最新生物化学第六章生物氧化
生物化学之生物氧化
阶段所需的能量； 供给机体生命活动所需的能量； 生成核苷三磷酸（NTP）； 将高能磷酸键转移给肌酸以磷酸肌酸 （creatine phosphate）形式储存。
提供合成代谢或分解代谢 初始阶段所需的能量
G+ATP G-6-P+ADP
脂酸+CoA+ATP
底物水平磷酸化
1,3-BP- 甘 酸 +ADP 油
3-P-甘 油 酸 激 酶
3-P-甘油酸 +ATP
丙酮酸激酶
PEP+ADP
琥珀酰CoA+Pi+GDP
丙酮酸+ATP
琥珀酸+CoA+GTP
琥 珀 酰 CoA合 成 酶
它们都通过底物脱H、 H2O、CO2形成高能键， 并直接转移给ADP或GDP形成ATP或GTP（没有 经过呼吸链）
铁硫簇(Fe4S4)
Fe
3+
+e -e
Fe
2+
呼吸链的几乎每个过程都有Fe-S参与，有9种。含非血红素 铁和对酸不稳定的硫。 主要分布在线粒体内膜上，它与NAD+或NADP+共同组成 复合体，参与电子传递：Fe3+←→Fe2+，而且两个Fe离子中 只有一个参与，所以是单电子传递
泛醌（CoQ）
O H3CO CH3 CH3 H3CO O
复合体Ⅰ：NADH-CoQ还原酶
• 功能：将电子从NADH传递给CoQ • 辅基：FMN(黄素腺嘌呤单核苷酸)，铁硫蛋白
NH2 N O
-
N
O
P
O H H OH
N O H H OR
N
生物化学 第六章生物氧化
1生物化学第六章生物氧化生物化学第六章生物氧化1.相对浓度升高时可加速氧化磷酸化的物质是 A.FAD B.UTP C.NADPH D.NADP+ E.ADP2.线粒体中呼吸链的排列顺序哪个是正确的 A.NADH-FMN-CoQ-Cyt-O 2 B.ADH 2-NAD +-CoQ-Cyt-O 2 C.FADH 2-FAD-CoQ-Cyt-O 2 D.NADH-FAD-CoQ-Cyt-O 2 E.NADH-CoQ-FMN-Cyt-O 23.2H 经过琥珀酸氧化呼吸链传递可产生的ATP 数为 A.1.5 B.2.5 C.4 D.6 E.124.体内细胞色素C 直接参与的反应是 A.叶酸还原 B.糖酵解 C.肽键合成 D.脂肪酸合成 E.生物氧化5.大多数脱氢酶的辅酶是 A.NAD + B.NADP + C.CoA D.Cyt c E.FADH 26.电子按下列各途径传递，能偶联磷酸化的是 A.Cyt —Cytaa 3 B.CoQ--Cytb C.Cytaa 3—O 2D.琥珀酸--FADE.FAD —CoQ7.生命活动中能量的直接供体是 A.三磷酸腺苷 B.脂肪酸 C.氨基酸 D.磷酸肌酸 E.葡萄糖8.下列化合物不属高能化合物的是 A.1，3-二磷酸甘油酸 B.乙酰CoA C.AMPD.氨基甲酰磷酸E.磷酸烯醇式丙酮酸9.每mol 高能键水解时释放的能量大于 A.5KJB.20KJC.21KJD.40KJE.51KJ10.关于ATP在能量代谢中的作用，错误的是A.ATP是生物能量代谢的中心B.ATP可转变为其他的三磷酸核苷C.ATP属于高能磷酸化合物D.ATP与磷酸肌酸之间可以相互转变E.当ATP较富余时，磷酸肌酸将-P转移给ADP生成ATP11.氰化物中毒抑制的是A.细胞色素 bB.细胞色素cC.细胞色素clD.细胞色素aa3E.辅酶Q12.氰化物的中毒机理是A.大量破坏红细胞造成贫血B.干扰血红蛋白对氧的运输C.抑制线粒体电子传递链D.抑制呼吸中枢，使通过呼吸摄入氧量过低E.抑制ATP合酶的活性-.CO中毒是由于A.使体内ATP生成量减少B.解偶联作用C.使Cytaa3丧失传递电子的能力，呼吸链中断D.使ATP水解为ADP和Pi的速度加快E.抑制电子传递及ADP的磷酸化14.下列化合物中除哪一项外都是呼吸链的组成成分A.CoQB.CytbC.CoAD.NAD+E.aa315.生物体内ATP最主要的来源是A.糖酵解B.TCA循环C.磷酸戊糖途径D.氧化磷酸化作用E.糖异生16.通常生物氧化是指生物体内A.脱氢反应B.营养物氧化成H2O和CO2的过程C.加氧反应D.与氧分子结合的反应E.释出电子的反应17.下列有关氧化磷酸化的叙述，错误的是A.物质在氧化时伴有ADP磷酸北生成ATP的过程B.氧化磷酸化过程存在于线粒体内C.P/O可以确定ATP的生成数D.氧化磷酸化过程有两条呼吸链E.电子经呼吸链传递至氧都产生3分子ATP2生物化学第六章生物氧化18.体内CO2来自A.碳原子被氧原子氧化B.呼吸链的氧化还原过程C.有机酸的脱羧D.糖原的分解E.真脂分解19.线粒体氧化磷酸化解偶联是意味着A.线粒体氧化作用停止B.线粒体膜ATP酶被抑制C.线粒体三羧酸循环停止D.线粒体能利用氧，但不能生成ATPE.线粒体膜的钝化变性20.各种细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是A.a→a3→b→c1→c→1/2O2B.b→a→a3→c1→c→1/2O2C.c1→c→b→a→a3→1/2O2D.c→c1→aa3→b→1/2O2E.b→c1→c→aa3→1/2O221.细胞色素b，c1，c和P450均含辅基A.Fe3+B.血红素CC.血红素AD.原卟啉E.铁卟啉22.下列哪种蛋白质不含血红素A.过氧化氢酶B.过氧化物酶C.细胞色素bD.铁硫蛋白E.肌红蛋白23.劳动或运动时ATP因消耗而大量减少，此时A.ADP相应增加，ATP/ADP下降，呼吸随之加快B.ADP相应减少，以维持ATP/ADP恢复正常C.ADP大量减少，ATP/ADP增高，呼吸随之加快D.ADP大量磷酸化以维持ATP/ADP不变E.以上都不对24.人体活动主要的直接供能物质是A.葡萄糖B.脂肪酸C.磷酸肌酸D.GTPE.ATP25.氰化物中毒时，被抑制的是A.Cyt bB.Cyt C1C.Cyt CD.Cyt aE.Cyt aa326.肝细胞胞液中的NADH进入线粒体的机制是A.肉碱穿梭B.柠檬酸-丙酮酸循环C.α-磷酸甘油穿梭3生物化学第六章生物氧化D.苹果酸-天冬氨酸穿梭E.丙氨酸-葡萄糖循环27.能直接将电子传递给氧的细胞色素是A.Cyt aa3B.Cyt bC.Cyt c1D.Cyt cE.Cyt b128.生物氧化的底物是A.无机离子B.蛋白质C.核酸D.小分子有机物E.脂肪29.2,4－二硝基苯酚抑制细胞的功能,可能是由于阻断下列哪一种生化作用而引起A.NADH脱氢酶的作用B.电子传递过程C.氧化磷酸化D.三羧酸循环E.以上都不是30.呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是A.c1→b→c→aa3→O2B.c→c1→b→aa3→O2C.c1→c→b→aa3→O2D.b→c1→c→aa3→O2E.b→c→c1→aa3→O231.下列哪种物质抑制呼吸链的电子由NADH向辅酶Q的传递：A.抗霉素AB.鱼藤酮C.一氧化碳D.硫化氢E.氰化钾32.下列哪个不是呼吸链的成员之一：A.CoQB.FADC.生物素D.细胞色素CE.Cyt aa333.ATP从线粒体向外运输的方式是：A.简单扩散B.促进扩散C.主动运输D.外排作用E.内吞作用34.生物体直接的供能物质是：A.ATPB.脂肪C.糖D.周围的热能E.阳光4生物化学第六章生物氧化35.