生物化学第八章生物氧化和能量转化

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医学生物化学(第八章)生物氧化

* 铁硫蛋白为单电子传递体 ( Fe2+-e Fe3+)
+e
20
3. 泛醌（ubiquinone , Q）又称辅酶Q （Coenzyme Q , CoQ）
21
**泛醌的特点 1）是双电子传递体 2）不与蛋白结合的游离存在的电子载体 3）是复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之间的连接者，
是多种底物的电子进入呼吸链的中心点
53
四、 ATP与能量的释放、储存和利用
H2O+CO2 ATP
有机物氧化产能
生物大分子主动
合成
运输
肌肉收缩
遗传信息传递
O2 ADP+Pi
54
一、 ATP分子中的高能磷酸基的来源（一）氧化磷酸化：主要来源（二）底物水平磷酸化概念：在反应过程中,由于分子内部能量重新分配，形成高能磷酸化合物，进一步将高能磷酸基转移给ADP，形成ATP
67
AH2
2H+
2Cu2+
O2-
H2O
A 2Cu+
1/2O2
属氧化酶主要有：细胞色素氧化酶、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶等
68
（二）需氧脱氢酶（aerobic dehydrogenase）
特点：使作用物氢活化，受氢体：除氧以外还有其他试剂产物之一是H2O2
69
AH
FMN(FAD)
H2O2
氧化磷酸化
4
糖
脂肪
葡萄糖脂肪酸＋甘油
乙酰CoA
蛋白质
氨基酸
TCA cycle
CO2
H＋＋e （进入呼吸链）
生成H2O 及释放出能量
5

生物氧化—生物氧化及能量利用(生物化学课件)

（一）底物水平磷酸化
❖ 概念：代谢物在氧化分解过程中，有少数反应因脱氢或脱水而引起分子内能量重新分布，产生高能键，然后将高能键直接转移给 ADP（或GDP）而生成ATP（或GTP）的反应，称为底物水平磷酸化。
O
C OO- PO 3 2-
ADP
ATP
HC OH HO
H2C O P O
磷酸甘油酸激酶
ATP
ADP/ATP↓：抑制氧化磷酸化，ATP生成↓ ADP/ATP↑：促进氧化磷酸化，ATP生成↑
(2) 甲状腺素的作用
❖ ATP分解↑ 产热量↑ ❖ ATP合成↑ 耗氧量↑
(3)氧化磷酸化抑制剂的作用 ①呼吸链抑制剂
作用：阻断电子传递
琥珀酸
FAD
NADH FMN CoQ b c1 c aa3 O2
3. 能量的储存
C + ATP 肌酸激酶 C～P +ADP
肌酸
磷酸肌酸
二、ATP的利用
氧化磷酸化
底物水平磷酸化
ATP
C
～P CK
～P
C～P
ADP
ATP的生成、储存与利用
机械能渗透能化学能电能热能
ATP循环
❖ ATP是高能磷酸化合物，ATP水解时释放出的自由能被利用同时转变成 ADP和Pi或 AMP和PPi。ADP和Pi则通过氧化磷酸化重新合成 ATP，这样就构成ATP循环。
~p
ADP+Pi ATP
ADP+Pi ATP
3. 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
(1) ADP与ATP的调节作用

生物化学第8章生物氧化

天冬氨酸
①苹果酸脱氢酶
②天冬氨酸氨基转移酶
存在部位：肝脏、心肌组织
两种穿梭系统的比较
α-磷酸甘油穿梭穿梭物质进入线粒体后转变成的物质进入呼吸链 α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮苹果酸-天冬氨酸穿梭苹果酸、谷氨酸天冬aa、α-酮戊二酸
FADH2
琥珀酸氧化呼吸链
NADH+ H+
NADH 氧化呼吸链
琥珀酸由琥珀酸脱氢酶催化脱下的2H经复合体Ⅱ（FAD，Fe—S）使COQ形成COQH2，再往下传递与NADH氧化呼吸链相同。（见上图）
NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链总图
FADH2
NADH
FMN
CoQ
Cyt-b c1
c
aa3
O2 H2O
3、分别进入两条呼吸链的底物
苹果酸异柠檬酸 β -羟丁酸谷氨酸 NAD+ FMN 琥珀酸 FAD（Fe-S） CoQ b c1 c aa3 O2
10
血红素b、c1 Fe-S 血红素c 血红素a 血红素a3 Cu2+ O2
Q
Cytc
13
1
Cytc Cyta
Ⅳ
细胞色素C氧化酶
13
(一)尼克酰胺核苷酸类(NAD+)
NAD+ 和NADP+的结构
NAD+：R=H NADP+：R=PO32-
尼克酰胺核苷酸的作用原理
H
H H CONH 2
C CONH2 N R
AH2 2H(2H++2e)
吸链
1 2 O2
H2O
氧化
A
ADP+Pi
能量 ATP 磷酸化

