6-2电子传递链(PPT36页)
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植物生理学 光合电子传递 ppt课件
（2）环式电子传递(cyclic electron transport)
PSⅠ→ Fd →PQ→ Cytb６f → PC → PSⅠ
（3）假环式电子传递(pseudocyclic electron transport)
H2O→ PSⅡ → PQ →Cytb６f → PC → PSⅠ→ Fd → O２
5
三、光合磷酸化
1、定义 指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类
囊体的质子梯度的能量把ADP和Pi合成为 ATP的过程。 （由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶 联产生ATP的过程）
2、类型
非循环光合磷酸化（基粒片层） 循环光合磷酸化（基质片层）
7
（一）非循环光合磷酸化 （noncyclic photophosphorylation）
2、光照引起水的裂解，水释放出质子和电子，质子留 在膜内侧，电子进入电子传递链中的PQ。
3、PQ接受电子的同时也接受着膜外侧传来的质子，将 质子排入膜内侧，电子传给PC。
质子浓度和电位：膜内侧>膜外侧，产生质子浓度差和 电位差（质子动力），当H+沿着浓度梯度返回膜外 侧时，在ATP合酶的催化下，ADP和Pi脱水形成ATP。
光合电子传递方式
1
光合电子传递方式
1、概念：
指在原初反应中产生的高能电子经过一系列的电子传递体，传递给 NADP+，产生NADPH的过程。
光合链 类囊体膜上的PSⅡ（光系统Ⅱ）和PSⅠ（光系统Ⅰ）之间几种排列紧密 的电子传递体完成电子传递的总轨道。
• 各种电子传递体具有不同的氧化还原电位
负值越大 还原势越强 正值越大 氧化势越强
10
（四）ATP合酶（ATP synthase）
是一个大的多亚基单位的复合物。
PSⅠ→ Fd →PQ→ Cytb６f → PC → PSⅠ
（3）假环式电子传递(pseudocyclic electron transport)
H2O→ PSⅡ → PQ →Cytb６f → PC → PSⅠ→ Fd → O２
5
三、光合磷酸化
1、定义 指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类
囊体的质子梯度的能量把ADP和Pi合成为 ATP的过程。 （由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶 联产生ATP的过程）
2、类型
非循环光合磷酸化（基粒片层） 循环光合磷酸化（基质片层）
7
（一）非循环光合磷酸化 （noncyclic photophosphorylation）
2、光照引起水的裂解，水释放出质子和电子，质子留 在膜内侧，电子进入电子传递链中的PQ。
3、PQ接受电子的同时也接受着膜外侧传来的质子，将 质子排入膜内侧，电子传给PC。
质子浓度和电位：膜内侧>膜外侧，产生质子浓度差和 电位差（质子动力），当H+沿着浓度梯度返回膜外 侧时，在ATP合酶的催化下，ADP和Pi脱水形成ATP。
光合电子传递方式
1
光合电子传递方式
1、概念：
指在原初反应中产生的高能电子经过一系列的电子传递体，传递给 NADP+，产生NADPH的过程。
光合链 类囊体膜上的PSⅡ（光系统Ⅱ）和PSⅠ（光系统Ⅰ）之间几种排列紧密 的电子传递体完成电子传递的总轨道。
• 各种电子传递体具有不同的氧化还原电位
负值越大 还原势越强 正值越大 氧化势越强
10
（四）ATP合酶（ATP synthase）
是一个大的多亚基单位的复合物。
电子传递
电子呼吸链成员
3、琥珀酸－Q 还原酶
complexⅡ
复合物II存在于线粒体内膜,包括琥珀酸脱
氢酶和3个小亚基和Fe-S簇、Cyb560。琥珀酸
脱氢酶的辅基是FAD，FAD接受氢生成FADH2。
FADH2中的两个电子经Fe-S中心传递给CoQ,
从而进入电子传递链。
电子呼吸链成员
2H+
琥 珀 酸
延胡索酸
阿的平 阿米妥(麻醉药) 抗霉素A 鱼藤酮(杀虫药) CO CNN 3-
NADH
CoQ
Cytc-Fe
2+
O2 + 4H
+
NADH-Q还原 酶
CoQ-Cytc还原酶
Cytc 氧化酶
NAD﹢
4H
+
CoQH2
4H
+
Cytc-Fe3+
2H
+
2H2O
电子传递与氧化磷酸化的实质——需氧细胞内 糖类、脂类、蛋白质等通过各自的分解途径所 形成的还原型辅酶，包括NADH和FADH2通过电 子传递链被重新氧化。还原型辅酶上的氢原子 以质子的形式脱下，其电子沿着一系列的电子 载体传递，最后转移给分子氧。而质子和负离 子型氧结合成水。在电子传递过程中释放出的 大量自由能使ADP磷酸化生成ATP。在传递过程 中，电子的传递仅发生在相邻的电子载体之间。
复合物I 传递电子时的能量变化
NADH + H + + CoQ
NADHQ还原酶
NAD+ + CoQH2
该反应由பைடு நூலகம்个半反应组成 NADH + H + CoQ + 2H+ + 2eNAD+ + 2H+ + 2eCoQH2
生物化学：第二节 电子传递链
由NADH开始的呼吸链 —— NADH呼吸链； 由FADH2开始的呼吸链 —— FADH2呼吸链。
2、电子传递链分布 原核细胞存在于质膜上 真核细胞存在于线粒体的内膜上
二. 呼吸链的组成
电子传递中有四个复合体参与：
NADH-CoQ还原酶（复合物I） 琥珀酸-CoQ还原酶（复合物Ⅱ ） CoQ-细胞色素c还原酶（复合物III ） 细胞色素氧化酶（复合物Ⅳ）
铁硫中心只有1个Fe起氧化还原反应，在氧化型（ Fe3+）和还原型（Fe2+）之间转变。
呼吸链中的电子传递体：
3. 铁硫蛋白
铁硫蛋白在呼吸链中作为电子传递体，不传递氢 。
呼吸链中的铁硫蛋白通常与其它的电子传递体的 蛋白质（如黄素酶、细胞色素）结合成复合物，从 而具有不同的氧化还原电位，在呼吸链的不同部位 传递电子。目前对其具体作用机制并不十分清楚.