肌肉中能量的主要贮存形式是下列哪一种？A.ADPB.磷酸烯醇式丙酮酸C.cAMPD.ATPE.磷酸肌酸36.近年来关于氧化磷酸化的机制是通过下列哪个学说被阐述的？A.巴士德效应B.化学渗透学说C.华伯氏学说D.共价催化理论E.中间产物学说37.线粒体呼吸链的磷酸化部位可能位于下列哪些物质之间？A.辅酶Q和细胞色素bB.细胞色素b和细胞色素CC.丙酮酸和NAD+D.FAD和黄素蛋白E.细胞色素C和细胞色素aa338.代谢中产物每脱下两个氢原子经典型呼吸链时产生A.水和释放能量B.一分子水和三分子ATPC.一分子水和两分子ATPD.一分子水和两分子ATP或三分子ATPE.乳酸和水39.何谓P／O比值A.每消耗一摩尔氧所消耗无机磷的克原子数B.每消耗一摩尔氧所消耗的无机磷克数C.每合成一摩尔氧所消耗ATP摩尔数D.每消耗一摩尔氧所消耗无机磷摩尔数E.以上说法均不对40.有关电子传递链的叙述，错误的是A.链中的递氢体同时也是递电子体B.电子传递的同时伴有ADP的磷酸化C.链中的递电子体同时也是递氢体D.该链中各组分组成4个复合体E.A+D41.在离体肝线粒体悬液中加入氰化物，则1分子β—羟丁酸氧化的P／O比值为A.0B.1C.2D.3E.442.甲亢病人，甲状腺分泌增高，不会出现：A.ATP合成增多B.ATP分解增快C.耗氧量增多D.呼吸加快E.氧化磷酸化反应受抑制43.呼吸链中的递氢体是A.尼克酰胺B.黄素蛋白5生物化学第六章生物氧化C.铁硫蛋白D.细胞色素E. 苯醌44.氧化磷酸化的解偶联剂是A.异戊巴比妥B.寡霉素C.铁鳌合剂D.COE.二硝基酚45.细胞色素氧化酶的抑制剂是A.异戊巴比妥B.寡霉素C.铁鳌合剂D.COE.二硝基酚46.可与ATP合成酶结合的物质是A.异戊巴比妥B.寡霉素C.铁鳌合剂D.COE.二硝基酚47.β-羟丁酸脱下的氢经呼吸链传递，最终将电子传递给A.细胞色素aa3B.H2OC.H+D.O2E.H2O+O248.ATP合成部位在A.线粒体外膜B.线粒体内膜C.线粒体膜间腔D.线粒体基质E.线粒体内膜F1-F0复合体49.体内肌肉能量的储存形式是A.CTPB.ATPC.磷酸肌酸D.磷酸烯醇或丙酮酸E.所有的三磷酸核苷酸50.细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是A.a→a3→b→c1→cB.b→a→a3→c1→cC.b→c1→c→aa3D.c1→c→b→a→a3E.c→c1→aa3→b51.运动消耗大量ATP时A.ADP增加，ATP／ADP比值下降，呼吸加快B.ADP减少，ATP／ADP比值恢复正常C.ADP大量减少，ATP／ADP比值增高，呼吸加快D.ADP大量磷酸化，以维持ATP／ADP比值不变E.以上都不对6生物化学第六章生物氧化52.对氧化磷酸化有调节作用的激素是A.甲状腺素B.肾上腺素C.肾皮质素D.胰岛素E.生长素53.线粒体内膜两侧形成质子梯度的能量来源是A.ATP水解B.磷酸肌酸水解C.电子传递链在传递电子时所释放的能量D.磷酸烯醇式丙酮酸E.磷酸酐54.氰化物中毒致死的原因是A.抑制了肌红蛋白的Fe3+B.抑制了血红蛋白的Fe3+C.抑制了Cyt b中的Fe3+D.抑制了Cyt c中的Fe3+E.抑制了Cyt aa3中的Fe3+55.细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是A.a→a3→b→c→c1B.a3→b→c→c1→aC.b→c1→c→aa3D.b→c1→c→aa3E.c1→c→aa3→b56.通常，生物氧化是指生物体内A.脱氧反应B.营养物氧化成H2O和CO2的过程C.加氧反应D.与氧分子结合的反应E.释出电子的反应57.CO和氰化物中毒致死的原因是A.抑制Cytc中Fe3+B.抑制Cytaa3中Fe3+C.抑制Cytb中Fe3+D.抑制血红蛋白中Fe3+E.抑制Cytc1中Fe3+58.能使氧化磷酸化减慢的物质是A.ATPB.ADPC.CoASHD.还原当量E.琥珀酸59.有关P∕O比值的叙述正确的是A.是指每消耗1mol氧分子所消耗的无机磷的摩尔数B.是指每消耗1mol氧分子所消耗的ATP的摩尔数C.是指每消耗1mol氧原子所消耗的无机磷的摩尔数D.P∕O比值不能反映物质氧化时生成ATP的数目E.P∕O比值反映物质氧化时生成NAD﹢的数目60.各种细胞色素在呼吸链中的排列顺序是A.c→b1→c1→aa3→O2B.c→c1→b→aa3→O2C.c1→c→b→aa3→O27生物化学第六章生物氧化D.b→c1→c→aa3→O2E.c→b1→b→aa3→O261.线粒体外NADH经α-磷酸甘油穿梭作用进入线粒体进行氧化磷酸化，产生几分子ATPA.0B.1C.2D.3E.4-.CO中毒是由于A.使体内ATP生成量减少B.解偶联作用C.抑制电子传递及ADP的磷酸化D.使ATP水解为ADP和Pi的速度加快E.使Cytaa3丧失传递电子的能力，呼吸链中断63.正常生理条件下控制氧化磷酸化的主要因素是A.O2的水平B.ADP的水平C.线粒体内膜的通透性D.底物水平E.酶的活力64.2H经过琥珀酸氧化呼吸链传递可产生的ATP数为A.1.5B.3C.4D.6E.1265.2H经过NADH氧化呼吸链传递可产生的ATP数为A.2B.2.5C.4D.6E.1266.线粒体中呼吸链的排列顺序哪个是正确的A.NADH-FMN-CoQ-Cyt-O2B.FADH2-NAD+-CoQ-Cyt-O2C.FADH2-FAD-CoQ-Cyt-O2D.NADH-FAD-CoQ-Cyt-O2E.NADH-CoQ-FMN-Cyt-O267.氰化物中毒时被抑制的细胞色素是A.细胞色素b560B.细胞色素b566C.细胞色素c1D.细胞色素cE.细胞色素aa368.细胞色素aa3除含有铁以外，还含有A.锌B.锰C.铜D.镁E.钾8生物化学第六章生物氧化69.呼吸链存在于A.细胞膜B.线粒体外膜C.线粒体内膜D.微粒体E.过氧化物酶体70.呼吸链中可被一氧化碳抑制的成分是A.FADB.FMNC.铁硫蛋白D.细胞色素aa3E.细胞色素c71.下列哪种物质不是NADH氧化呼吸链的组分A.FMNB.FADC.泛醌D.铁硫蛋白E.细胞色素c72.哪种物质是解偶联剂A.一氧化碳B.氰化物C.鱼藤酮D.二硝基苯酚E.硫化氰73.ATP生成的主要方式是A.肌酸磷酸化B.氧化磷酸化C.糖的磷酸化D.底物水平磷酸化E.有机酸脱羧74.呼吸链中细胞色素排列顺序是A.b→c→c1→aa3→o2B.c→b→c1→aa3→o2C.c1→c→b→aa3→o2D.b→c1→c→aa3→o2E.c→c1→b→aa3→o275.有关NADH哪项是错误的A.可在胞液中形成B.可在线粒体中形成C.在胞液中氧化生成ATPD.在线粒体中氧化生成ATPE.又称还原型辅酶Ⅰ76.下列哪种不是高能化合物A.GTPB.ATPC.磷酸肌酸D.3-磷酸甘油醛E.1,3-二磷酸甘油酸77.由琥珀酸脱下的一对氢，经呼吸链氧化可产生A.1分子ATP和1分子水B.3分子ATPC.3分子ATP和1分子水9生物化学第六章生物氧化D.2分子ATP和1分子水E.2分子ATP和2分子水78.呼吸链中不具质子泵功能的是A.复合体ⅠB.复合体ⅡC.复合体ⅢD.复合体ⅣE.