课件

O HO－P－O－
O－
O－ HO－P=O
O－
O－ HO－P－O－
O
O－ HO=P－O
O－
ATP在能量转换中的作用
ATP作为磷酸基团 共同中间传递体
化合物
水解 ΔG°´
磷酸烯醇式丙酮酸 －61.9
氨甲酰磷酸
－51.4
1，3-二磷酸甘油酸 －49.3
磷酸肌酸
－43.1
磷酸精氨酸
－33.5
ATP→ADP+Pi
4-2 自由能及氧化还原电位
生物氧化反应的自由能变化
1. 自由能（G）
பைடு நூலகம்
单位： J / mol或kJ / mol
A 恒温恒压 B △G = △H － T△S
式中：△G代表自由能变化 △H为体系的焓变化 T为热力学温度 △S代表体系熵变化
1. 自由能（G）
A
B
GB － GA ＝ ΔG
若 GA ＞ GB ΔG ＜0 放能，反应能自发的正向进行 GB ＞ GA ΔG ＞0 吸能，反应不能自发进行 GA ＝ GB ΔG ＝ 0 反应处于平衡，反应可逆
乙酰磷酸
－42.3kJ／mol －61.9 kJ／mol
磷酸烯醇式丙酮酸 －43.1kJ／mol －30.5 kJ／mol
20.92kJ／mol以 上
磷酸肌酸
ATP的结构特点
★ ATP含有2个高能酸酐键，易于水解放能
反应物不稳定
酸酐键
O
O
O
腺苷 －O－P－O～P－O～P－O－
O－ O－ O－ △G0’=-30.5kJ/mol 产物稳定 ★ ATP水解产生的Pi是共振杂化物，稳定。
2. ΔG 的测定
A
B
生化标准自由能变化（ ΔG°´）
（1） 标准自由能变化（ ΔG°）
标准状况： 1个大气压，25℃，反应物和 产物的浓度均为1mol/L，pH = 0
pH = 7
△G= △G°′+RT ㏑ [B]eq
[B] 当反应达到平衡时， ΔG = 0， [A]
[A]eq = K´eq
0 = ΔG°´+RTlnK´eq
= －2.97 kJ ／mol
3. 氧化还原电位与自由能的关系
（1）生化标准氧化还原电位（ E°´）
25℃，pH=7，压力为0.1 MPa，参加反应物的 浓度为1mol·L－1，氧化态物质与还原态物质与标 准 电极组成原电池测定得到的氧化还原电位。
E°´越小，供电子倾向越大，即还原能力越强；反之 亦然
－30.5
磷酸葡萄糖
－20.9
6-磷酸果糖
－15.9
6-磷酸葡萄糖
－13.8
3-磷酸甘油
－ 9.2
转移势能 ΔG°´
61.9 51.4 49.3 43.1 33.5 30.5 20.9 15.9 13.8 9.2
= － 2.303×8.31×10-3×298×lg0.0475
= + 7.58 kJ ／mol
ΔG = ΔG°´+ 2.303 R T lg —[3—-磷—酸—甘—油—醛—]— [磷酸二羟丙酮 ]
= +7.58 + 2.303×8.31 ×10-3×298 ×lg——3—×—10—－ 6— 2 ×10－ 4
ΔG°´= － RTlnK´eq 转换成常用对数，ΔG°´= － 2.303RT lgK´eq
举例用K´求ΔG°´和ΔG 磷酸二羟丙酮
已知： 2 ×10－4／mol
3-磷酸甘油醛 3 ×10－6／mol
求：
K´ = 0.0475
ΔG°´= － RTlnK´
ΔG°´= －2.303 R T lg K´
ΔG°´=－nF ΔE°´
乳酸 + NAD+ E°´= － 0.19V E°´= － 0.32V
= － 0.19 －（ － 0.32） = + 0.13 V
ΔG°´=－nF ΔE°´ = －2×96.403 ×0.13 = － 25.1 kJ ／mol
高能磷酸化合物 磷酸化的
1. 高能化合物类型 非磷酸化的
（2） 根据E°´计算ΔG °´
氧化还原电位与自由能的关系: ΔG°´=－nF ΔE°´
式中：n为转移电子数， F为法拉弟常数96.403 kJ/V•mol (或 23.063 kcal/V•mol)
举例：根据E°´计算ΔG °´
丙酮酸 + NADH + H+ 丙酮酸／乳酸 NAD+ ／ NADH +H+