五. 呼吸链的电子传递过程
呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
呼吸链中的电子传递体：
1. 烟酰胺脱氢酶
是指以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶, 属于烟 酰胺的衍生物。以NAD+为辅酶的脱氢酶主要参与线 粒体底物到分子氧的传递, 以 NADP+为辅酶的脱氢 酶主要参与将电子传给生物合成过程.
呼吸链中的电子传递体：
（一）NADH-CoQ还原酶（复合物1） 由FMN + 铁硫蛋白
功能：先与NADH结合并将NADH上的两个高势能 电子转移到FMN辅基上，使NADH氧化，并使 FMN还原。
NADH+H++FMN
FMNH2+NAD+
二、琥珀酸-CoQ还原酶（复合体Ⅱ ）
琥珀酸脱氢酶，它是嵌在线粒体内膜的酶蛋白。也是此复合 体的一部分，其辅基包括FAD和Fe-S聚簇。
2、电子传递链分布 原核细胞存在于质膜上 真核细胞存在于线粒体的内膜上
二. 呼吸链的组成
电子传递中有四个复合体参与：
NADH-CoQ还原酶（复合物I） 琥珀酸-CoQ还原酶（复合物Ⅱ ） CoQ-细胞色素c还原酶（复合物III ） 细胞色素氧化酶（复合物Ⅳ）
铁硫中心只有1个Fe起氧化还原反应，在氧化型（ Fe3+）和还原型（Fe2+）之间转变。
呼吸链中的电子传递体：
3. 铁硫蛋白
铁硫蛋白在呼吸链中作为电子传递体，不传递氢 。
呼吸链中的铁硫蛋白通常与其它的电子传递体的 蛋白质（如黄素酶、细胞色素）结合成复合物，从 而具有不同的氧化还原电位，在呼吸链的不同部位 传递电子。目前对其具体作用机制并不十分清楚.
五. 呼吸链的电子传递过程
呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
呼吸链中的电子传递体：
1. 烟酰胺脱氢酶
是指以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶, 属于烟 酰胺的衍生物。以NAD+为辅酶的脱氢酶主要参与线 粒体底物到分子氧的传递, 以 NADP+为辅酶的脱氢 酶主要参与将电子传给生物合成过程.
呼吸链中的电子传递体：
（一）NADH-CoQ还原酶（复合物1） 由FMN + 铁硫蛋白
功能：先与NADH结合并将NADH上的两个高势能 电子转移到FMN辅基上，使NADH氧化，并使 FMN还原。
NADH+H++FMN
FMNH2+NAD+
二、琥珀酸-CoQ还原酶（复合体Ⅱ ）
琥珀酸脱氢酶，它是嵌在线粒体内膜的酶蛋白。也是此复合 体的一部分，其辅基包括FAD和Fe-S聚簇。
电子传递链
1 3
1mol葡萄糖需氧呼吸产生多少ATP？ 30molATP
2 3
需氧呼吸产生的能量有哪些形式？ 一部分能量以热能的形式散失 一部分转移到ATP中
畅通高考站
生物体吸收的O2用于 A.在线粒体内合成CO2 B.在细胞质基质中与【H】结合生成水 C.部分形成CO2，部分与【H】结合生成水 D.在线粒体内与【H】结合生成水 （ D ）
电子传递链
魔法背知识
电子传递链（【H】的氧化）
线粒体内的生物氧化依赖于线粒体内膜上一系列酶或辅酶的作用。它 们作为递氢体或递电子体，按一定的顺序排列在内膜上，组成递氢或 递电子体系，称为电子传递链.