以上均不具有质子泵功能79.关于线粒体内膜外的H+浓度叙述正确的是A.浓度高于线粒体内B.浓度低于线粒体内C.可自由进入线粒体D.进入线粒体需主动转运E.进入线粒体需载体转运80.心肌细胞液中的NADH进入线粒体主要通过A.α-磷酸甘油穿梭B.肉碱穿梭C.苹果酸—天冬氨酸穿梭D.丙氨酸－葡萄糖循环E.柠檬酸－丙酮酸循环81.丙酮酸脱下的氢在哪个环节上进入呼吸链A.泛醌B.NADH－泛醌还原酶C.复合体ⅡD.细胞色素c氧化酶E.以上均不是82.关于高能磷酸键叙述正确的是A.实际上并不存在键能特别高的高能键B.所有高能键都是高能磷酸键C.高能磷酸键只存在于ATPD.高能磷酸键仅在呼吸链中偶联产生E.有ATP参与的反应都是不可逆的83.机体生命活动的能量直接供应者是A.葡萄糖B.蛋白质C.乙酰辅酶AD.ATPE.脂肪84.参与呼吸链递电子的金属离子是A.铁离子B.钴离子C.镁离子D.锌离子E.以上都不是85.离体肝线粒体中加入氰化物和丙酮酸，其P/O比值是A.2B.3C.0D.1E.486.离体线粒体中加入抗霉素A，细胞色素C1处于A.氧化状态10生物化学第六章生物氧化B.还原状态C.结合状态D.游离状态E.活化状态87.甲亢患者不会出现A.耗氧增加B.ATP生成增多C.ATP分解减少D.ATP分解增加E.基础代谢率升高88.下列哪种物质不抑制呼吸链电子传递A.二巯基丙醇B.粉蝶霉素AC.硫化氢D.寡霉素E.二硝基苯酚89.关于细胞色素哪项叙述是正确的A.均为递氢体B.均为递电子体C.都可与一氧化碳结合并失去活性D.辅基均为血红素E.只存在于线粒体90.不含血红素的蛋白质是A.细胞色素P450B.铁硫蛋白C.肌红蛋白D.过氧化物酶E.过氧化氢酶91.下列哪种酶以氧为受氢体催化底物氧化生成水A.丙酮酸脱氢酶B.琥珀酸脱氢酶C.SODD.黄嘌呤氧化酶E.细胞色素C氧化酶92.下列哪种底物脱下的一对氢经呼吸链氧化生成水，其P/O比值约为3A.琥珀酸B.脂酰辅酶AC.α-磷酸甘油D.丙酮酸E.以上均不是93.高能磷酸键的贮存形式是A.磷酸肌酸B.CTPC.UTPD.TTPE.GTP94.参与构成呼吸链复合体Ⅱ的是A.细胞色素aa3B.细胞色素b560C.细胞色素P45011生物化学第六章生物氧化D.细胞色素c1E.细胞色素c95.参与构成呼吸链复合体Ⅳ的是A.细胞色素aa3B.细胞色素b560C.细胞色素P450D.细胞色素c1E.细胞色素c96.可与ATP合酶结合的是A.氰化物B.抗霉素AC.寡霉素D.二硝基苯酚E.异戊巴比妥97.氧化磷酸化抑制剂是A.氰化物B.抗霉素AC.寡霉素D.二硝基苯酚E.异戊巴比妥98.氧化磷酸化解偶联剂是A.氰化物B.抗霉素AC.寡霉素D.二硝基苯酚E.异戊巴比妥99.细胞色素C氧化酶抑制剂是A.氰化物B.抗霉素AC.寡霉素D.二硝基苯酚E.异戊巴比妥100.体内细胞色素C直接参与的反应是A、叶酸还原B、糖酵解C、肽键合成D、脂肪酸合成E、生物氧化12生物化学第六章生物氧化。
人民卫生出版社《生物化学》第六章 生物氧化
⊿Gº’ = -nF ⊿Eº'
n：传递电子数；F：法拉第常数
➢ 合成1摩尔ATP 需能量约30.5kJ
偶联部位
NADH~CoQ CoQ~Cytc Cyta-a3~O2
电位变化 (∆E0')
0.36V 0.21V 0.53V
自由能变化 (∆G0')
69.5KJ/mol 40.5KJ/mol 102.3KJ/mol
三、NADH和FADH2是呼吸链的电子供体
1、NADH氧化呼吸链 NADH →复合体Ⅰ→CoQ →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
2、琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸 →复合体Ⅱ →CoQ →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
呼吸链各组分的排列顺序的实验依据
➢ 标准氧化还原电位 ➢ 特异抑制剂阻断 ➢ 还原状态呼吸链缓慢给氧 ➢ 将呼吸链拆开和重组
生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
➢ 反应环境温和，酶促反应逐步进 行，能量逐步释放，能量容易捕 获，ATP生成效率高。
体外氧化
➢ 能量突然释放。
➢ 通过加水脱氢反应使物质能间接 获得氧；脱下的氢与氧结合产生 H2O，有机酸脱羧产生CO2。
➢ 物质中的碳和氢直接氧 结合生成CO2和H2O 。
生物氧化的一般过程
胞液侧 4H+
2H+ 4H+ Cyt c
+
+++++ +
++
+
Q
Ⅰ
--
NADH+H+
NAD+
Ⅱ
-
延胡索酸
琥珀酸
Ⅳ
Ⅲ- - -
生物化学教案：第六章 生物氧化
一系列酶促反应逐步进行，能
量逐步释放有利于机体捕获
能量，提高 ATP 生成的效率
通过加水脱氢反应使物
物质中的碳和氢直接氧
质能间接获得氧，并增加脱氢 结合生成 CO2 和 H2O 。 的机会；脱下的氢与氧结合产
生 H2O ， 有 机 酸 脱 羧 产 生 CO2。
二、生成 ATP 的氧化磷酸化体系 1、呼吸链
15 mins
教学主要内容
备注
高能磷酸键：水解时释放的能量大于 21KJ/mol 的磷酸酯键，常
表示为 P
高能磷酸化合物即含有高能磷酸键的化合物 5、线粒体内膜对各种物质进行选择性转运
25 mins
线粒体外膜通透性高，线粒体对物质通过的选择性主要依
赖于内膜中不同转运蛋白(transporter)对各种物质的转运。 胞液中 NADH 的氧化 转运机制主要有：
Cyt c1 ，
Cyt a
复 合 细胞色素 162
体Ⅳ
C 氧化酶
13 血红素 a， Cyt c（膜
a3，
间隙侧）
CuA, CuB
排列顺序：（1）NADH 氧化呼吸链 NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
（2）琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸 →复合体Ⅱ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度
偶联机制：化学渗透假说
电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜的基质侧
泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺
浓度梯度回流时驱动 ADP 与 Pi 生成 ATP。
质子顺梯度回流释放能量被 ATP 合酶利用催化 ATP 合成
生物化学__生物氧化
生物氧化（一）名词解释1．生物氧化2．呼吸链3．底物水平磷酸化（一）名词解释1．生物氧化：生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。
生物氧化在细胞内进行，氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水，所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。
