生物化学第八章生物氧化和能量转化
第八章生物能学及生物氧化
FAD FADH2
QH2
Q
No ATP is generated, but it gets electrons
from FADH2 into the ETC.
Complex III
Coenzyme Q- Cytochrome c oxidoreductase Cytochrome bc1 complex
Complex II Succinate Coenzyme Q oxidoreductase
succinate dehydrogenase.
Has FAD and Fe-S cofactors as electron carriers, also cytochrome b.
Succinate
Fra Baidu bibliotek
fumarate
生物系统中的能流
ADP
脂肪
多糖
蛋白质
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 氨基酸 其它单糖
乙酰CoA
磷酸化
电子传递 （氧化）
+Pi
e-
三羧酸 循环
生物体内能量产 生的三个阶段
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
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。
生物化学 第8章 生物氧化
CuO
（二）生物氧化的特点
生物氧化与体外燃烧的比较 生物氧化 体外燃烧
反应条件 温 和 (体温、pH近中性) 反应过程 逐步进行的酶促反应 能量释放 逐步进行 （化学能、热能） CO2生成方式 有机酸脱羧 H 2O 需 要 剧 烈 (高温、高压) 一步完成 瞬间释放 （热能） 碳和氧结合 不需要
速率
测P/O值
P/O值是指氧化磷酸化时每消耗1mol氧原子 所需消耗无机磷原子的mol数。
实质：每消耗1mol原子氧所产生的ATP的 mol数。
※ 氧化磷酸化的偶联部位
FADH NADH FMN CoQ Cyt-b c1
能 量
c
aa3
O2 H2O
氧 化 (放能) 偶 联
能量
能量
ADP + Pi
ATP
ADP + Pi
O
ATP
氧化磷酸化偶联部位
三、影响氧化磷酸化的因素
(1)
ADP与ATP的调节作用
(2) 甲状腺素的作用 (3)氧化磷酸化抑制剂的作用 ①呼吸链抑制剂 ②解偶联剂 ③磷酸化抑制剂
（一） ADP与ATP的调节作用
NADH +
H+
1 + O2 2
氧化磷酸化
黄素腺嘌呤二核苷酸的结构
H2C HO HO HO H N H3C H3C N O O H H H OH N O NH N NH2 N O P OH O O P OH O H H H HC N N OH OH O CH2
生物化学 第八章 生物氧化
四、参与生物氧化的酶类
氧化酶类 需氧脱氢酶类
不需氧脱氢酶类
其它酶类
1、氧化酶类
催化代谢物脱氢，将氢直接交给氧生成水 S SH2 → H2
→H2O
1/2O2 辅酶：金属离子
2、需氧脱氢酶类
催化代谢物脱氢，直接将氢传给氧生成H2O2
S
SH2 →
H2 →H2O2 O2 辅酶：FMN，FAD
细胞色素C氧化酶 (cytochrome oxidase, complex Ⅳ)
Complex I结构示意图 四川省精品课程
生物化学
将电子从还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH），传递给泛醌。
产生ATP
Complex Ⅱ结构示意图 生物化学 四川省精品课程
将H从FADH2传递给泛醌。
琥珀酸脱氢酶 + 2（Fe-S）+2（Cyt b560）
第二节 线粒体氧化体系
一、呼吸链（respiratory chain） 二、呼吸链的组成成分和作用 三、呼吸链的蛋白质复合体 四、呼吸链中各组分的排列顺序
Go on~
一、呼吸链（respiratory chain）
• 呼吸链是代谢物上的氢原子被脱氢酶激活 脱落后，经过一系列的传递体，最后传递 给被激活的氧原子，而生成水的全部体系。 • 在真核生物细胞内，它位于线粒体内膜上， 原核生物中，它位于细胞膜上。