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ATP6. 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)所消耗磷酸的摩尔数或合成ATP的摩尔数。

7. 磷酸肌酸作为肌肉中能量的一种贮存形式第九章糖代谢寸一、糖的生理功能：(1 )氧化供能(2 )提供合成体内其它物质的原料(3 )作为机体组织细胞的组成成分吸收速率最快的为-半乳糖二、血糖1. 血糖：指血液中的葡萄糖正常空腹血糖浓度：3.9~6.1mmol/L2. 血糖的来源：（1）食物糖消化吸收（2）肝糖原分解（3）糖异生去路：（1 ）氧化分解供能（2）合成糖原（3）转化成其它糖类或非糖物质3. 血糖调节：肝脏调节、肾脏调节（肾糖阈）、神经调节、激素调节体内主要升血糖激素：胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素、生长激素、甲状腺素三、糖代谢1. 无氧酵解（无氧或缺氧；生成乳酸；释放少量能量）关键酶：己糖激酶、6- 磷酸果糖激酶1、丙酮酸激酶反应部位：胞液产能方式：底物磷酸化净生成2ATP⑴ 葡萄糖磷酸化为6- 磷酸葡萄糖-1ATP⑵ 6- 磷酸葡萄糖转变为6- 磷酸果糖⑶ 6- 磷酸果糖转变为1,6- 二磷酸果糖-1ATP⑷ 1,6- 二磷酸果糖裂解⑸ 磷酸丙糖的同分异构化⑹ 3- 磷酸甘油醛氧化为1,3- 二磷酸甘油酸【脱氢反应】⑺ 1,3- 二磷酸甘油酸转变成3- 磷酸甘油酸【底物磷酸化】+1*2ATP⑻ 3- 磷酸甘油酸转变为2- 磷酸甘油酸⑼ 2- 磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸⑽ 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并通过底物水平磷酸化+1*2ATP（11）丙酮酸加氢转变为乳酸生理意义：（1）是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。

生物化学第八章生物氧化

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。
功能：将底物上的氢激活
并脱下。
辅酶：NAD+或NADP+
NAD+ 和NADP+的结构
OR
NAD+：R=H NADP+：R=PO32-
尼克酰胺核苷酸的作用原理：
H
H H CONH 2
C CONH2 N R
+
+ H + e + H+
N R
+ H+
H
2H
H
e
H+
NAD(P)+
+2H
-2H
NAD(P)H+H+

Cys Cys
S S
Fe3+
S S
Fe3+S S来自Cys Cys+e-
Cys Cys
S S Fe3+
S S Fe2+
S S
Cys Cys
（4）泛醌（CoQ）
一种脂溶性的醌类化合物，其分子中的苯醌结构能进行可逆的加氢反应，是氢传递体。
CoQ + 2H
CoQH2
（5）细胞色素（cytochrome,Cyt）

7 第八章生物氧化作业及答案

班级学号姓名第八章生物氧化作业及参考答案一. 填空1．生物氧化有3种方式：____ _____、______ _____和______ ____ 。

2．生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有______ ___、_____ ____和____ ____ 参与。

3．原核生物的呼吸链位于__ _______。

4．G0＇为负值是_________反应，该反应可以_________进行。

5．△G0＇与平衡常数的关系式为_________，当Keq＝1时，△G0＇为_________。

6．生物分子的E0＇值小，则电负性_________，供出电子的倾向_________。

7．生物体内高能化合物有_________、_________、_________、_________、_________、_________等类。

8．细胞色素c的辅基是____ _____与蛋白质以_________键结合。

9．在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于_________状态。

10．NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是_________、_________、_________。

11．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进人呼吸链氧化，其P/O比分别为_____和_____。