生物氧化包括：有机碳氧化变成CO2；底物氧化脱氢、氢及电子通过呼吸链传递、分子氧与传递的氢结成水；在有机物被氧化成CO2和H2O的同时，释放的能量使ADP转变成ATP。
2．呼吸链：有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子，经过一系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递，最终与氧结合生成水，这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。
电子在逐步的传递过程中释放出能量被用于合成ATP，以作为生物体的能量来源。
3．氧化磷酸化：在底物脱氢被氧化时，电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP 磷酸化生成ATP的作用，称为氧化磷酸化。
氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成ATP的主要方式。
5．底物水平磷酸化：在底物被氧化的过程中，底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键（或高能硫酯键），由此高能键提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成A TP（或GTP）的过程称为底物水平磷酸化。
此过程与呼吸链的作用无关，以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP。
(二) 填空题1．生物氧化有3种方式：____脱氢_____、_脱电子__________和_____与氧结合_____ 。
2．生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有___酶；______、______辅酶；___和_____电子传递体___ 参与。
7．生物体内高能化合物有___焦磷酸化合物；；；______、___酰基磷酸化合物______、____烯醇磷酸化合物；_____、__胍基磷酸化合物；_______、____硫酯化合物_____、______甲硫键化合物___等类。
8．细胞色素a的辅基是____血红素A；_____与蛋白质以_____非共价____键结合。
基础生物化学-生物氧化
内膜约含 80％的蛋白质，包括电子传递链和氧 化磷酸化的有关组分，是线粒体功能的主要 担负者 。 线粒体 的内腔 充满半流动的基质 （衬质），其中包含大量的酶类以及线粒体 DNA和核糖体。 线粒体基质酶类包括 TCA酶类、脂肪酸-氧化 酶类和氨基酸分解代谢酶类。
哺乳动物线粒体 DNA 为环状分子，编码包括 细胞色素氧化酶、细胞色素 b 和 F0 疏水亚基 在内的10多种蛋白质，约占内膜总蛋白质的 20％，其余的蛋白质均由核基因编码，在细 胞质中合成后运入线粒体。 线粒体内膜的内表面有一层排列规则的球形颗 粒，通过一个细柄与构成嵴的内膜相连接， 这就是ATP合酶(偶联因子F1-F0)。
6.1.1.3 生物氧化中CO2和H2O的生成 ① CO2的生成 代谢底物在酶的作用下经一系列脱氢、加水等 反应，转变为含羧基的化合物，经脱羧反应 生成CO2，包括直接脱羧和氧化脱羧。
② H2O的生成 生物氧化中底物脱下的氢与氧结合生成水。
6.1.2 生物氧化的自由能变化 6.1.2.1 自由能概念 生物体不能直接利用热能做动，在生命活动过 程中所需的能量都来自体内生化反应释放的 自由能。 自由能(free energy) ：在恒温、恒压条件下一 个体系可用于做有用功的能量。又称Gibbs自 由能，以G表示。
②黄素蛋白(flavoproteins) 与电子传递链有关的黄素蛋白有两种，分别以 FMN和FAD为辅基。
在FAD、FMN分子中的异咯嗪部分可进行可逆 的脱氢加氢反应。氧化型黄素辅基从NADH接 受两个电子和一个质子，或从底物(如琥珀酸) 接受两个电子和两个质子而还原： NADH+H++FMN=NAD++FMNH2 琥珀酸+FAD=延胡索酸+FADH2
生物化学第六章 生物氧化(共77张PPT)
O O- P
O-
O O P O-
O-
NH2
N
N
焦磷酸
ATP（三磷酸腺苷） 千卡/摩尔
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
（3）烯醇式磷酸化合物
COOH O CO PO CH2 O
磷酸烯醇式丙酮酸
千卡/摩尔
2.氮磷键型
O
NH
PO
C NH O
N CH3 C H 2C O O H
利用专一性电子传递抑制剂选择性的阻断呼吸 链中某个传递步骤，再测定链中各组分的氧化-还原 状态情况，是研究电子传递中电子传递体顺序的一 种重要方法。
2、常用的几种电子传递抑制剂及其作用部位
（1）鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素：其作用是阻断电子在NADH— Q还原酶内的传递，所以阻断了电子由NADH向CoQ的传递。
3．生成二氧化碳的氧化反应
（1）直接脱羧作用 氧化代谢的中间产物羧酸在脱羧酶的催化下，直接
从分子中脱去羧基。例如丙酮酸的脱羧。 （2）氧化脱羧作用
氧化代谢中产生的有机羧酸（主要是酮酸）在氧化脱
羧酶的催化下，在脱羧的同时，也发生氧化（脱氢）作用。 例如苹果酸的氧化脱羧生成丙酮酸。
第二节、生物能及其存在形式
4、复合体Ⅳ: 细胞色素c氧化酶
功能：将电子从细胞色素c传递给氧
复合体IV
还原型Cytc → CuA→a→a3→CuB
→O2
其中Cyt a3 和CuB形成的活性部位将电子交给O2。
复 合 体 Ⅳ 的 电 子 传 递 过 程
Cytc
e-
胞液侧
(完整版)生物氧化教案
一、教学目的与要求：1.掌握：生物氧化的概念及生理意义；呼吸链的概念；线粒体的两条呼吸链——NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链的组成成分和排列顺序；氧化磷酸化的概念及氧化磷酸化的偶联部位；胞液中NADH氧化的两种转运机制：α—磷酸甘油穿梭及苹果酸天冬氨酸穿梭。
2.熟悉：影响氧化磷酸化的因素；高能磷酸化合物的类型。
ATP的利用。
3.了解：化学渗透假说；ATP合酶的结构及ATP合成的机制；机体其他氧化体系：需氧脱氢酶和氧化酶、过氧化物酶体的氧化酶、超氧物岐化酶和微粒体中的氧化酶——加单氧酶和加双氧酶。
二、教学重点、难点：教学重点：生物氧化的概念及生理意义；呼吸链的概念、线粒体的两条呼吸链——NADH 氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链的组成成分和排列顺序；氧化磷酸化的概念及氧化磷酸化的偶联部位；胞液中NADH氧化的两种转运机制：α—磷酸甘油穿梭及苹果酸天冬氨酸穿梭。
教学难点：呼吸链的组成成分和排列顺序；氧化磷酸化偶联机制；胞液中NADH的氧化。
三、教学方法设计：1、结合机体营养物质代谢的三个阶段，以及生命活动的能量来源引出生物氧化的概念，导入本章的内容，同时结合已学过的化学知识及一些临床疾病（如CO中毒等）的发生与生物氧化的关系，说明学习生物氧化的重要性，激发学生的听课兴趣。
