟啉环的中心，构

成血红素。各种细胞色素的辅基结构略有不同。

线粒体呼吸链中主要含有细胞色素a, b, c 和c1

等，组成它们的辅基分别为血红素A、B和C。细

胞色素a, b, c可以通过它们的紫外-可见吸收光

谱来鉴别。

细胞色素主要是通过Fe3+↔ Fe2+的互变起

传递电子的作用的。

它是电子传递链中一个独立的蛋白质电子载体，位于线粒体内膜外表，属于膜周

含有相同的辅基，但是蛋白组成则有所不同。

蛋白，易溶于水。它与细胞色素c

1

在电子传递过程中，cyt. c通过Fe3+↔ Fe2+的互变起电子传递中间体作用。

简写为cyt. c 氧化酶，即复合物IV，它是位于线粒体呼吸链末端的蛋白复合物，由12个多肽亚基组成。活性部分主要包括cyt. a和a3。

⏹cyt.a和a3组成一个复合体，除了含有铁卟啉外，还含有3个铜原子。cyt.a a3可以直接以O2为电子受体。

⏹在电子传递过程中，分子中的铜离子可以发生

Cu+ Cu2+的互变，将cyt.c所携带的电子传递给O2。

⏹琥珀酸是生物代谢过程（三羧酸循环）中产生的中间产物，它在琥珀酸-Q还原酶（复合物II）催化下，将两个高能电子传递给Q。再通过QH2-cyt, c还原酶、cyt.c和cyt.c氧化酶将电子传递到O2。

⏹琥珀酸-Q还原酶也是存在于线粒体内膜上的蛋白复合物, 它比NADH-Q还原酶的结构简单，由4个不同的多肽亚基组成。其活性部分含有辅基FAD和铁硫蛋白。

⏹琥珀酸-Q还原酶的作用是催化琥珀酸的脱氢氧化和Q的还原。

接受还原性辅酶上的氢原字对

(2H++2e)，使辅酶分子氧化，并将电子对

顺序传递，直至激活分子氧，使氧负离子

(O2-)与质子对(2H+)结合，生成水。电子

对在传递过程中逐步氧化放能，所释放的

能量驱动ADP和无机磷发生磷酸化反应，

生成ATP。

1、氧化磷酸化的概念

呼吸链传递H给氧生成水的过程，与A D P磷酸化生成A T P