基础生物化学第九章生物氧化
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生物化学 生物氧化
（4）电子传递抑制剂：凡能够切断呼吸链中某一部
位电子流的物质。
鱼藤酮、安密妥
抗霉素A
氰化物、叠氮化物、一氧化碳、H2S
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三、氧化磷酸化作用与ATP的生成
1、氧化磷酸化的概念 2、ATP的生成方式 3、氧化磷酸化的作用机制 4、磷氧比值 5.呼吸链的加强、抑制和解偶联
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1、氧化磷酸化的概念：
H2O 氧化
偶 联
ATP 磷酸化
（2）底物水平磷酸化
由底物分子因脱氢或脱水而使分子内部能量分配 产生的高能磷酸键（或高能硫酯键），高能键上 的键能直接转移给ADP（或 GDP）而生成 ATP（ 或 GTP）的反应，称为底物水平磷酸化。 每次底物磷酸化产生一个ATP 例如: 糖酵解过程
3、氧化磷酸化的作用机制 H+
4、能荷 ATP占腺苷酸库的比例 。
[ATP]+1/2[ADP]
能荷= [ATP]+[ADP]+[AMP] 腺苷酸库
1个分子的ADP所含能量为1/2ATP的能量
主要内容
一、生物氧化中CO2生成的方式 二、呼吸链
三、氧化磷酸化：ATP的生成途径
四、线粒体外 NADH 的氧化
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线粒体是生物氧化的发生场所
H2S CO CN
②解偶联剂:
能够使氧化过程与磷酸化过程脱节的物
质称解偶联剂，它对电子传递没有抑制作
用，但能抑制ADP磷酸化生成ATP的过程。
作用： 使线粒体膜通过性增加,H+泄漏 举例： 2，4-二硝基苯酚 ③磷酸化抑制剂 作用： 抑制ATP合酶的活性 举例： 寡霉素
四、线粒体外NADH的氧化
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一、能量的性质及自由能
能量是状态函数. 能量的两种形式：
生物氧化课件精品
生物氧化课件精品一、教学内容本课件依据《生物化学》教材第八章“生物氧化”部分，详细内容包括：生物氧化的基本概念、生物氧化体系、线粒体结构与功能、电子传递链、氧化磷酸化、细胞内的抗氧化系统。
二、教学目标1. 让学生了解生物氧化的基本概念，理解生物氧化在生物体中的重要意义。
2. 使学生掌握生物氧化体系的主要组成部分，了解线粒体结构与功能，以及电子传递链的基本过程。
3. 让学生了解氧化磷酸化的机制，理解ATP在生物氧化过程中的与作用。
三、教学难点与重点教学难点：电子传递链的组成与功能，氧化磷酸化的过程与机制。
教学重点：生物氧化的基本概念，线粒体结构与功能，抗氧化系统的作用。
四、教具与学具准备1. 教具：生物氧化课件，电子传递链图解，线粒体模型。
2. 学具：笔记本，彩色笔，教材。
五、教学过程1. 导入：通过展示一个关于生物氧化的实际情景，引发学生的思考，引出本节课的主题。
2. 讲解：详细讲解生物氧化的基本概念、生物氧化体系、线粒体结构与功能、电子传递链、氧化磷酸化等内容。
3. 例题讲解：通过讲解典型例题，使学生进一步巩固所学知识。
4. 随堂练习：布置一些有关生物氧化的练习题，让学生及时检验自己的学习效果。
六、板书设计1. 生物氧化概念2. 生物氧化体系线粒体结构与功能电子传递链3. 氧化磷酸化4. 抗氧化系统七、作业设计1. 作业题目：（1）简述生物氧化的基本概念。