2、突出重点、讲透难点，抓住关键，做到深入浅出、通俗易懂。
3、通过多种方式加强与学生交流，充分调动学生的积极性。
四、教具或教学手段：教具：电脑、投影仪、话筒、粉笔、教鞭、多媒体课件。
教学手段：1、充分利用现代化教学手段与方法，制作好多媒体课件，做到图文并茂；2、语言表达、适当板书与多媒体教学相结合。
五、教学过程与板书设计：（一）组织教学：结合机体营养物质代谢的三个阶段，以及生命活动的能量来源引出生物氧化的概念，导入本章的内容；回忆已学过的化学知识，加强对电子传递体和递氢体的理解；同时结合一些临床疾病（如CO中毒等）的发生与生物氧化的关系，说明学习生物氧化的重要性，激发学生的听课兴趣。
第六章生物氧化 (2)
1．复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）
将电子从还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 （reduced nicotinamide adenine dinucleotide, NADH），传递给泛醌
NADH
e FMN
FeS
CoQ
H+
（1）辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ
NAD+（辅酶I，coenzyme I，Co I）与NADP+ （辅酶II，coenzyme II，Co II）是烟酰胺脱 氢酶类的辅酶，结构如下：
自学
第二节 其他氧化体系
自学
第六章 生 物 氧 化
掌握：呼吸链 NADH氧化呼吸链、FAD氧 化呼吸链，氧化磷酸化。
熟悉：ATP和其它高能化合物。 了解：影响氧化磷酸化的因素，胞液中
NADH的氧化 胞液NADH的两种穿梭途径。
一般了解：其它氧化体系。
物质在生物体内氧化分解并释放出能 量的过程称为生物氧化。
与体外燃烧不同的是，生物体内的生 物氧化过程是在37℃，近于中性的含 水环境中，由酶催化进行的；反应逐 步释放出能量，相当一部分能量以高 能磷酸酯键的形式储存起来。
直接将底物分子中的高能键转变为ATP分 子中的末端高能磷酸键的过程称为底物水 平磷酸化。
底物水平磷酸化仅见于下列三个反应
⑴
1,3-二磷酸甘油酸+ADP 油酸+ATP
3-磷酸甘油酸激酶 3-磷酸甘
⑵
磷酸烯醇式丙酮酸+ADP 酸+ATP
丙酮酸激酶
烯醇式丙酮
⑶ 琥珀酰CoA+H3PO4+GDP +CoA+GTP
3．复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶）：
2Cytb + Cytc1 +（Fe-S）
第六章 生物氧化
第六章生物氧化Biological Oxidation一、授课章节及主要内容：第六章生物氧化二、授课对象：临床医学、预防、法医（五年制）、临床医学（七年制）三、授课学时本章共4节课时（每个课时为45分钟）。
讲授安排如下：第一次课（2学时）：第一节生成A TP的氧化体系——氧化磷酸化偶联部位第二次课（2学时）：影响氧化磷酸化的偶联机理——第二节其他氧化体系四、教学目的与要求生物氧化、呼吸链和氧化磷酸化的定义; ATP生成的方式;氧化磷酸化的过程。
五、重点与难点重点：1．主要是生成ATP的氧化体系；2．呼吸链电子传递的过程；3．ATP生成的方式；4．A TP的利用和储存形式；5．胞浆NADH+H+的氧化。
难点：氧化磷酸化的偶联机理六、教学方法及授课大致安排以面授为主，适当结合临床提问启发。
每次课预留5分钟小结本次课掌握内容及预留复习题，全章结束后小结本章内容。
七、主要外文专业词汇biological oxidation (生物氧化) electron transfer chain (电子传递链)respiratory chain (呼吸链) NAD+ (氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)oxidative phosphorylation (氧化磷酸化) α-glycerophosphate shuttle (α-磷酸甘油穿梭)uncoupler (解偶联剂) CoQ (辅酶Q)malate-asparate shuttle (苹果酸-天冬氨酸穿梭) superoxide dismutase(SOD) (超氧物歧化酶) catalase (过氧化氢酶) FMN (黄素腺嘌呤单核苷酸)mixed-function oxidase (混合功能氧化酶) creatine phosphate (磷酸肌酸)ATP synthase (ATP合酶) FAD (黄素腺嘌呤二核苷酸)chemiosmotic hypothesis (化学渗透假说) peroxidase (过氧化物酶)cytochrome (细胞色素) NADP+ (氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)八、思考题1.何为生物氧化?有何特点?2.试述呼吸链的定义,体内有哪两条呼吸链?3.试写出两条呼吸链组分的排列次序和ATP的生成部位。
第六章 代谢与生物氧化
一、新陈代谢
第 六 章 代 谢 与 生 物 氧 化 4. 代谢
——完成某一代谢过程的一组相互衔接的酶 完成某一代谢过程的一组相互衔接的酶 促反应。 促反应。 特点： 特点：
没有完全可逆的代谢途径； 没有完全可逆的代谢途径； 的代谢途径 代谢途径形式是多样 形式是多样的 代谢途径形式是多样的； 代谢途径有确定的细胞定位 确定的细胞定位； 代谢途径有确定的细胞定位； 代谢途径是相互沟通的； 代谢途径是相互沟通 相互沟通的 能量关联； 代谢途径之间有能量关联 代谢途径之间有能量关联； 代谢途径的流量可调控 可调控。 代谢途径的流量可调控。
能
在高能化合物分子中， 在高能化合物分子中 ， 被水解断裂时释放出大量 自由能的活泼共价键。 高能键常用符号“ 表示 表示。 自由能的活泼共价键。 高能键常用符号“ ~ ”表示。
“高能键”≠“键能高” 高能键” 高能键 键能高”
茶学与生物系-生物化学
代谢中的能量物质
第 六 章
根据分子结构和高能键的特征，高能化合物可分为： 根据分子结构和高能键的特征，高能化合物可分为： 焦磷酸化合物： (1) 焦磷酸化合物：如ATP
(C~S)型 型
茶学与生物系-生物化学
二、生物氧化
第 六 章 代 谢 与 生 物 氧 化 1.定义 定义
糖类、脂肪、 糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行脱 加氧等氧化分解生成CO2和H2O，并释放出能量 氢、加氧等氧化分解生成 ， 的过程称为生物氧化 生物氧化(biological oxidation)。 的过程称为生物氧化 。 其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的一 系列氧化还原反应过程，故又可称细胞呼吸 细胞呼吸。 系列氧化还原反应过程，故又可称细胞呼吸。
• 新陈代谢 一 新陈代谢一 物质 和 能量 转变
生物化学第六章生物氧化