魔法背知识
电子传递链（【H】的氧化）
1.场所：线粒体内程：
26ATP
24[H] + 6O2
酶
12H2O + 能量（大量）
线粒体 内膜
魔法背知识
电子传递链（【H】的氧化）
场所： 反应物： 生成物： 产生ATP数量： 与氧的关系： 线粒体内膜 【H】和O2 H2 O 26ATP 需要O2参与
答疑全频道
需氧呼吸总反应式
C6H12O6+6O2+6H2O
酶
6CO2+12H2O+(大量) 能量
306.7电子传递链医学细胞生物学
ATP。
4、总结：一个葡萄糖分子的氧化过程 （每个葡萄糖分子氧化过程释放的能量能够产生多少个ATP?）
1）葡萄糖酵解： C6H12O6+2NAD++2Pi→2CH3COCOOH+ 2NADH+2H++2ATP 2）乙酰辅酶A的生成： 2CH3COCOOH+2HSCoA+2NAD+→2CH3CO-SCoA + 2CO2+ 2NADH+2H+ 3）三羧酸循环TCA: 2CH3COSCoA+6NAD++2FAD+2ADP+2Pi+6H2O→4CO2+6NADH+6H++2FADH2+ 2HSCoA+2ATP
1、FADH2 → Ⅱ →泛醌（CoQ） → Ⅲ →细胞色素C → Ⅳ 2、NADH→Ⅰ →泛醌（CoQ） → Ⅲ →细胞色素C → Ⅳ
3、电子传递时H+穿膜形成电化学梯度
①NADH或FADH2提供一对电子，经电子传递链交给O2，化合成H2O； ②电子传递链将H+从基质转移到膜间腔； ③线粒体内膜具有离子不透过性； ④ 膜间腔中的H+顺浓度梯度返回基质，渗透势能通过基粒（ATP合酶）合成
计算过程：
• 一个NADH氧化后，合成2.5个ATP；而一个FADபைடு நூலகம்2氧化后，合成1.5个ATP； •氧化磷酸化：12对H（糖酵解产生2对，乙酰辅酶A的生成产生2对， TAC中产生8对
，共12对）中10对NADH和2对FADH2通过氧化磷酸化总共产生28个ATP分子;
• 底物磷酸化：4个ATP（其中糖酵解和TAC各产生2个ATP）。
4、总结：一个葡萄糖分子的氧化过程 （每个葡萄糖分子氧化过程释放的能量能够产生多少个ATP?）
1）葡萄糖酵解： C6H12O6+2NAD++2Pi→2CH3COCOOH+ 2NADH+2H++2ATP 2）乙酰辅酶A的生成： 2CH3COCOOH+2HSCoA+2NAD+→2CH3CO-SCoA + 2CO2+ 2NADH+2H+ 3）三羧酸循环TCA: 2CH3COSCoA+6NAD++2FAD+2ADP+2Pi+6H2O→4CO2+6NADH+6H++2FADH2+ 2HSCoA+2ATP
1、FADH2 → Ⅱ →泛醌（CoQ） → Ⅲ →细胞色素C → Ⅳ 2、NADH→Ⅰ →泛醌（CoQ） → Ⅲ →细胞色素C → Ⅳ
3、电子传递时H+穿膜形成电化学梯度
①NADH或FADH2提供一对电子，经电子传递链交给O2，化合成H2O； ②电子传递链将H+从基质转移到膜间腔； ③线粒体内膜具有离子不透过性； ④ 膜间腔中的H+顺浓度梯度返回基质，渗透势能通过基粒（ATP合酶）合成
计算过程：
• 一个NADH氧化后，合成2.5个ATP；而一个FADபைடு நூலகம்2氧化后，合成1.5个ATP； •氧化磷酸化：12对H（糖酵解产生2对，乙酰辅酶A的生成产生2对， TAC中产生8对
，共12对）中10对NADH和2对FADH2通过氧化磷酸化总共产生28个ATP分子;
• 底物磷酸化：4个ATP（其中糖酵解和TAC各产生2个ATP）。
第三节-电子传递和氧化呼吸链
Cyt a: ~600 nm Cyt b: ~560 nm Cyt c: ~550 nm
2021/6/7
37
Cytochrome bc1 complex
2021/6/7
(Complex III)
38
5.细胞色素c
❖在复合体III和Ⅳ之间传递电子。
（细胞色素c 交互地与细胞色素还原酶的 C1和细胞色素氧化酶接触）
琥珀酸等
黄素蛋白 （FAD）
NADH
黄素蛋白 （FMN）
铁硫蛋白 （Fe-S）
铁-硫蛋白类 （iron—sulfur proteins) 细胞色素类
铁硫蛋白 （Fe-S）
辅酶Q （CoQ）
Cyt b
（cytochromes） 辅酶Ｑ
细胞色素类
Fe-S Cyt c1
（ubiquinone,亦写作CoQ）
2021/6/7
4
（二）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
R
H2N-CH-COOH 氨基酸脱羧酶 CH2-NH2 +CO2
O
丙酮酸脱氢酶系
CH3-C-COOH
CH3COSCoA+CO2
ADP-ATP转运载体 ATP合酶（FoF1） 其他载体
➢线粒体基质含有丙酮酸脱氢酶
柠檬酸循环酶系
脂肪酸-氧化酶系 DNA，核糖体其他酶 ATP、ADP、Pi、Mg2+ 、 Ca2+ 、
10
K+
Cristae (the infoldings of the inner membrane of mitochondria) is where the respiratory chain is located.