12．举出三种氧化磷酸化解偶联剂_________、_________、_________。

13．举出4种生物体内的天然抗氧化剂_________、_________、_________、_________。

15．生物氧化是_________在细胞中_________，同时产生_________的过程。

16．反应的自由能变化用_________表示，标准自由能变化用_________表示，生物化学中pH 7.0时的标准自由能变化则表示为_________。

17．高能磷酸化合物通常指水解时______ ___的化合物，其中最重要的是___ ____，被称为能量代谢的__ _______。

环境生物化学-生物氧化和能量代谢

有氧氧化也称为有氧呼吸，（１）有氧氧化有氧氧化也称为有氧呼吸，许多好气和兼性厌气的微生物能利用氧来氧化底物，最终生成二氧化碳和水，底物，最终生成二氧化碳和水，这种方式氧化彻底，释放的能量多。彻底，释放的能量多。无氧氧化也称为无氧呼吸，（２）无氧氧化无氧氧化也称为无氧呼吸，这是指非分子氧物质氧化底物的方式，这是指非分子氧物质氧化底物的方式，又可分为两种方式。为两种方式。
CO2的生成
• 方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含羧基的方式：中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成CO 脱羧而生成中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成 2。类型：脱羧和β 类型：α-脱羧和β-脱羧氧化脱羧和单纯脱羧例：
R H2N-CH-COOH O CH3-C-COOH
CoASH
氨基酸脱羧酶
a.兼性厌气的微生物能利用体内的有机物来 a.兼性厌气的微生物能利用体内的有机物来氧化底物，最终生成氧化不完全底物，氧化底物，最终生成氧化不完全底物，常称为发酵作用。这种氧化方式不彻底，发酵作用。这种氧化方式不彻底，释放的能量少。 b.许多厌气微生物能以无机物（ b.许多厌气微生物能以无机物（NO3-,SO42-）许多厌气微生物能以无机物氧化底物，这种情况下的氧化较为彻底，氧化底物，这种情况下的氧化较为彻底，但释放的能量不如有氧氧化方式多。放的能量不如有氧氧化方式多。
脱羧和脱羧氧化脱羧和单纯脱羧氨基酸脱羧酶ch丙酮酸脱氢酶系nad22oo代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体nadnadpfadfmn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h2oohchchonad电子传递链2e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ho释放出大量能量其中一部分通过磷酸化储存在atp大分子降解成基本结构单位生物氧化的三个阶段生物氧化的三个阶段脂肪葡萄糖其它单糖三羧酸循环电子传递氧化蛋白质脂肪酸甘油多糖氨基酸乙酰coa磷酸化4612生物氧化的方法生物氧化是在一系列氧化还原酶催化下分布进行的

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。

总结：生物能量转化是生命活动的基础，通过光合作用、细胞呼吸、食物链/食物网等过程将能量从一种形式转化为另一种形式。

这些过程不仅支持生物体的生存和繁殖，也维持了整个生态系统的平衡和稳定。

对于理解生命的组成和机能，以及维护生态的健康和可持续性，生物能量转化的研究至关重要。

第八章生物氧化

第八章生物氧化、名词解释1、生物氧化2、呼吸链3、氧化磷酸化4、磷氧比P/O5、底物水平磷酸化6、化学渗透学说二、填空题1、生物氧化是 ___________________ 在细胞中彻底氧化分解生成 ____________ ，同时产生_________ 的过程。

2、生物体内ATP生成的方式包括__________ 和_____________ 两种，其中以____________ 为主。

3、生物氧化中产生的CO2的生成不是碳与氧的直接结合，而是由有机物氧化成___________________ ，经脱羧而产生的。

生物体中的脱羧方式有两种：和________________ 。

4、真核细胞生物氧化的主要场所是，呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于______________ 。

原核生物的呼吸链位于____________________ 。

5、典型的呼吸链包括_________________ 和_________________ 两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的_______________ 不同而区别的。

6、反应的自由能变化用 _______ 表示，标准自由能变化用 ___________ 表示，生物化学中pH 7.0时的标准自由能变化则表示为____________ 。

7、NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是 ____________ 、 _________ 和_____________ 。

8、在呼吸链中，氢或电子从 __ 氧化还原电位的载体依次向______ 化还原电位的载体传递。

9、以NADH为辅酶的脱H酶类主要参与____________ 的作用，即参与从到____________ 电子传递；以NADPH为辅酶的脱H酶类，主要是将分解代谢中间产物上的转移到反应中需要电子的中间产物上。