生物化学三大代谢重点总结
第八章生物氧化
1. 生物氧化：物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体
内彻底分解时逐步释放能量，最终生成C02和H2O的过程。
2. 生物氧化中的主要氧化方式：加氧、脱氢、失电子
3. CO2的生成方式：体内有机酸脱羧
4. 呼吸链：代谢物脱下的成对氢原子通过位于线粒体内膜上的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，这一系列酶和辅酶称为呼吸链，又称电子传递链。
组成
(1) N ADH 氧化呼吸链：苹果酸-天冬氨酸穿梭
NADH —复合物I —CoQ —复合物III —Cyt c —复合物IV f O 产2.5个ATP
(2) 琥珀酸氧化呼吸链：3-磷酸甘油穿梭
琥珀酸—复合物II —CoQ —复合物III —Cyt c —复合物IV —O 产1.5个ATP
含血红素的辅基：血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶、过氧化氢酶
5. 细胞质NADH 的氧化：胞液中NADH必须经一定转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。
转运机制
(1 ) 3-磷酸甘油穿梭：主要存在于脑和骨骼肌的快肌，产生 1.5个ATP
(2 )苹果酸-天冬氨酸穿梭：主要存在于肝、心和肾细胞；产生2.5个ATP
6. ATP的合成方式：
(1 )氧化磷酸化：是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称
为偶联磷酸化。
偶联部位：复合体I、III、IV
(2 )底物磷酸化：是底物分子内部能量重新分布，通过高能基团转移合成ATP。
磷/氧比：氧化磷酸化过程中每消耗1摩尔氧原子(0.5摩尔氧分子)所消耗磷酸的摩
生物氧化与氧化还原反应的生物化学互动
生物氧化与氧化还原反应的生物化学互动
生物氧化与氧化还原反应是生物化学中非常重要的过程，它们在细
胞代谢和能量转化中发挥着关键作用。本文将从生物氧化和氧化还原
反应的基本概念入手，探讨它们之间的生物化学互动。
一、生物氧化反应
生物氧化反应是指生物体内分子被氧化的过程。在生物体内，生物
氧化反应通过激活某些分子的化学键，将化学能转化为细胞所需的能量。这些能量会被储存起来，并用于调节细胞内的各种生理活动。
细胞中最重要的生物氧化反应是细胞呼吸过程中的氧化过程。细胞
通过氧气参与细胞呼吸，将营养物质中的能量转化为三磷酸腺苷（ATP）。这个过程涉及到多个氧化还原反应步骤，最终将细胞内的
电子传递链上的电子转移到氧气上，生成水分子。这个过程同时也释
放出大量的能量，用来合成ATP。
二、氧化还原反应
氧化还原反应是指物质在化学反应过程中的电子转移。在氧化还原
反应中，氧化剂获得电子，而还原剂失去电子。这一过程不仅发生在
无机化学反应中，也广泛存在于生物体内的代谢过程中。
在细胞中，氧化还原反应主要通过辅酶NAD+（尼克酸腺嘌呤二核
苷酸）和辅酶FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）参与。这些辅酶能够接受
氢原子或电子，将其从底物中转移到其他分子中，完成氧化还原反应。
同时，辅酶NADH和FADH2作为还原剂，可以通过不同的途径再次
被氧化，回到初始形态，准备进行下一轮反应。
三、生物氧化与氧化还原反应的互动
生物氧化反应和氧化还原反应密不可分，在细胞代谢过程中相互作用，共同参与能量的转化和维持细胞正常功能。细胞呼吸中的氧化过
程不仅产生能量，还生成了氧化物质作为其他氧化还原反应的底物，
生物化学简明教程第四版第八章生物氧化
O2
+0.816
生物化学简明教程第四版第八章生物氧 化
NADH-CoQ还原酶(复合物Ⅰ)
由42条多肽链 组成，其辅基 是FMN
生物化学简明教程第四版第八章生物氧 化
4个质子从 基质排出到 间隙
NADH+H+ NAD+
FMN FMNH2