2021/6/7
37
Cytochrome bc1 complex
2021/6/7
(Complex III)
38
5.细胞色素c
❖在复合体III和Ⅳ之间传递电子。
（细胞色素c 交互地与细胞色素还原酶的 C1和细胞色素氧化酶接触）
琥珀酸等
黄素蛋白 （FAD）
NADH
黄素蛋白 （FMN）
铁硫蛋白 （Fe-S）
铁-硫蛋白类 （iron—sulfur proteins) 细胞色素类
铁硫蛋白 （Fe-S）
辅酶Q （CoQ）
Cyt b
（cytochromes） 辅酶Ｑ
细胞色素类
Fe-S Cyt c1
（ubiquinone,亦写作CoQ）
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4
（二）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
R
H2N-CH-COOH 氨基酸脱羧酶 CH2-NH2 +CO2
O
丙酮酸脱氢酶系
CH3-C-COOH
CH3COSCoA+CO2
ADP-ATP转运载体 ATP合酶（FoF1） 其他载体
➢线粒体基质含有丙酮酸脱氢酶
柠檬酸循环酶系
脂肪酸-氧化酶系 DNA，核糖体其他酶 ATP、ADP、Pi、Mg2+ 、 Ca2+ 、
10
K+
Cristae (the infoldings of the inner membrane of mitochondria) is where the respiratory chain is located.
光合作用光反应电子传递ppt
研究不同植物间光合作用的光能利用效率差异及其影响因素，为提高植物生产力提供理论指导和技术支持。
加强光合作用光反应电子传递在农业生产中的应用研究
加强光合作用光反应电子传递与其他领域的交叉学科研究
与植物生理学、生物化学、分子生物学等学科进行深度交叉融合，共同研究光合作用光反应电子传递的作用机制及其与其他生命过程的相互关系。
2023
光合作用光反应电子传递
CATALOGUE
目录
光合作用光反应电子传递概述光合作用光反应电子传递的组成与机制光合作用光反应电子传递的调控因素光合作用光反应电子传递与其他生理过程的关系光合作用光反应电子传递的遗传改良与基因工程应用光合作用光反应电子传递研究展望
01
光合作用光反应电子传递概述
VS
总结词
详细描述
光合作用光反应电子传递相关基因的克隆与功能分析
通过遗传改良和分子育种方法，可以增强植物的光合作用效率和抗逆性，提高农作物的产量和品质。
总结词
利用基因工程技术，将光合作用光反应电子传递相关基因导入作物中，改善其光合作用效率和抗逆性。同时，利用分子标记辅助选择等手段进行分子育种，选育出具有优良性状的光合作用光反应电子传递相关基因的转基因植物，提高农作物的产量和品质。
光合作用光反应电子传递是指在光合作用过程中，光能被转化成化学能的过程。这一整个化学过程主要源自于植物中的叶绿素分子和蓝藻中的藻蓝素分子吸收光能后发生的变化。
特点
光合作用光反应电子传递是一种高效的能量传递过程，其最大特点是它不产生游离的电子，而是通过一系列的氧化还原反应将光能转化为化学能。此外，这一过程是一个连续的能量传递过程，由一系列的电子传递链组成，每个电子传递链都由一系列电子传递蛋白组成。
探索不同环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制，例如光照、温度、水分等环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制。
加强光合作用光反应电子传递在农业生产中的应用研究
加强光合作用光反应电子传递与其他领域的交叉学科研究
与植物生理学、生物化学、分子生物学等学科进行深度交叉融合，共同研究光合作用光反应电子传递的作用机制及其与其他生命过程的相互关系。
2023
光合作用光反应电子传递
CATALOGUE
目录
光合作用光反应电子传递概述光合作用光反应电子传递的组成与机制光合作用光反应电子传递的调控因素光合作用光反应电子传递与其他生理过程的关系光合作用光反应电子传递的遗传改良与基因工程应用光合作用光反应电子传递研究展望
01
光合作用光反应电子传递概述
VS
总结词
详细描述
光合作用光反应电子传递相关基因的克隆与功能分析
通过遗传改良和分子育种方法，可以增强植物的光合作用效率和抗逆性，提高农作物的产量和品质。
总结词
利用基因工程技术，将光合作用光反应电子传递相关基因导入作物中，改善其光合作用效率和抗逆性。同时，利用分子标记辅助选择等手段进行分子育种，选育出具有优良性状的光合作用光反应电子传递相关基因的转基因植物，提高农作物的产量和品质。
光合作用光反应电子传递是指在光合作用过程中，光能被转化成化学能的过程。这一整个化学过程主要源自于植物中的叶绿素分子和蓝藻中的藻蓝素分子吸收光能后发生的变化。
特点
光合作用光反应电子传递是一种高效的能量传递过程，其最大特点是它不产生游离的电子，而是通过一系列的氧化还原反应将光能转化为化学能。此外，这一过程是一个连续的能量传递过程，由一系列的电子传递链组成，每个电子传递链都由一系列电子传递蛋白组成。