（2）说明电子传递链的组成部分及作用。
（3）解释氧化磷酸化的过程及意义。
2. 答案：（1）生物氧化是指在生物体内，通过各种酶催化的氧化反应，将有机物氧化成CO2和H2O，并释放能量的过程。
（2）电子传递链包括NADH脱氢酶、细胞色素b、细胞色素c、细胞色素氧化酶等组成部分，其作用是将电子从NADH传递给O2，H2O，并释放能量。
（3）氧化磷酸化是指通过电子传递链传递电子，驱动ADP和无机磷酸结合ATP的过程，其意义在于为生物体提供能量。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：引导学生了解生物氧化在生活实际中的应用，激发学生的兴趣，提高学生的创新能力。
生物氧化—生物氧化概述(生物化学课件)
3
◇生物氧化：
▽ 活细胞、水环境中进行，需中性pH、常温(体 温) 、常压环境中进行。 ▽ 需一系列酶,辅酶,电子和氢中间传递体。 ▽ 常是脱氢氧化, 分阶段逐步进行,能量逐步释放。 ▽ 释放的能量贮存在ATP高能磷酸键中，供生命 活动所利用。
4
5
2 生物氧化的方式:
◆ CO2的生成: 有机酸在酶催化下的脱羧作用而产生。代谢
生物氧化概述
生物氧化的概念及特点 生物氧化 生物氧化的方式 生物氧化的类型 生物氧化与体外氧化
2
1 生物氧化:
在有O2条件下，糖、脂和蛋白质等有机物 质被氧化分解，最终生成CO2和H2O,并释放能量 形成ATP的过程(biological oxidation)。
实际上是需氧细胞中呼吸作用的一系列氧化 还原反应，也称细胞氧化或细胞呼吸。
传给氧生成水。 脱氢酶、NAD、NADP+、FAD、FMN、氧化酶。
7
3 生物氧化的类型 ◆ 脱电子反应：
从底物上脱下一个电子，如Fe2+→Fe3+ + e◆ 加氧反应：
向底物分子上直接加入氧原子或氧分子. 如醛→酸 ◆ 脱氢反应：
从底物分子上脱下一对氢 原子，如异柠 檬酸、苹果酸等脱氢反应.
8
◆ 加水脱氢反应： 向底物分子加入水分子，同时脱去两个氢原子
(一对质子和一对电子)，其结果是底物分子加入了 一个来自水分子的氧原子。实际上是一个脱氢酶的 反应。
如TCA中的延胡索酸水合酶和苹果酸脱氢酶反 应即是加水脱氢反应。
9
4、生物氧化与体外氧化
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。
◇生物氧化：
▽ 活细胞、水环境中进行，需中性pH、常温(体 温) 、常压环境中进行。 ▽ 需一系列酶,辅酶,电子和氢中间传递体。 ▽ 常是脱氢氧化, 分阶段逐步进行,能量逐步释放。 ▽ 释放的能量贮存在ATP高能磷酸键中，供生命 活动所利用。
4
5
2 生物氧化的方式:
◆ CO2的生成: 有机酸在酶催化下的脱羧作用而产生。代谢
生物氧化概述
生物氧化的概念及特点 生物氧化 生物氧化的方式 生物氧化的类型 生物氧化与体外氧化
2
1 生物氧化:
在有O2条件下，糖、脂和蛋白质等有机物 质被氧化分解，最终生成CO2和H2O,并释放能量 形成ATP的过程(biological oxidation)。
实际上是需氧细胞中呼吸作用的一系列氧化 还原反应，也称细胞氧化或细胞呼吸。
传给氧生成水。 脱氢酶、NAD、NADP+、FAD、FMN、氧化酶。
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3 生物氧化的类型 ◆ 脱电子反应：
从底物上脱下一个电子，如Fe2+→Fe3+ + e◆ 加氧反应：
向底物分子上直接加入氧原子或氧分子. 如醛→酸 ◆ 脱氢反应：
从底物分子上脱下一对氢 原子，如异柠 檬酸、苹果酸等脱氢反应.