还原型Fe-S 氧化型Fe-S
生物化学简明教程第四版第八章生物氧 化
2
4
4
生物化学简明教程第四版第八章生物氧 化
电子传递抑制剂
NADH
CoQ
Cytb Cytc1 Cytc Cytaa3 O2
鱼藤酮 安密妥 杀粉蝶菌素
抗来自百度文库素A
生物化学简明教程第四版第八章生物氧 化
CNN3CO
四、ATP的生成
底物水平磷酸化 (substrate level phosphorylation) 电子传递体系磷酸化 (electron transport phosphorylation)
• 一对电子从NADH传到氧共产生多少个ATP？
（4+4+2）/4=2.5
因此P/O比=2.5
生物化学简明教程第四版第八章生物氧 化
三、影响氧化磷酸化的因素
（一）抑制剂
生物化学 第8章生物能量学
在生物体内的化学反应中，反应物 和产物的浓度并不是在标准条件下, 活细 胞中的反应物和产物的浓度只是维持在一 个窄小范围的稳态水平，绝大多数反应从 未达到平衡，所以，在非标准条件下，自 由能的变化可直接用(3)式计算。
（三） 实际自由能的变化取决于反应物与产物的浓度
生物化学家规定了生理标准条件，即除了H+外，其他反应物 和产物的浓度仍然规定为1.0 mol／L，［H＋］取生理上的数值， 即pH7.0规定为生化能量学上的标准pH，生化系统的标准自由能 变化规定为△G'0 ： △G ’ 0 = -2.303RT log Keq’ Keq' 指反应在pH 7 时的平衡常数。 (4)
2H+ ／H2; Fe3+ ／ Fe2
+
表示。
一个氧化还原对失去电子和得到电子的 倾向，例如，Fe2+失去电子或Fe3+ 得到 电子的倾向，称作氧化还原电势或氧化 还原电位(oxidation- reduction potential)。
在氧化还原反应中： 电子供体——还原剂 电子受体——氧化剂 反应：一对氧化还原反应；类似于酸碱反应 (酸碱反应) 质子供体——H+ + 质子 （氧化还原反应）： 电子供体——H+ + 电子受体 生物氧化经常涉及脱 氢 ；氧化作用和脱 氢 经 常是同义词，许多氧化反应是脱 氢 酶催化。 比较氧化还原反应对： 还原性更强的化合物含氢比含氧更多； 氧化性更强的化合物含更多氧更少含氢；
生物能量转化
生物能量转化
生物体能量转化是指在生物体内，通过一系列复杂的生物化学反应
将一种形式的能量转化为另一种形式的过程。这个过程在生命的各个
层面都起到重要作用，从细胞内的能量转换到整个生态系统的能流，
都是通过生物能量转化实现的。
1. 光合作用：太阳能转化为化学能
光合作用是生物能量转化的关键过程之一。在植物、藻类和某些细
菌中，叶绿素等色素能够吸收太阳能，并将其转化为化学能。光合作
用产生的能量被转化为葡萄糖等有机物质，同时释放氧气。这些有机
物质被生物体用来进行细胞呼吸和其他生物化学反应，从而提供能量。
2. 细胞呼吸：有机物质转化为化学能
细胞呼吸是生物能量转化的另一个重要过程。在细胞呼吸中，有机
物质（如葡萄糖）被分解为二氧化碳和水，同时释放化学能。这些能
量被细胞用来合成三磷酸腺苷（ATP），提供细胞所需的能量。细胞
呼吸有三个主要阶段，包括糖酵解、Krebs循环和氧化磷酸化。
3. 食物链和食物网：能量传递和转化
生态系统中的生物之间通过食物链和食物网相互联系，能量在其中
被传递和转化。食物链描述了食物的传递过程，而食物网则更全面地
表示了生态系统中所有生物之间的相互关系。能量在食物链和食物网
中不断流动，且随着每个级别的捕食者获取食物而转化。
4. 其他能量转化过程
除了光合作用、细胞呼吸和食物链/食物网，生物体还通过其他过程进行能量转化。例如，动物体内的肌肉运动将化学能转化为机械能；植物的生长和发育过程中，能量被用于合成细胞壁、细胞质和其他组织。另外，一些特殊的细菌还能利用化学能进行能量转换，如氧化硫细菌利用硫化氢进行化学反应。
细胞生物化学第8章 细胞能量代谢
• 二者的递氢部位是烟酰胺部分，为Vit PP。
NAD+和NADP+的结构
R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+