探索不同环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制，例如光照、温度、水分等环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制。
生物氧化-电子传递
动物机体能量的产生与转移与利用
营养物质经过生物氧化生成二氧化碳和水， 营养物质经过生物氧化生成二氧化碳和水，在 此过程中释放能量。其中一部分以热的形式释放， 此过程中释放能量。其中一部分以热的形式释放， 另一部分被“截获”并储存到ATP分子中（使 分子中（ 另一部分被“截获”并储存到 分子中 ADP+Pi ATP, 即磷酸化），可以作为有用功 即磷酸化）， ），可以作为有用功 在各种生理活动，如肌肉收缩（机械能）、 ）、神经传 在各种生理活动，如肌肉收缩（机械能）、神经传 电能）、生物合成（化学能）、分泌吸收（ ）、生物合成 ）、分泌吸收 导（电能）、生物合成（化学能）、分泌吸收（渗 透能）中利用。 透能）中利用。 因此， 因此，ATP（三磷酸腺苷）被称为机体中通用 （三磷酸腺苷） 的能量货币。 的能量货币。
高能磷酸化合物有转移其磷酰基的倾向， 高能磷酸化合物有转移其磷酰基的倾向， 形成较低能量的磷酸脂。ATP是磷酰基的传递体 是磷酰基的传递体。 形成较低能量的磷酸脂。ATP是磷酰基的传递体。
线粒体——细胞的动力站 细胞的动力站 线粒体
生物氧化过程主要在线粒体的内膜上进行， 生物氧化过程主要在线粒体的内膜上进行，内膜上分布着 许多的酶和电子传递体，构成两条呼吸链 呼吸链。 许多的酶和电子传递体，构成两条呼吸链。内膜上结合的 颗粒（内膜粒子，或称基粒、三分体等）具有ATP合酶的 颗粒（内膜粒子，或称基粒、三分体等）具有 合酶的 活性， 活性，称FoF1ATPase 。
1、 烟酰胺脱氢酶类
NAD+
辅酶
NADP+
作用： 作用：递氢体
递氢机制
呼吸链
2H + NAD+
NADH + H+
电子传递和氧化呼吸链
传递氢机理:
NAD+ + 2H+ +2e
NADH + H+
NAD(P)H + H++FMN
FMNH2 +NAD（P）+
NADH + 5H+N + Q
NADH dehydrogenase (Complex I)
N. AD+ + QH2 + 4H+P
辅酶Q是呼吸链 电子传递的枢纽
Ubiquinone (Q) accepts electrons from both NADH and FADH2 in the respiratory chain
NADH 呼吸链
Cyt c
复合物 IV
Cyt aa3 细胞色素 氧化酶
O2
电
-0.4 E0/V
子
传 -0.2
递
链
琥珀酸等 FMN Fe-S
标
0
准
复合物 II
琥珀酸-辅酶Q
氧
0.2
还原酶
化
还
原
0.4
自
由
能
0.6
变
化
0.8
NADH
FMN Fe-S CoQ
复合体 I
NADH 脱氢酶
Cyt b Fe-S Cyt c1
.
CuB
2CuA
Heme a
CuA CuA
Heme a3
The three critical subunits of cytochrome oxidase (Complex IV) A 204 kD 13-subunit protein complex, with structure determined in 1996
NAD+ + 2H+ +2e
NADH + H+
NAD(P)H + H++FMN
FMNH2 +NAD（P）+
NADH + 5H+N + Q
NADH dehydrogenase (Complex I)
N. AD+ + QH2 + 4H+P
辅酶Q是呼吸链 电子传递的枢纽
Ubiquinone (Q) accepts electrons from both NADH and FADH2 in the respiratory chain
NADH 呼吸链
Cyt c
复合物 IV
Cyt aa3 细胞色素 氧化酶
O2
电
-0.4 E0/V
子
传 -0.2
递
链
琥珀酸等 FMN Fe-S
标
0
准
复合物 II
琥珀酸-辅酶Q
氧
0.2
还原酶
化
还
原
0.4
自
由
能
0.6
变
化
0.8
NADH
FMN Fe-S CoQ
复合体 I
NADH 脱氢酶
Cyt b Fe-S Cyt c1
.
CuB
2CuA
Heme a
CuA CuA
Heme a3
The three critical subunits of cytochrome oxidase (Complex IV) A 204 kD 13-subunit protein complex, with structure determined in 1996
时间月日星期课题第6章62电子传递链(呼吸链)
电子传递体从NADH(-0.32V)到氧(+0.82V)按照还原性电势大小的排列顺序
呼吸链的全部电子载体组合
第Ⅰ组中至少含有5种铁硫中心;第Ⅱ组中含有2种不同的细胞色素b和l种与组合Ⅰ不同的铁这些氧化一还原中心的确切序列和功能尚未弄清.