8
◆ 加水脱氢反应： 向底物分子加入水分子，同时脱去两个氢原子
(一对质子和一对电子)，其结果是底物分子加入了 一个来自水分子的氧原子。实际上是一个脱氢酶的 反应。
如TCA中的延胡索酸水合酶和苹果酸脱氢酶反 应即是加水脱氢反应。
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4、生物氧化与体外氧化
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。
生物化学第九章生物氧化
大的电位差变化的地方，例如，NADH呼吸链生成ATP的三个部位是：E0'值在此三个部位有大的“跳动”，都在0.2伏以上。
五、氧化磷酸化的抑制
PART 01
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述你的观点
常用的几种电子传递抑制剂及其作用部位
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。 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b 向cytC1的传递作用。 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。
单击此处添加标题
复合体Ⅰ的功能
NADH+H+
NAD+
FMN
FMNH2
还原型Fe-S
氧化型Fe-S
Q
QH2
Fe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3
功能: 将电子从琥珀酸传递给泛醌
复合体Ⅱ: 琥珀酸-泛醌还原酶
复合体Ⅱ 琥珀酸→ →CoQ
化学耦联学说 结构耦联学说 化学渗透学说 氧化与磷酸化作用如何偶联尚不够清楚，目前主要有三个学说：
构象偶联假说（1964） 认为电子沿电子传递传递使线粒体内膜蛋白质组分发生了构象变化，形成一种高能形式。这种高能形式通过ATP的合成而恢复其原来的构象。
化学偶联假说（1953） 认为电子传递过程产生一种活泼的高能共价中间物。它随后的裂解驱动氧化磷酸化作用。
~P
~P
机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温)
五、氧化磷酸化的抑制
PART 01
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常用的几种电子传递抑制剂及其作用部位
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。 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b 向cytC1的传递作用。 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。
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复合体Ⅰ的功能
NADH+H+
NAD+
FMN
FMNH2
还原型Fe-S
氧化型Fe-S
Q
QH2
Fe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3
功能: 将电子从琥珀酸传递给泛醌
复合体Ⅱ: 琥珀酸-泛醌还原酶
复合体Ⅱ 琥珀酸→ →CoQ
化学耦联学说 结构耦联学说 化学渗透学说 氧化与磷酸化作用如何偶联尚不够清楚，目前主要有三个学说：
构象偶联假说（1964） 认为电子沿电子传递传递使线粒体内膜蛋白质组分发生了构象变化，形成一种高能形式。这种高能形式通过ATP的合成而恢复其原来的构象。
化学偶联假说（1953） 认为电子传递过程产生一种活泼的高能共价中间物。它随后的裂解驱动氧化磷酸化作用。
~P
~P
机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温)
生物氧化相关知识的课件
脊椎动物所有的磷酸肌酸（存在于肌肉，神经组织 中），无脊椎动物的磷酸精氨酸，才是真正意义的能量 贮存物质。
磷酸肌酸只有以下唯一的磷酸基团转移途径。所以， 具有体内磷酸库、能量库的意义。以下反应使细胞中ATP 含量维持在相对恒定水平，保证生物新陈代谢的稳定。
§11.2 呼吸链
11.2.1 呼吸链的定义：
在不同的生物中，以及细胞的不同部位，存在不同的物 氧化体系，本课程讨论线粒体中的生物氧化体系，也就是呼 吸链。