H
OH OH
一磷酸腺苷（AMP）
二磷酸腺苷（ADP）
三磷酸腺苷（ATP）
核苷二磷酸激酶的作用
ATP + UDP ATP + CDP ATP + GDP
ADP + UTP ADP + CTP ADP + GTP
腺苷酸激酶的作用
ADP + ADP
ATP + AMP
肌酸激酶的作用
NH2
C NH
H3C N + ATP 肌酸激酶
CH2
COOH
肌酸
H
N~ P
C NH
H3C N + ADP
CH2
COOH
磷酸肌酸
磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。
ATP的生成和利用
氧化
磷酸化 P
底物水平
磷酸化
ATP 肌酸
磷酸 肌酸 ADP
机械能 渗透能 P 化学能 电能 热能
生物化学第三版习题答案第八章
生物化学第三版习题答案第八章
自养生物
分解代谢
糖代谢包括异养生物
自养生物
合成代谢
异养生物
能量转换〔能源〕
糖代谢的生物学功能
物质转换〔碳源〕
可转化成多种中间产物，这些中间产物可进一步转化成氨基酸、脂肪酸、核苷酸。
糖的磷酸衍生物能够构成多种重要的生物活性物质：NAD、FAD、DNA、RNA、ATP。
分解代谢：酵解〔共同途径〕、三羧酸循环〔最后氧化途径〕、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。
合成代谢：糖异生、糖原合成、结构多糖合成以及光合作用。
分解代谢和合成代谢，受神经、激素、别构物调剂操纵。
第一节糖酵解glycolysis
一、酵解与发酵
1、酵解glycolysis 〔在细胞质中进行〕
酵解酶系统将Glc降解成丙酮酸，并生成ATP的过程。它是动物、植物、微生物细胞中Glc分解产生能量的共同代谢途径。
在好氧有机体中，丙酮酸进入线粒体，经三羧酸循环被完全氧化成CO2和H2O，产生的NADH经呼吸链氧化而产生ATP 和水，因此酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏。
假设供氧不足，NADH把丙酮酸还原成乳酸〔乳酸发酵〕。
2、发酵fermentation
厌氧有机体〔酵母和其它微生物〕把酵解产生的NADH上的氢，传递给丙酮酸，生成乳酸，那么称乳酸发酵。
假设NAPH中的氢传递给丙酮酸脱羧生成的乙醛，生成乙醇，此过程是酒精发酵。
、视网膜。
二、糖酵解过程〔EMP〕
Embden-Meyerhof Pathway ，1940
在细胞质中进行
1、反应步骤
P79 图13-1 酵解途径，三个不可逆步骤是调剂位点。
（1）、葡萄糖磷酸化形成G-6-P
生物化学第八章 生物氧化
11
一、呼吸链的组成
呼吸链
四个蛋白复合体：复合体I ～ IV 两个可灵活移动的成分：泛醌（Q）和 细胞色素C
12
13
（一）烟酰胺脱氢酶类
烟酰胺脱氢酶类 — 以 NAD+ 或 NADP+ 为辅酶的 脱氢酶类 NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，又称辅酶I) NADP+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,又称辅酶II )
⑵
磷酸烯醇式丙酮酸+ADP ⑶ 琥珀酰CoA合成酶 琥珀酰CoA+H3PO4+GDP
丙酮酸+ATP
琥珀酸+CoA+GTP
38
2.氧化磷酸化
定义：在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递 氢体系传递给氧，在此过程中释放能量使 ADP 磷 酸化生成 ATP ，这种能量的生成方式就称为氧化 磷酸化(oxidative phosphorylation)。
1 O2 2
H2O
实测得FADH2呼吸链： P/O~ 2
FADH2
CH2OH CH2OH C=O CH2O- Pi -磷酸甘 油脱氢酶 (辅酶 FAD)
琥珀酸氧 化呼吸链
NADH+H+
C=O CH2O- Pi
-磷酸甘 油脱氢酶 (辅酶 NAD+)
NAD+
磷酸二羟丙酮
CH2OH CHOH CH2O- Pi