三）电子传递的抑制剂
2e(2H)（电子传递链）
SH21/2O2氧化
放能 相互偶联
3ADP＋3Pi 3ATP 磷酸化
发生部位：线粒体内膜（真核生物）、原生质膜（原核生物）
1、偶联部位
电子传递链中有三个偶联部位：I、III、IV
—0.32 —0.30 —0.02 0.10 0.00 0.04 0.22 0.25 0.29 0.55 0.82
（一）烟酰胺脱氢酶类
烟酰胺脱氢酶类（nicotinamine dehydrogenases）以NAD+和NADP+为辅酶，现已知在 代谢中这类酶有200 多种。这类酶催化脱氢时，其辅酶NAD+或NADP+先和酶的活性中心结合，然后再脱下来。它与代谢物脱下的氢结合而还原成NADH 或NADPH。当有受氢体 存在时，NADH 或NADPH 上的氢可被脱下而氧化为NAD+或NADP+。其递氢机制是：当其接受代谢物脱下的一对氢原子时，就由氧化型（NAD+或NADP+）变为还原型（NADH ＋H+或NADPH＋H+），吡啶环接受一个氢原子和一个电子后，氮原子就由五价变成三价， 而H+则游离于介质中。这种转移是可逆的。 AH2 + NAD+/NADP+ A + NADH/NADPH + H+ 在糖代谢中，许多底物脱氢是由以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶催化的，如异柠檬 酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、丙酮酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶等。
呼吸链的全部电子载体组合
第Ⅰ组中至少含有5种铁硫中心;第Ⅱ组中含有2种不同的细胞色素b和l种与组合Ⅰ不同的铁这些氧化一还原中心的确切序列和功能尚未弄清.
三）电子传递的抑制剂
2e(2H)（电子传递链）
SH21/2O2氧化
放能 相互偶联
3ADP＋3Pi 3ATP 磷酸化
发生部位：线粒体内膜（真核生物）、原生质膜（原核生物）
1、偶联部位
电子传递链中有三个偶联部位：I、III、IV
—0.32 —0.30 —0.02 0.10 0.00 0.04 0.22 0.25 0.29 0.55 0.82
（一）烟酰胺脱氢酶类
烟酰胺脱氢酶类（nicotinamine dehydrogenases）以NAD+和NADP+为辅酶，现已知在 代谢中这类酶有200 多种。这类酶催化脱氢时，其辅酶NAD+或NADP+先和酶的活性中心结合，然后再脱下来。它与代谢物脱下的氢结合而还原成NADH 或NADPH。当有受氢体 存在时，NADH 或NADPH 上的氢可被脱下而氧化为NAD+或NADP+。其递氢机制是：当其接受代谢物脱下的一对氢原子时，就由氧化型（NAD+或NADP+）变为还原型（NADH ＋H+或NADPH＋H+），吡啶环接受一个氢原子和一个电子后，氮原子就由五价变成三价， 而H+则游离于介质中。这种转移是可逆的。 AH2 + NAD+/NADP+ A + NADH/NADPH + H+ 在糖代谢中，许多底物脱氢是由以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶催化的，如异柠檬 酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、丙酮酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶等。
【生物化学】第五章-生物氧化-第二节-电子传递链
（还原型）
② 铁硫蛋白（Fe-S） （非血红素蛋白）
与电子传递有关
与其他递氢体或电 子传递体结合成复 合物存在
②铁硫蛋白(Iron-sulfur protein, Fe-S)
又叫铁硫中心或铁硫簇。 含有等量铁原子和硫原子。 铁除与硫连接外，还与肽链中Cys残基的巯 基连接。 铁原子可进行Fe2+ Fe3++e 反应传递电子， 为单电子传递体。
Cyt-Fe2+
2e－21 O2
b
c1
c
a
a3
Fe -S
CoQH2 2e- Cyt-Fe3+
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ O2- H2O
2H+
复合物III （泛醌－细胞色素 c还原酶）
复合物IV （细胞色素 c氧化酶）
－
2.电子传递链的成员组成
细胞色素a、b、c的区别
Cytb
辅基
原卟啉Ⅸ (血红素)
颜色 α带波长 与酶蛋白连接 红色 560nm 非共价结合
Cytc
原卟啉Ⅸ (血红素)
红色
550nm
与多肽链中 Cys 的 –SH相连
Cyta 血红素A 绿色 600nm 非共价结合
Cytochrome bc1 complex (complex III)
Reduced
The end of Chap1 !
电子传递的方向为：琥珀酸→FAD→Fe-S→Q。
复合体Ⅱ
琥珀酸→ Fe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3 →CoQ
琥珀酸
FAD
2Fe2+-S Q
② 铁硫蛋白（Fe-S） （非血红素蛋白）
与电子传递有关
与其他递氢体或电 子传递体结合成复 合物存在
②铁硫蛋白(Iron-sulfur protein, Fe-S)
又叫铁硫中心或铁硫簇。 含有等量铁原子和硫原子。 铁除与硫连接外，还与肽链中Cys残基的巯 基连接。 铁原子可进行Fe2+ Fe3++e 反应传递电子， 为单电子传递体。
Cyt-Fe2+
2e－21 O2
b
c1
c
a
a3
Fe -S
CoQH2 2e- Cyt-Fe3+
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ O2- H2O
2H+
复合物III （泛醌－细胞色素 c还原酶）
复合物IV （细胞色素 c氧化酶）
－
2.电子传递链的成员组成
细胞色素a、b、c的区别
Cytb
辅基
原卟啉Ⅸ (血红素)
颜色 α带波长 与酶蛋白连接 红色 560nm 非共价结合
Cytc
原卟啉Ⅸ (血红素)
红色
550nm
与多肽链中 Cys 的 –SH相连
Cyta 血红素A 绿色 600nm 非共价结合
Cytochrome bc1 complex (complex III)
Reduced
The end of Chap1 !