(还原剂) (氧化剂)
可写成 A2+ B3+
A3+
B2+
2019/11/23
生物化学教研室
9
第三节 生成ATP的氧化体系
一、呼吸链的概念
代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所 催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水。由 于此过程与细胞呼吸有关，所以将传递链称为呼吸链， 也叫电子传递呼吸链。
氧化酶，而其它均为不需氧脱氢酶。其中a与 a3很难分开，常写为aa3。
在微粒体中主要为细胞色素b5、p450。p450作用 与aa3类似 。
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细胞色素的结构
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呼吸链复合体
人线粒体呼吸链通过上述5大类成分形成4个复合体。
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P/O比值：每消耗1摩尔原子氧所消耗的无机磷 原子的摩尔数。
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2、氧化磷酸化的偶联机制
内模胞浆侧
化 学 渗 透 学 说内膜基侧2019/11/23
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40
ATP合酶（复合体Ⅴ）
由F1和F0组成。 F1 在线粒体内膜基质 侧形成颗粒状突起， 催化ATP的生成。 F膜0镶中嵌。在当线H+粒顺体浓内度 梯度经回流时，γ 亚基发生旋转，3个 β 亚基构象变化， 由紧密结合型变为 开放型，释放ATP。
根据呼吸链各组分的标准氧化还原电位测定（电位越 低越容易失去电子）、利用呼吸链特异性的阻断剂测 定其氧化和还原状态的吸收光谱及离体线粒体各组分 的氧化顺序等实验，确定了呼吸链各组分的排列顺序， 并发现体内存在两条主要的呼吸链。
生物化学：生物氧化
1与非生物氧化相比生物氧化的特点：生物氧化是酶促反应，反应条件（如温度、pH）温和；而体外燃烧则是剧烈的游离基反应，要求在高温、干燥的条件下进行；生物氧化分阶段逐步缓慢地氧化，能量也逐步释放；而体外燃烧能量是爆发式释放出来的；生物氧化释放的能量有相当多的转换成ATP中活跃的化学能，用于各种生命活动；体外燃烧产生的能量则转换为光和热，散失在环境中。
2高能化合物：在标准条件下(pH7，25℃，1mol/L)发生水解时，可释放出大量自由能的化合物。
习惯上把“大量”定义为5kcal/mol(即20.92kJ/mol)以上。
3高能键：在高能化合物分子中，被水解断裂时释放出大量自由能的活泼共价键。
高能键常用符号“~ ”表示4ATP的特殊作用：ATP起“共同中间体”作用。
ATP具较高的磷酸基团转移势能，倾向于把高能磷酸根转移给受体；在传递能量方面起转运站作用。
既接受代谢反应释放的能量，又可供给代谢反应所需的能量，是能量的载体和传递者，而不是储存者，储能物质：磷酸肌酸、磷酸精氨酸；生成其它核苷三磷酸（NTP）。
4生物氧化产生ATP：生物体降解燃料分子的主要意义是取得供其发育所需要的能量。
因此，利用生物氧化形成ATP，是生物体内ATP形成的主要方式；生物氧化的第一阶段也能产生少量的ATP，这是以底物水平磷酸化的方式产生的；生物氧化的第二阶段是产生ATP的主要阶段，通过氧化磷酸化的方式产生。
5底物水平磷酸化：代谢物通过氧化形成的高能磷酸化合物直接将磷酸基团转移给ADP，使之磷酸化生成ATP。
6氧化磷酸化：NADH或FADH2将电子传递给O2的过程与ADP的磷酸化相偶联，使电子传递过程中释放出的能量用于ATP的生成。
氧化磷酸化的过程需要氧气作为最终的电子受体，它是需氧生物合成ATP的主要途径。
7在光合作用的过程中也能形成ATP，这种ADP的磷酸化方式叫光合磷酸化。
光合磷酸化：由光驱动的电子传递过程与ADP的磷酸化相偶联，使电子传递过程中释放出的能量用于ATP的生成。
生物化学 第六章 生物氧化
电子传递链(呼吸链)
琥珀酸 复 合 体 Ⅰ
2H
复合体Ⅱ FAD.H2 (Fe-S)
2H 2H 2e
2H NAD+
复 合 体 琥珀酸氧化呼吸链 Ⅳ
2e
FMN (Fe-S)
Q10
2H+
Cytb Cytc1 2e (Fe-S) 复合体Ⅲ H2O
Cytc
2e
aa3
2e
NADH氧化呼吸链
O2-
1 2 O2
第三节 ATP的生成
（二）呼吸链成分的排列
由以下实验确定 ① 标准氧化还原电位 ② 拆开和重组 ③ 特异抑制剂阻断 ④ 还原状态呼吸链缓慢给氧
呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位 氧化还原对 NAD+/NADH+H+ FMN/ FMNH2 FAD/ FADH2 Cyt b Fe3+/Fe2+ Q10/Q10H2 Cyt c1 Fe3+/ Fe2+ Cyt c Fe3+/Fe2+ Cyt a Fe3+ / Fe2+ Cyt a3 Fe3+ / Fe2+ 1/2 O2/ H2O Eº (V) ' -0.32 -0.30 -0.06 0.04（或0.10） 0.07 0.22 0.25 0.29 0.55 0.82
故又称混合功能氧化酶(mixed-function oxidase) 或羟化酶(hydroxylase)。 上述反应需要细胞色素P450 (Cyt P450)参与。
微粒体氧代谢的意义
参与体内正常物质代谢，如羟化、合成等
参与体内生理活性物质的灭活及药物、毒
物解毒转化和代谢清除反应、保护机体
生物化学-第六章生物氧化-精选文档
二.呼吸链分组成成分
1.烟酰胺脱氢酶类
S-2H NAD/NADP S NADH/NADPH
2.黄素脱氢酶类
NADH FMN NAD FMN2H
S-2H FAD S FAD2H
3.铁硫蛋白类 Fe3+ Fe2+
－－－－－半胱－－－－－－半胱－－－－－ S Fe S S S Fe S S
－－－－－半胱－－－－－－半胱－－－－－
4.细胞色素类
细胞色素（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, a3,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a, b, c 和c1是通过Fe3+ Fe2+ 的互 变起传递电子的作用的。 a3是通过Cu2+ Cu+ 的互 变起传递电子的作用的。
5.辅酶Q---泛醌 泛醌（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。
O CH3O CH3O O CH3 (CH2CH C CH2)nH CH3
n=6-10
NADH泛醌还原酶
NADHCoQ 还原酶 复合体
CoQ2H-CytC 还原酶复合体
1.呼吸链的组成成分 2.氧化磷酸化的机制
难点:
第一节、生物氧化概念及特点
一.生物氧化概念
有机物在生物体内彻底氧化生成CO2和H2O， 并放出能量的作用。也称细胞呼吸/组织呼吸。 包括物质分解和产能