第八章 生物氧化与能量代谢
2.单体分子初步分解阶段。 2.单体分子初步分解阶段。细胞都具有特 单体分子初步分解阶段 定的分解代谢途径，分别将单糖、氨基酸、 定的分解代谢途径，分别将单糖、氨基酸、 脂肪酸等单体分子进行不完全分解。 脂肪酸等单体分子进行不完全分解。如糖 EMP途径 脂肪酸的β 氧化，等等。 途径、 的EMP途径、脂肪酸的β-氧化，等等。各 种单体分子不管其结构和性质差别多大， 种单体分子不管其结构和性质差别多大， 经过第二阶段的有关代谢途径都能巧妙地 被降解成少数几种中间产物， 被降解成少数几种中间产物，主要是乙酰 CoA。因此，第二阶段起到了殊路同归、 CoA。因此，第二阶段起到了殊路同归、 把多形性的底物分子向一体化结构集中的 作用， 作用，为最后纳入同一代谢途径进行完全 分解创造了条件。 分解创造了条件。
2.活体外实验 2.活体外实验 用从生物体分离出来的组织切片， 组织匀浆或体外培养的细胞、细胞器 及细胞抽提物进行中间代谢实验研究 称为活体外实验表示。 称为活体外实验表示。 典型例子：糖酵解、三羧酸循环、 氧化磷酸化等。
（二）代谢途径的探讨方法 探讨物质代谢途径的常用方法 有：代谢平衡实验、代谢障碍实验、 代谢物质标记追踪实验、特征性酶 鉴定实验、核磁共振波实验等。其 中最有效的是代谢物质标记追踪实 验和核磁共振实验。
2.合成代谢与分解代谢 2.合成代谢与分解代谢 （12）分解代谢有机物质在细胞内发生 合成代谢活细胞从外环境中取 （ ）合成代谢活细胞从外环境中取 分解代谢有机物质在细胞内发生 得原料合成自身的结构物质、贮存物 分解的作用过程。分解过程中的许多 质、生理活性物质及各种次生物质的 中间产物可供作生物合成的原料。伴 过程是合成代谢，也叫生物合成。 过程是合成代谢，也叫生物合成。是 随分解代谢释放出化学能并转化为细 需要供应能量的过程。 胞能够利用的生物能（ATP）。 胞能够利用的生物能（ATP）。 合成代谢和分解代谢相辅相成，有 机地联系在一起，构成中间代谢的统 一整体。
第八章 生物氧化
当ATP＋H2O →ADP + Pi时，释放出的自由能，为生命 活动提供能量；即构成了ATP / ADP循环。
ATP将分解代谢的产能反应和合成代谢的需能反应偶联在 一起，被生物界普遍用作“能量货币”。
ATP是磷酸基团转移反应的中间载体
过去曾用cal/mol; kcal/mol
1kcal/mol=4.18 KJ/mol
2、自由能变化与平衡常数的关系
' 生化标准条件下某一可逆反应的平衡常数用ke q
表示。 =-2.303RT lgk 标况下，T=298K, R=1.987 cal/mol.k =8.314 J/mol.k
ΔG= ΔG0’+2.303RT lgk
ATP可以转变为其他核苷三磷酸如：CTP（参 与磷脂合成）；UTP（多糖的合成）；GTP （蛋白质的合成） ATP是某些酶和代谢途径的调节因子
ATP断裂形成AMP和焦磷酸的特殊作用
ATP断裂形成AMP和焦磷酸的作用
ATP+H2O
ΔG0’=-RTlnke q
'
' eq
磷酸丙糖异构
酸碱催化
平衡常数=0.475
ΔG0’=-RTlnk =-2.303RT lgk ΔG0’=1.92KJ/moL 反应不利进行。
生物化学简明教程第四版08新陈代谢总论及生物氧化
体用于作功的能量正是体内化学反应释放的自由能，生物氧化释放的能量也
正是为有机体利用的自由能。它不仅可以用来判断机体内某一过程能否自发
进行，而且还可以利用自由能这个函数来计算反应的其它有用参数。
生物化学简明教程第四版08新陈代
10
谢总论和生物氧化
ΔGθ — 标准条件（T=298K,大气压为101325Pa,反应物和生成物浓度 为1mol/L,pH=7.0）下，化学反应自由能的变化,单位kJ/mol。
• （4）突变体或遗传缺欠症研究法：
a)大肠杆菌利用乳糖基因突变→β-半乳糖苷酶 缺失→乳糖堆积
b)遗传缺欠症（先天性基因突变）→缺乏某种酶
→前体物的积累 →在血液或随尿排出 →测定
（如：苯丙酮尿症）
生物化学简明教程第四版08新陈代
8
谢总论和生物氧化
8.1.2 生物体内能量代谢的基本规律