电子传递的方向为：琥珀酸→FAD→Fe-S→Q。
复合体Ⅱ
琥珀酸→ Fe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3 →CoQ
琥珀酸
FAD
2Fe2+-S Q
6.2 电子传递链
电子从参考电势到样品流动,氧化还原电势为正样品具有较强的受电子影响氧化剂，受电子体例如:O 2，Fe 3+等标准氢电极测试电极盐桥电子从样品流动到参考电势,氧化还原电势为负样品具有较强的电子转移势能还原剂,供电子体例如：NADH，FADH2等氧呼吸链呼吸链膜间腔NADH → NADH-Q 还原酶 → Q → 细胞色素还原酶 → 细胞复合体酶名称多肽链数辅基复合体 Ⅰ复合体 Ⅱ复合体 Ⅲ复合体 ⅣNADH-泛醌还原酶琥珀酸-泛醌还原酶泛醌-细胞色素C还原酶细胞色素C氧化酶3941013FMN,Fe-SFAD,Fe-S铁卟啉，Fe-S铁卟啉，Cu四种具有传递电子功能的酶复合体(complex) 人线粒体呼吸链复合体- 测定各载体的E’o - 测定各载体被氧化的速率- 测定各载体的氧-还状态呼吸链及其相关电子载体的标准还原电势由E ’o 推断的载体顺序：NADH → Q → cyt b → cyt c 1 → cyt c → cyt a → cyt a 3 → O 2e–趋向于自发从E’o较低的载体流向较高在整条载体链被还原后测定各载体的氧化速率ⅠⅣCytcQNAD H +H +延胡索酸琥珀酸1/2O 2+2H +H 2O胞液侧基质侧线粒体内膜e -e -e -e-e-ⅡⅢ以氢负离子( H-)形式转移进入水溶剂异咯嗪结构FMN组成成分作用传递机制2Fe-2S型4Fe-4S型参与单电子转移：Fe-S簇中只有1个Fe被氧化或还原蓝细菌Anabaena7120的铁氧还蛋白为2Fe-2S型仅指无机S为一种脂溶性醌类化合物。
泛醌半醌泛醇5元含氮吡咯环（卟啉）共价原态复合体Ⅰ→FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4;Fe-SN-3; Fe-SN-2膜间隙NADH+H++FMN FMNH2+NAD+复合体ⅡFe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3酶结合位点Fe-S中心细胞质辅酶Q亚铁血红素外周胞质双磷脂酰甘油复合体Ⅲb562; b566; Fe-S; c1细胞色素 c1细胞间隙细胞色素 b细胞色素 c1和细胞色素 b结构示意图细胞色素 c 细胞色素 c1铁硫蛋白细胞色素 b复合体ⅣCuA→a→a3→CuB复合体IV：细胞色素氧化酶激活分子氧H+离子泵鱼藤酮,安密妥,杀粉蝶菌素抗酶素A氰化物,叠氮化物,一氧化碳。
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呼吸链的电子传递抑制剂图示
抗霉素A 萎锈灵
氰化物 一氧化碳
硫化氢 叠氮化合物
鱼藤酮 安密妥 杀粉蝶菌素
氰化物导致人体中毒的生物化学原理 是什么？
氰化物（CN-）能抑制NADH呼吸链中 细胞色素氧化酶的活力，即阻断了电子 由cytaa3向氧分子的传递。
友情提示：含有氰化物的食物有：苹
果核、樱桃核、杏仁等。
问题导课
最近有媒体报道，一个1岁大的婴儿 喝了半碗鲜榨苹果汁，结果很快开始呕 吐，家长赶紧把孩子送往医院，医生说 可能是苹果核里的氰化物导致中毒。
氰化物是什么物质？
氰化物导致人体中毒的生物化学原理 是什么？
§ 6-2 电子传递链(呼吸链）
一、电子传递链的概念 二、电子传递链的组成及功能 三、电子传递链的电子传递顺序 四、呼吸链的电子传递抑制剂
三、电子传递链的种类及其传递体的排列
顺序： 1、NADH呼吸链：
应用最广泛：如 TCA中3次用到
还原型代谢物MH2,经过NADH呼吸链，将 2H传递到O2生成水，同时产生3个ATP.
2、FADH2呼吸链(琥珀酸氧化呼吸链） 图 琥珀酸,经过FADH2呼吸链，将2H传递到 O2生成水，同时产生2个ATP.