O2 呼吸作用
细胞呼吸（微生物）
第六章 生物氧化
E0‘(V)
－0.32 －0.219 －0.219
氧化还原对
Cyt c1 Fe3+ /Fe2+ Cyt c Fe3+ /Fe2+ Cyt a Fe3+ /Fe2+
E0‘(V)
0.22 0.254 0.29
Cyt bL(bH) Fe3+/Fe2+
Q10 /Q10H2
0.05(0.10)
0.06
Cyt a3 Fe3+ /Fe2+
FMN(FAD)的结构：
CH2OPO32H H H C C C CH2 H3C N N O OH OH OH
N H3C N
异 咯 嗪
O
异咯嗪环的作用：
FMN/FAD
FMNH /FADH
FMNH 2/FADH
2
（氧化型）
（还原型）
铁硫蛋白 铁硫蛋白（Fe-S）共有
9种同工蛋白；分子中
含有由半胱氨酸残基硫
目录
泛醌从复合体Ⅰ、Ⅱ募集还原当量和电子并穿 梭传递到复合体Ⅲ。
电子传递过程：CoQH2→(Cyt bL→Cyt bH)
→Fe-S →Cytc1→Cytc
目录
细胞色素类：
这是一类以铁卟啉为辅基的酶。在生物氧 化反应中，其铁离子可为+2价亚铁离子，也可 为+3价高铁离子，通过这种转变而传递电子。
R=H: NAD+;
R=H2PO3: NADP+
目录
NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变
氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
目录
FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是异 咯嗪环，氧化还原反应时不稳定中间产物是 FMNH· 。在可逆的氧化还原反应中显示3种分子状 态，属于单、双电子传递体。
第六章生物氧化(本科第七版)
FADH2或FMNH2
2)铁硫蛋白（铁硫中心）及其辅基铁硫簇（Fe-S）：在 生物氧化中起递电子的作用。
5、复合体Ⅲ
复合体Ⅲ又叫泛醌-细胞色素C还原酶，细胞色素 b-c1复合体，含有细胞色素b(b562, b566)、细胞 色素c1和一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein)。
电子传递过程：CoQH2→(Cyt b566(L)→Cyt
NADH氧化呼吸链
FADH2氧化呼吸链
琥珀酸
FAD (Fe-S) NADH FMN (Fe-S) CoQ Cyt b→Cyt c1→Cyt c Cyt aa3 O2
二、 ATP的生成
底物水平磷酸化
ATP生成方式 氧化磷酸化
底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation ): 底 物脱氢使分子内部能量重新分布，生成的高能键， 直接转给ADP磷酸化生成ATP的过程。
F
+
-
Ⅰ
NAD+
Ⅱ
NADH+H+
延胡索酸 琥珀酸
-
Ⅲ -
- 1/2O2+2H+
- H2 O
Ⅳ
0
F1
基质侧
ADP+Pi ATP H+
2、ATP合酶（ATP synthase）：复合体Ⅴ
F0（疏水部分）：由a1b2c9～12亚基组成，是镶嵌
在线粒体内膜中的质子通道
ATP合酶
F1（亲水部分）：由33亚基组成，其功能是
能量，当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。
简 单 示 意 图
线 粒 体 内 外 膜 间 隙
线粒体内膜 线粒体基质
大学生物化学第六章生物氧化笔记划重点
第六章生物氧化第一节名解：生物氧化：化学物质在生物体内的氧化分解。
能够传递氢离子、电子.称为递氢体eg. NAD+/NADP+线粒体内膜上能够传递电子. 称为递电子体eg.铁硫蛋白NAD+或NADP+和NADH或NADPH的转变：氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
NAD+/NADP+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸递氢体：FAD/FMN：发挥功能部位是异咯嗪环泛醌（辅酶Q）：脂溶性.由10个异戊二烯连接形成较长的疏水侧链递电子体：铁硫蛋白和细胞色素蛋白：Fe2+ →Fe3+ +e-铁原子和硫原子等量：Fe2S2或Fe4S4以铁卟啉（血红素）为辅基根据吸收光谱不同分类名解：电子传递体（呼吸链）：线粒体内膜上按一定顺序排列的多种酶（蛋白复合体）通过催化连续的氧化还原反应将代谢物脱下的电子、氢（以NADH和FADH2形式）传递给O2，O2接受电子变为O2-并和H+结合成H2O.分布：线粒体内膜组成：递氢体和递电子体（一）呼吸链的组成1、复合体Ⅰ：NADH-泛醌还原酶功能：接受来自NADH + H+的电子并将其传递给泛醌电子传递：NADH→FMN→Fe-S→泛醌质子泵出：复合体Ⅰ具有质子泵功能，每传递2个e-可将4个H+从内膜基质到胞液侧2、复合体Ⅱ：没有质子泵功能功能：将e-从琥珀酸传递给泛醌3、复合体Ⅲ：具有质子泵功能.2个电子将4H+从内膜基质侧泵到胞液侧QH2→b562→b566→Fe-S→Cyt c1→Cyt c（呼吸链中唯一溶于水的球状蛋白）方法：Q循环（实现了双电子传递体泛醌与单电子传递体细胞色素之间的电子传递）4、复合体Ⅳ：细胞色素c氧化酶功能：有质子泵功能，每传递2个e-可使2个H+向胞液侧转移Cyt c→O2三、呼吸链类型1、NADH氧化呼吸链NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cyt c→复合体Ⅳ→O22、琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸→复合体Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→Cyt c→复合体Ⅳ→O2呼吸链各组分排列顺序由以下实验确定（略）第二节氧化磷酸化和ATP生成名解：氧化磷酸化（机体产生ATP的主要方式）：代谢物脱下的氢生成NADH和FADH2,经电子传递链传递逐步失去电子被氧化生成H2O，并释放能量驱动ADP磷酸化生成ATP的过程，又称欧联磷酸化。
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O
丙酮酸脱氢酶系
CH3-C-COOH
CH3COSCoA+CO2
CoASH NAD+
NADH+H+
生物化学第六章生物氧化
H2O的生成
代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体
（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再 通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2OH
例题：计算下反应式ΔG°′ NADH+H++1/2O2====NAD++H2O
正极反应：1/2O2+2H++2e H2O E+°′ 0.82