•能量代谢---•热力学第一定律-----•热力学第二定律-----•热力学第二定律和熵(entropy) •能的两种形式 — 热与功 •自由能ΔＧ，总热能的变化ΔH，总体熵的变化ΔS
解：达平衡时
=Keq=19
ΔGθ= - RTlnKeq =-2.3038.314 311 log19
=-7.6kJ.mol-1
未达平衡时
=Qc=0.1
ΔG′=ΔG°′+ RTlnQc (Qc-浓度商)
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生物化学第八章生物氧化和能量转 化
通过异咯嗪环第1位和第10位上的两个氮原子反 复进行加氢和脱氢反应。
FMN + 2H → FMNH2
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
它主要以 (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在。铁硫 蛋白通过Fe3+ Fe2+ 变化起传递电子的作用。
2. 氧化还原电位
丙酮酸 + NADH + H+
乳酸 + NAD +
丙酮酸 + H+ + 2eNAD+ + 2H+ + 2e-
乳酸
E0’ = -0.19 V
NADH + H+ E0’ = -0.32 V
△E0’ ＝-0.19 – (-0.32) = 0.13 V
3. 自由能变化和氧化还原电位的关系
由于在传递过程中，在很多部位氢原子实际上 以质子（H+）形式进入基质，仅发生电子转移，因 此呼吸链又称为电子传递链（electron-transport chain）。
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
㈡ 电子传递链的基本组成
电子传递链基本分为： 1. 烟酰胺腺嘌呤核苷酸（NAD+、NADP+） 2. 黄素蛋白（FMN、FAD） 3. 铁硫蛋白（Fe－S） 4. 泛醌（辅酶Q，CoQ） 5. 细胞色素（cyt）
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
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
化脱羧酶系的催化下，在脱羧的同时，也发生氧化 （脱氢）作用。
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
四、生物氧化中H2O的生成
代谢物MH2
氧化型
H2O
一个或多个传递体
M
还原型
1/2O2
脱氢酶
氧化酶
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
五、自由能和氧化还原电位
1. 自由能 自由能是指一个化合物分子结构中所固有的能量，
是一种能在恒温、恒压条件下作功的能量。
如果 A
B , 则△G ＝GB – GA
△G < 0，反应能自发进行，放能反应。
△G > 0，供给能量才能进行，吸能反应。
△G = 0，反应处于平衡状态。
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
N CH3 C H 2C O O H
磷酸肌酸
10.3千卡/摩尔
O
NH
PO
C NH O
N CH3 NH2 C H2C H2C H2C HC O O H
磷酸精氨酸
7.7千卡/摩尔
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
严格的说，ATP不是能量的贮存者，而是能量的 携带者和传递者。
磷酸肌酸存在于肌肉、脑和神经组织中，它可与 ATP相互转化。ATP多时，以磷酸肌酸的形式贮能； ATP不足时，磷酸肌酸转化为ATP。因而可认为磷 酸肌酸是ATP的贮存库。
细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所。
在生物氧化中，从代谢物上脱下的氢由一系 列传递体所组成的电子传递链而转移，最终达到 氧，使氧还原成水，并伴随着自由能的释放和 ATP的生成。