10、P/O值是指___________________________________ 。

NADH 的P/O 值是 ____________ ，FADH 2 的P/O 值是_____________ 。

生物化学第八章生物氧化

1 O2 2
H2O
实测得FADH2呼吸链： P/O~ 2
FADH2
线粒体是真核细胞的一种细胞器，是生物氧化和能量转换的主要场所。是组织细胞的“发电厂”。线粒体内，外膜的化学组成有显著的区别; 外膜：磷脂，胆固醇含量高，蛋白质含量低内外膜间隙：腺苷酸激酶，核苷酸激酶等内膜：有些脱氢酶，氧化呼吸链有关的酶， ATP 合成酶基质：催化糖有氧分解，脂肪酸氧化，氨基酸分解和蛋白质生物合成的酶
3
二、生物氧化的一般过程
主要解决三个问题：
1．代谢物中C如何在酶催化下生成CO2；
2．细胞如何利用O2将代谢物中的H氧化成H2O；
3．氧化产生的自由能怎样被收集、转换和储存。
4
生物氧化的三个阶段
脂肪多糖蛋白质
大分子降解成基本结构单位
脂肪酸、甘油
葡萄糖、其它单糖
氨基酸
乙酰CoA

小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰 CoA等）
31
2. 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（ >20 千焦 / 摩尔）的化合物称为高能化合物。
32
高能化合物类型
33
3. ATP的特点
在 pH=7 环境中， ATP 分子中的三个磷酸基团完全解离成带 4个负电荷的离子形式（ ATP4-），具有较大势能，加之水解产物稳定，因而水解自由能很大（ ΔG°′= -30.5千焦/摩尔）。
34
4.ATP的特殊作用
在机体的能量代谢中， ATP 就好像能量通币，高能化合物虽有多种，只有 ATP 可为一切生理机能与生物合成反应提供能量； ATP是细胞内磷酸基团转移的中间载体

生物化学-生物氧化

ATP合酶的工作机制
T型： (紧密型）催化生成ATP L型：（疏松型）结合ADP ，Pi O型：（开放型）释放ATP
目录
三、影响氧化磷酸化的因素
（一）抑制剂（二）ADP的调节作用（三）甲状腺激素（四）线粒体DNA突变
目录
（一）抑制剂
1. 呼吸链抑制剂阻断呼吸链中某些部位电子传递。
这一系列酶和辅酶氧化还原组成的传递链称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。
目录
呼吸链组成
递氢体：能传递氢的酶或辅酶（2H 2H+ + 2e）
电子传递体：传递电子的酶或辅酶
位置:酶或辅酶组成的蛋白复合体按一定的顺
1.反应条件：温和的环境中（体温， pH接近中性），
2.反应实质：酶促反应 3.能量释放：逐步进行 4.产物生成：H2O由脱下的氢与氧
结合产生， CO2是有机酸脱羧产生。
体外氧化
高温
单纯化学反应能量是突然释放的 CO2、H2O是由物质中的碳和氢直接与氧结合产生。
目录
* 生物氧化的一般过程
目录
铁硫蛋白 (简写为Fe-S)是一种与电子传递有关的
蛋白质。
分子中所含的铁和硫构成活性中心，称为铁硫中心。
目录
铁硫蛋白中辅基铁硫簇(Fe-S)含有铁原子和硫原子，其中铁原子可进行Fe2+ Fe3++e 反应传递电子。
目录
泛醌（辅酶Q coenzyme)
异戊二烯
目录
NADH+H+ NAD+
(chemiosmotic hypothesis)