传递体类别的名称 辅酶/辅基 功能
1 烟酰胺脱氢酶类 NAD+ NADP+ 递氢体
2 黄素脱氢酶类
FMN FAD 递氢体
3 铁硫蛋白类
铁硫桥
单电子传递体
4 辅酶Q类 5 细胞色素类
递氢体 铁卟啉衍生物 单电子传递体
电子传递链（呼吸链）中氢和电 子的传递是有严格顺序和方向的，所以 呼吸链中各传递体的位置和排列次序也 是严格有序的。
自学空间
小组合作，阅读课本91-93页有关电子传递链的 组成及其功能，找到下列问题的答案：
1、烟酰胺脱氢酶类传递体的辅酶是
和
；它们的功能
是
。
2、黄素脱氢酶类传递体的辅酶是
或
；它们的功能是
。
3、铁硫蛋白类传递体的辅酶是
；
它们的功能是
。
1、烟酰胺脱氢酶类 ，以NAD,NADP为辅酶
NADH所携带的高能电子是线粒体呼吸链主要 电子供体之一。
一、电子传递链的概念（91页下方）
在生物氧化过程中，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分子 而生成水的全部体系称为电子传递链。又称呼吸链。
还原型 代谢物
脱氢后的代谢物
典型的呼吸链
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
NADH呼吸链 FADH2呼吸链
真核细胞中，电子传递链存在于线粒体的内膜上
自学空间
4、辅酶Q类（CoQ）又称泛醌 ；它的功能
是递氢体。
5、细胞色素Cyt类的辅基是 铁卟啉衍生物 。 细胞色素Cyt种类较多，它们在典型线粒体呼 吸链中的排列顺序依次是
Cytb——Cytc1——Cytc——Cytaa3 O2
细胞色素Cyt的功能是 单电子传递体 。
归纳：
二、五类传递体的名称、辅酶/辅基、功能：
细胞色素Cyt的功能是
。
4.辅酶Q（CoQ）
辅酶Q（CoQ）又称泛醌，有时简称Q。是脂溶性 辅酶。它也是递氢体。
5、细胞色素类
细胞色素是一类含有血红素辅基的电子传递蛋白质 的总称。 （有颜色）
根据吸收光谱的不同将细胞色素分为a,b,c三类。
细胞色素还原酶血红素辅基的铁原子， 在电子传递中发生可逆的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。功能：单电子传递体
是 递氢体 。 2、黄素脱氢酶类传递体的辅酶是 FMN或 FAD ；它们的功能是 递氢体。
3、铁硫蛋白类传递体的辅酶是 鉄硫桥 ； 它们的功能是 单电子传递体 。
自学空间
4、辅酶Q类（CoQ）又称
是
。
；它的功能
5、细胞色素Cyt类的辅基是
。
细胞色素Cyt种类较多，它们在典型线粒体呼
吸链中的排列顺序依次是
四、电子传递抑制剂 94页
1、概念 能够阻断呼吸链中某部位电子传递的物
质称为电子传递抑制剂。 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。
2.黄素脱氢酶类 ， 以FMN,FAD为辅酶
3.铁硫蛋白类（Fe—S）
铁硫蛋白中辅基是铁硫桥（Fe—S）含有等量铁原子
和硫原子，其中铁原子可进行Fe2+
Fe3++e
反应传递电子
表示无机硫原子
铁硫蛋白类
自学空间
小组合作，阅读课本91-93页有关电子传递链的 组成及其功能，找到下列问题的答案：
1、烟酰胺脱氢酶类传递体的辅酶是 NAD+和 NADP+ ；它们的功能
第六章 生物氧化与氧化磷酸化
温故知新
1、生物氧化的方式有 加氧 、脱氢 、加水脱氢、脱电子。 伴随的还原反应方式有 脱氧 、 加氢 、加电子。
2、一般将水解时能释放20.9 kj/mol的化学键叫高 能键。ATP 是高能磷酸化合物的代表，它是能量 的携带 者 传递 者，但不是能量的贮存库。 3、以高能磷酸形式贮存能量的物质叫 磷酸原 ， 它在脊椎动物中是 磷酸肌酸 。
三、电子传递链的种类及其传递体的排列 顺序：
呼吸链的各组分(传递体）在线粒体内膜上是按 一定顺序排列的，在线粒体内膜上主要有两条呼 吸链：
NADH氧化呼吸链
FADH2氧化呼吸链(琥珀酸氧化呼吸链）
呼吸链的各组分(传递体）排列的依据是：按照 氧化还原电势由底到高排列。
读一读，画一画 94页图6-3
课后网络学习：如何有效除去食物中
的氰化物？
鱼藤酮
一种杀虫剂，存在于亚洲热带及亚 热带区所产豆科鲁藤属植物根中， 在一些中草药如地瓜子、苦檀子、 昆明鸡血藤根中也含有。鱼藤酮杀 虫作用较强，可用作蔬莱的杀虫剂， 对蚜虫的毒性较烟碱大10～15倍， 对家蝇的毒性比除虫菊大6倍,对人 畜没有大的危害。鱼藤酮对鱼毒性 特大，浓度为 1：13000000就可使 鱼类昏迷而导致死亡，故民间将鱼 藤用于捕鱼。鱼藤酮的急性毒性与 滴滴涕相仿，使用中仍须注意。
（2）抗霉素A：它是由链酶素分离出的抗生素，有 干扰细胞色素还原酶中电子从细胞色素bH的传递作 用，从而抑制电子从还原型QH2向cytC1的传递作用。 （3）氰化物（CN-）、叠氮化物（N3-）、一氧化碳 （CO）等：其作用是阻断电子在细胞色素氧化酶中 传递，即阻断了电子由cytaa3向分子氧的传递。