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
二、线粒体内膜上的电子传递链
在生物氧化过程中，从代谢物上脱下的氢由一 系列传递体依次传递，最后与氧形成水的整个体系 称为呼吸链（respiratory chain）。
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
⑶ 焦磷酸化合物
O O- P
O-
O O P O-
O-
焦磷酸 7.3千卡/摩尔
NH2
N
N
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
ATP（三磷酸腺苷）
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
2. 磷氮键型（－N～P）
O
NH
PO
C NH O
二、生物氧化的特点
1. 生物氧化是在细胞内进行的。 2. 生物氧化是在常温、常压、近于中性及有水环
境中进行的。 3. 生物氧化所产生的能量是逐步释放的。 4. 生物氧化所产生的能量首先转移到一些特殊的
高能化合物中。
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
三、生物氧化中CO2的生成 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。例如草酰乙酸的脱羧。
根据生物体内高能化合物键的特性可以把他们分 成以下几种类型:
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
Fra Baidu bibliotek
1. 磷氧键型（－O～P）
⑴ 酰基磷酸化合物
⑵ 烯醇式磷酸化合物
O
O
CO P
CH OH
CH2 O
OOO P OO-
COOH O CO PO CH2 O
1,3-二磷酸甘油酸 11.8千卡/摩尔
磷酸烯醇式丙酮酸 14.8千卡/摩尔
2Fe-2S
4Fe-4S
生物化学第八章生物氧化和能量转
化
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。
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
细胞色素是一类含有血红素辅基的电子传递蛋 白的总称。 线粒体呼吸链中主要含有cyta、cyta3、cytb、 cytc和cytc1 5种。组成它们的辅基分别为血红素A、 B和C。 细胞色素主要是通过Fe3+ Fe2+ 的互变起传递 电子的作用的。
第八章 生物氧化和能量转换
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
第一节 生物氧化概述
生物氧化（biological oxidation）是指细胞内 的糖、蛋白质和脂肪进行氧化分解而生成CO2和 H2O，并释放能量的过程。
生物氧化实际上是需氧细胞呼吸作用中的一 系列氧化还原反应。
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
△Go’ ＝-n F △E0’
n：转移电子数； F：法拉第常数[96.5 KJ/(V.mol)]
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
六、高能磷酸化合物
生物体内有许多磷酸化合物，当其磷酰基水解时， 释放大量的能量，这些化合物称为高能磷酸化合物。 如 ATP。 一般将水解时能够释放21 kJ /mol 以上自由能的 化合物称为高能化合物。
以高能磷酸形式储存能量的物质称为磷酸原，包 括磷酸肌酸和磷酸精氨酸。
生物化学第八章生物氧化和能量转 化
3. 硫碳键型（－C～S）
⑴ 甲硫键化合物
⑵ 硫酯键化合物
COO-
CH
N
H
+ 3
O
CH2
CH2 H 3C S + A
R C SCoA
S-腺苷甲硫氨酸
酰基辅酶A
生物化学第八章生物氧化和能量转
化
第二节 线粒体及其内部氧化体系