生物氧化和能量转化

FADH2
NADH FMN CoQ cyt b cyt c1 cyt c cyt aa3 O2
两条呼吸链中除NADH、CoQ和cytc外，其余组分形成嵌入内膜的结构化超分子复合体。这些复合体有4类： Ⅰ. NADH-Q还原酶复合物 Ⅱ. 琥珀酸－Q还原酶复合物(琥珀酸脱氢酶) Ⅲ. Cyt bc1 复合物(细胞色素C还原酶) Ⅳ. 细胞色素氧化酶复合物（Cytc aa3 ）
2Fe-2S
4Fe-4S
铁硫蛋白
辅酶Q类（CoQ）：唯一的非蛋白电子载体。脂溶性醌类化合物。
Q (醌型结构) 很容易接受电子和质子，还原成QH2（还原型）； QH2也容易给出电子和质子，重新氧化成Q。
CoQ→CoQH2
细胞色素（cytochrome,cyt）
• 以铁卟啉（血红素）为辅基的蛋白质（有颜色） • 细胞色素主要是通过辅基中Fe3+ Fe2+ 的互变起传递电子的作用。 • 一个细胞色素每次传递一个电子。
△G ＝GB – GA＝ △Go’ + RT ln [B]/[A]
△G ：自由能变 △Go’：标准自由能变 R ：摩尔气体常数[ 8.314 J / (mol . K)] T：热力学温度 (K)
△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。当 △G ＝0 时， △Go’ ＝- RT ln [B]/[A] ＝-2.303 RT lg K’eq
• 1 氧化磷酸化（电子传递链的磷酸化）在呼吸 (需O2) 链电子传递过程中释放的能量使 ADP磷酸化生成ATP的过程。
• 2 底物水平磷酸化：底物在脱氢时形 (不需O2) 成的高能磷酸基团直接转移给ADP生成ATP的方式。

2020年(生物科技行业)生物化学第三版习题答案第八章

（生物科技行业）生物化学第三版习题答案第八章第八章糖代谢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，这些中间产物可进壹步转化成氨基酸、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、F AD、DNA、RNA、A TP。

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、别构物调节控制。

第一节糖酵解glycolysis一、酵解和发酵1、酵解glycolysis（在细胞质中进行）酵解酶系统将Glc降解成丙酮酸，且生成A TP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，经三羧酸循环被彻底氧化成CO2和H2O，产生的NADH 经呼吸链氧化而产生A TP和水，所以酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏。

若供氧不足，NADH把丙酮酸仍原成乳酸（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，则称乳酸发酵。

若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。

有些动物细胞即使在有O2时，也会产生乳酸，如成熟的红细胞（不含线粒体）、视网膜。

二、糖酵解过程（EMP）Embden-MeyerhofPathway，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节位点。

（1）、葡萄糖磷酸化形成G-6-P反应式此反应基本不可逆，调节位点。

△G0=-4.0Kcal/mol使Glc活化，且以G-6-P形式将Glc限制在细胞内。

催化此反应的激酶有，已糖激酶和葡萄糖激酶。

激酶：催化A TP分子的磷酸基（r-磷酰基）转移到底物上的酶称激酶，壹般需要Mg2+或Mn2+作为辅因子，底物诱导的裂缝关闭现象似乎是激酶的共同特征。

生物化学中的氧化还原反应能量的释放与转移

生物化学中的氧化还原反应能量的释放与转移氧化还原反应是生物化学中非常重要的一类反应，它不仅在细胞呼吸、光合作用等生命活动中发挥着重要作用，还与人体的新陈代谢、健康和疾病密切相关。