负极反应：NAD++H++2e NADH E-°′ -0.32
ΔG°′-nFΔE°′ -2×96.485×[0.82-(-0.32)] -220 KJ·mol-1
生物化学第六章生物氧化
生物系统中的能流
生物化学第六章生物氧化
三、高能化合物
生化反应中，在水解时或基团转移反应中可
释放出大量自由能（>21千焦/摩尔）的化合物称
为高能化合物。
生物化学中的高能键与普通化学中的高能键含义不同：
4. 在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同步进
行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通常
由各种载体，如NADH等传递到氧并生成水。
生物化学第六章生物氧化
5. 生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都由 特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离 出来。这种逐步进行的反应模式有利于在温和 的条件下释放能量，提高能量利用率。
第六章 生物氧化与氧化磷酸化
生物化学第六章生物氧化
一、生物氧化概述 二、电子传递链 三、氧化磷酸化 四、其他末端氧化酶系统
生物化学第六章生物氧化
第一节 生物氧化概述
一、生物氧化概念
生物细胞将糖、脂、蛋白质等燃料分子氧化分解，
最终生成co2和H2o并释放出能量的作用称为生物氧化。 生物氧化包含了细胞呼吸作用中的一系列氧化还原反
其次，△G是判断一个化学反应能否向某个方向进行 的根据，而与反应速度无关。负的△G表明反应可以 自发进行，但并不表明反应以多大的速度进行。
生物化学第六章生物氧化
2.化学反应自由能的计算
a.利用化学反应平衡常数计算 基本公式：ΔG′=ΔG°′+ RTlnQc (Qc-浓度商) ΔG°′= - RTlnKeq 例：计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化
生物化学第六章生物氧化
物理意义：－ΔＧ＝Ｗ* (体系中能对环境作功的能量) 自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即：
ΔG<0，反应能自发进行 ΔG>0，反应不能自发进行 ΔG=0，反应处于平衡状态。 注意：反应的△G仅决定于反应物(初始状态)的自由能与 产物(最终状态)的自由能，而与反应途径和反应机制 无关。
产生的CO2、H2O由物质 中的碳和氢直接与氧结
合生成。
生物化学第六章生物氧化
3、生物氧化中CO2和H2O的生成
CO2的生成
方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含羧基的中间 化合物，然后在酶催化下脱羧而生成CO2。
类型：α-脱羧和β-脱羧
氧化脱羧和单纯脱羧
例： R
H2N-CH-COOH
氨基酸脱羧酶
R CH2-NH2 +CO2
CoA等）
共同中间物进 入三羧酸循环, 氧化脱下的氢由 电子传递链传递 生成H2O，释放 出大量能量，其 中一部分通过磷 酸化储存在ATP 中。
二、生物能学简介
1. 自由能（free energy）的概念
概念：在恒温恒压下，体系可以用来对环境作功的
那一部分能量叫作自由能
定义式：ΔＧ=ΔH-TΔS
△G代表体内自由能的变化； △H为体系的焓变化； T为热力学温度； △S代表体系墒（体系的散乱无序程度）变化。
6. 生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联， 转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。
生物化学第六章生物氧化
* 生物氧化与体外氧化之相同点
生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、 失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。
物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终 产物（CO2，H2O）和释放能量均相同。
应，所以又称为细胞氧化或细胞呼吸。
糖
脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
能量
ADP+Pi ATP
生物化学第六章生物氧化
热能
2、生物氧化的特点
1. 生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程， 反应条件温和（水溶液，中性pH和常温）。
2. 氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应的
3.
发生。
3. 水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢 作用直接参予了氧化反应。
b.利用标准氧化还原电位（E°）计算（限于氧化还原
反应）
基本公式：ΔG°′=－nFΔE°′ (ΔE°′=E+°′-E-°′)
例：计算NADH氧化反应的ΔG°′ 生物化学第六章生物氧化
计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化
例题：反应G-1-PG-6-P在380C达到平衡时， G-1-P占 5%，G-6-P占95%，求 G0。如果反应未达到平
CH3CHO
NAD+
NADH+H+
NAD+
2e
电子传递链
1\2 O2 O=
2H+
生物化学第六章生物氧化
H2O
4 生物氧化的三个阶段
脂肪
多糖
蛋白质
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递 （氧化）
+Pi
e-
三羧酸 循环
生物化学第六章生物氧化
大分子降解 成基本结构 单位
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（如 丙酮酸、乙酰
生物化学第六章生物氧化
* 生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
体外氧化
是 在 细 胞 内 温 和 的 环 境 中 （ 体 温，pH接近中性），在一系列 酶促反应逐步进行，能量逐步 释放有利于机体捕获能量，提 高ATP生成的效率。
能量是突然释放的。
进 行 广 泛 的 加 水 脱 氢 反 应 使 物 质能间接获得氧，并增加脱氢 的机会；脱下的氢与氧结合产 生H2O，有机酸脱羧产生CO2。
衡，设[G-1- P]=0.01mol.L， [G-6-P]=0.001mol.L， 求反应的 G是多少？
解：达平衡时
=Keq=19
ΔG°′= - RTlnKeq =-2.3038.314 311 lg19
=-7.6KJ.mol-1
未达平衡时
=Qc=0.1
ΔG′=ΔG°′+ RTlnQc (Qc-浓度商) =-7.6+ 2.3038.314 311 lg0.1 =-13.6KJ.mol生-1物化学第六章生物氧化