本文将探讨氧化还原反应中能量的释放与转移，以及其在生物体内的重要性。

一、氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指化学物质在化学过程中发生电子的转移过程。

其中，电子的失去称为氧化反应，电子的获得称为还原反应。

在氧化还原反应中，存在一种物质失去电子而被氧化，同时另一种物质获得电子而被还原，这两种反应是同时进行的，称为氧化还原反应。

二、氧化还原反应能量的释放氧化还原反应中，电子的转移伴随着能量的转移。

在氧化反应中，原子或分子失去电子，形成带正电荷的离子，这一过程需要输入能量。

而在还原反应中，原子或分子获得电子，形成带负电荷的离子，这一过程释放能量。

因此，氧化还原反应中能量的释放主要来源于还原反应。

三、氧化还原反应能量的转移在生物体内，氧化还原反应不是直接进行的，而是通过一系列酶催化的反应途径来完成。

其中，最重要的是细胞呼吸和光合作用。

1.细胞呼吸细胞呼吸是生物体内最为重要的氧化还原反应过程之一。

它将食物中的有机物质（如葡萄糖）经过一系列氧化反应分解，最终释放出能量。

整个过程主要包括三个阶段：糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。

在糖酵解阶段，葡萄糖分子被氧化分解为两个分子的丙酮酸，同时释放出少量的能量。

然后，丙酮酸经过三羧酸循环中的一系列反应，产生大量的还原辅酶（如NADH），进一步释放出能量。

最后，在氧化磷酸化阶段，还原辅酶NADH通过线粒体内膜上的呼吸链系统转移电子，最终释放出大量的能量，并形成水。

2.光合作用光合作用是植物和一些细菌中进行的光能转化过程，也是氧化还原反应中能量转移的重要途径之一。

光合作用通过光合色素（如叶绿素）吸收光能，将二氧化碳和水合成有机物质葡萄糖，并释放出氧气。

在光合作用中，光能促使叶绿素分子中的电子被激发，形成高能态的激发态叶绿素。

生物氧化与能量代谢的生物化学途径

生物氧化与能量代谢的生物化学途径生物氧化与能量代谢是生物体内一系列关键的生物化学过程，它们负责将有机物质转化为能量，维持生命的正常运转。

以下是介绍生物氧化与能量代谢的相关生物化学途径。

一、糖酵解途径糖酵解是将葡萄糖分解为丙酮酸，并在过程中产生能量的途径。

首先，葡萄糖经过一系列酶的作用，被分解成两个三碳的分子，即磷酸甘油醛（PGAL）。

接着，PGAL经过一系列反应后形成丙酮酸，并释放出能量。

整个过程中，底物水平发生变化，同时也生成了较多的ATP和NADH。

二、三羧酸循环途径三羧酸循环是将有机酸进一步氧化分解并产生ATP、NADH和FADH2的过程。

葡萄糖酵解过程中，分解产生的丙酮酸进入三羧酸循环。

在三羧酸循环中，丙酮酸被氧化成二氧化碳，同时释放出大量的能量。

此外，还产生了NADH和FADH2，它们将进一步参与氧化磷酸化过程。

三、氧化磷酸化途径氧化磷酸化是通过将NADH和FADH2的电子传递给细胞色素复合物，最终将电子传递到氧气上，并产生ATP的过程。

在电子传递链的过程中，通过一系列蛋白质复合物，电子从高能态向低能态转移，释放出能量。

这些能量被利用来将ADP磷酸化为ATP，从而生成化学能。

四、β-氧化途径β-氧化途径是将脂肪酸分解为乙酰辅酶A，并在过程中产生能量的过程。

脂肪酸首先在细胞质中与辅酶A结合，形成酯，随后进入线粒体，通过一系列反应逐个氧化。

在每个氧化步骤中，产生的乙酰辅酶A进入三羧酸循环，生成ATP和NADH。

随着脂肪酸链的不断缩短，生成的乙酰辅酶A也越来越少，最终产生能量也会逐渐减少。

总结起来，生物氧化与能量代谢的生物化学途径包括糖酵解途径、三羧酸循环、氧化磷酸化和β-氧化途径。

它们相互作用，构成了一个完整而复杂的能量代谢网络，为维持生命的正常运转提供了能量供应的基础。

生物化学反应的能量转换

生物化学反应的能量转换生物化学反应是指生物体内发生的各种化学反应，这些反应需要能量来进行，并且会产生能量。

能量的转换在生物体内起着至关重要的作用，它是维持生命活动所必需的。

本文将探讨生物化学反应中能量的转换过程。

1. 光合作用与能量转换光合作用是生物体中最重要的能量转换过程之一。

光合作用发生在植物叶绿素中的叶绿体中，通过将光能转化为化学能，从而合成有机物质并释放氧气。

整个光合作用过程可以分为光反应和暗反应两个阶段。

在光反应中，叶绿体中的叶绿素吸收光能，产生高能电子，在电子传递链中释放能量并最终生成电子供给暗反应使用。

该过程产生的能量主要用于ATP的合成和NADPH的生成，这些物质是暗反应中光合合成的主要能量和还原剂。

暗反应则利用光反应阶段产生的ATP和NADPH，将二氧化碳和水转化为有机化合物。

整个反应过程需要能量输入，主要由光反应阶段产生的ATP供能。

通过这种方式，光合作用将光能转化为化学能，为生物体提供能量和有机物质。

2. 细胞呼吸与能量转换细胞呼吸是生物体内能量转换的另一个重要过程。

它发生在细胞质和线粒体中，将有机物质（如葡萄糖）分解为二氧化碳和水，并释放出能量。

细胞呼吸可以分为三个阶段：糖解、Krebs循环和氧化磷酸化。

糖解阶段将葡萄糖分解为丙酮酸和乳酸，产生少量的ATP。

Krebs循环阶段则将丙酮酸氧化为二氧化碳，同时合成更多的ATP和电子供给氧化磷酸化使用。

氧化磷酸化是细胞呼吸中最重要的能量转换过程，它将电子传递链中产生的能量转化为ATP。

通过细胞呼吸，生物体能够将有机物质中的化学能转化为细胞能量库ATP，提供给各种生命活动使用。

细胞呼吸还产生了大量的化学能，用于维持细胞内的各种代谢反应。

3. 其他能量转换过程除了光合作用和细胞呼吸，生物体内还存在许多其他的能量转换过程。

例如，发酵是一种无氧条件下将有机物质分解为乳酸或酒精的过程，它在细菌和一些真核生物中常见。

还有一些特殊的能量转换过程，如化学能转化为电能的过程。

生物氧化的功能

生物氧化的功能生物氧化是一种重要的生物化学过程，它在许多生物体内通过电子传递链系统将化学能转化为可用能量。

生物氧化的功能包括产生三磷酸腺苷（ATP）和维持生物体内氧化还原平衡。

首先，生物氧化通过产生ATP提供能量。

ATP是细胞内能量的主要来源，几乎所有生物体都依赖ATP来满足生理活动的能量要求。

生物氧化实际上是通过将化学能转化为电化学能来产生ATP。

在细胞内的线粒体中，通过氧化还原反应将氢原子从有机物中转移出来，并将其转移到电子传递链上的不同分子中，最终转移到氧分子上，形成水分子。

在这个过程中，电子的能量逐渐降低，这种能量的逐步释放被用来驱动ATP合成酶进行磷酸化反应，最终合成ATP。

因此，生物氧化是一种能够提供细胞所需能量的重要过程。

其次，生物氧化还能维持生物体内氧化还原平衡。

生物体内的化学反应通常涉及到氧化还原反应，即电子的失去和获得。

这些反应在正常情况下需要保持一种平衡，以维持细胞内的正常活动。

生物氧化过程中电子通过电子传递链流动，形成氧化和还原物质之间的电荷平衡。

例如，在线粒体的呼吸链中，通过将氢离子从线粒体基质向线粒体内膜外转移，形成了一个氧化剂和还原剂之间的电子流。

这种电子的流动能够维持细胞内的氧化还原平衡，确保细胞正常的生理功能。

总之，生物氧化是一种通过电子传递链将化学能转化为可用能量的重要生物化学过程。

它通过产生ATP提供能量，满足细胞的能量需求。

同时，生物氧化还能维持细胞内的氧化还原平衡，确保细胞的正常功能。

生物氧化的功能使得生物体能够从食物中获取能量，并将其转化为细胞所需的生理活动能量。

研究生物氧化的功能有助于更深入地了解细胞代谢过程的机制，并有助于开发新的能量转化和药物治疗策略。

生物化学生物氧化

图8-19
氧化酶
举例：
细胞色素氧化酶 (Cytc氧化酶)
7
Cyt c氧化酶
FMN 560
图8-2
电子传递链
苹果酸
Cyt c氧化酶
8
(二) 不需氧脱氢酶 (anaerobic
dehydrogenase)
不是以氧, 而是以辅酶作为直接受氢/电子体
举例： * 苹果酸脱氢酶, G6PDH (需NAD+/NADP+的脱氢酶类）
* 琥珀酸脱氢酶, NADH脱氢酶
（需FAD/FMN的脱氢酶类）
* 细胞色素体系
(Cytb，Cytc)
9
(辅酶)
(辅酶)
SH2
受氢体1
不需氧脱氢酶
受氢体2H2
1/2O2
S
受氢体1H2
(辅酶)
受氢体2
(辅酶)
H 2O
辅酶的作用：
* 作为呼吸链中的受氢(电子)体,将电子传递给O2 * 受氢(电子)体：既是受氢(电子)体又是供氢(电子)体
26
⑵ 复合体Ⅱ:
琥珀酸-CoQ还原酶
作用：将琥珀酸中的2H传递给CoQ
组成：黄素蛋白复合物(包括黄素蛋白,Fe-S,Cyt等) ● 黄素蛋白(复合物II中): 琥珀酸脱氢酶 (FAD) 递氢方式: 递H+(×2)、递电子(×2)
● 铁硫蛋白 (iron-sulfur protein)
27
● 细胞色素b560 (cytochromosb560,cytb560) 一种色素蛋白(以铁卜啉为辅基)
(复合体III中)
CO、CN¯ 、N3¯ 2S ：、H
抑制细胞色素C氧化酶
(复合体IV中)
62
562

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