§11.2 呼吸链
11.2.2 呼吸链的组成：
呼吸链的组成在不同的生物中存在差异。如，细菌没 有线粒体，生物氧化发生在细胞质中，有较少组分的呼吸 链，产生的ATP数量也较少。
最为典型，普遍的呼吸链是以下两种：
生物氧化（教学要求）
内容及要求：
了解能量代谢和生物氧化的关系,掌握生物氧 化的基本概念，过程，特点和意义。理解生物氧 化过程中能量的释放、 转移和利用。
重点：
要求掌握的部分。
难点：
呼吸链、氧化磷酸化的概念。
生物氧化（教学内容）（3学时）
§11.1概述: §11.2呼吸链 §11.3高能磷酸化合物的生成
§11.2 呼吸链
11.2.3 呼吸链上生成ATP的偶联部位：
从呼吸链各组分的氧还电位差值分析，差值大的部位 电子能量释放较多，可生成ATP。
从图中可 以看出，以NAD 为脱氢酶辅酶 的呼吸链有三 处可偶联生成 ATP。以FAD为 脱氢酶辅酶的 呼吸链只有两 处可偶联生成 ATP。
§11.2 呼吸链
思考题
（1）1mol丙酮酸彻底氧化为CO2和H2O，净生成多少ATP？ 当鱼藤酮存在时，理论上1mol丙酮酸又将生成多少ATP？
（2）理解下列概念： 生物氧化 高能化合物 磷酸原 呼吸链 氧化磷酸化 底物磷酸化 呼吸链抑制剂 氧化磷酸化解偶联剂
磷酸肌酸只有以下唯一的磷酸基团转移途径。所以， 具有体内磷酸库、能量库的意义。以下反应使细胞中ATP 含量维持在相对恒定水平，保证生物新陈代谢的稳定。
§11.2 呼吸链
11.2.1 呼吸链的定义：
在不同的生物中，以及细胞的不同部位，存在不同的物 氧化体系，本课程讨论线粒体中的生物氧化体系，也就是呼 吸链。
§11.2 呼吸链
11.2.2 呼吸链的组成：
呼吸链的组成在不同的生物中存在差异。如，细菌没 有线粒体，生物氧化发生在细胞质中，有较少组分的呼吸 链，产生的ATP数量也较少。
最为典型，普遍的呼吸链是以下两种：
生物氧化（教学要求）
内容及要求：
了解能量代谢和生物氧化的关系,掌握生物氧 化的基本概念，过程，特点和意义。理解生物氧 化过程中能量的释放、 转移和利用。
重点：
要求掌握的部分。
难点：
呼吸链、氧化磷酸化的概念。
生物氧化（教学内容）（3学时）
§11.1概述: §11.2呼吸链 §11.3高能磷酸化合物的生成
§11.2 呼吸链
11.2.3 呼吸链上生成ATP的偶联部位：
从呼吸链各组分的氧还电位差值分析，差值大的部位 电子能量释放较多，可生成ATP。
从图中可 以看出，以NAD 为脱氢酶辅酶 的呼吸链有三 处可偶联生成 ATP。以FAD为 脱氢酶辅酶的 呼吸链只有两 处可偶联生成 ATP。
§11.2 呼吸链
思考题
（1）1mol丙酮酸彻底氧化为CO2和H2O，净生成多少ATP？ 当鱼藤酮存在时，理论上1mol丙酮酸又将生成多少ATP？
（2）理解下列概念： 生物氧化 高能化合物 磷酸原 呼吸链 氧化磷酸化 底物磷酸化 呼吸链抑制剂 氧化磷酸化解偶联剂
生物化学课件 生物氧化
氧化磷酸化偶联部位
琥珀酸 FAD (Fe-S) NADH FMN (Fe-S) CoQ Cyt b→Cyt c→Cyt c
ATP ATP
Cyt aa3
ATP
O2
氧化磷酸化偶联部位：复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
（二）氧化磷酸化的偶联机制
氧化磷酸化的偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度
化学渗透假说 (chemiosmotic hypothesis)
各种呼吸链抑制剂的阻断位点
琥珀酸 抗霉素A 二巯基丙醇 FAD (Fe-S) × NADH FMN (Fe-S) CoQ
×
CO、CN-、 N3-及H2S
×
Cyt b→Cyt c→Cyt c
Cyt aa3
O2
鱼藤酮 粉蝶霉素A 异戊巴比妥
2、解偶联剂
破坏电子传递建立的跨膜质子电化学梯度
解偶联剂 (uncoupler)可使氧化与磷酸化的偶联相互分离， 基本作用机制是破坏电子传递过程建立的跨内膜的质子电 化学梯度，使电化学梯度储存的能量以热能形式释放， ATP的生成受到抑制。 如：二硝基苯酚 (dinitrophenol, DNP)；解偶联蛋白 (uncoupling protein, UCP1)。
底物水平磷酸化 (substrate level phosphorylation)
与脱氢反应偶联，生成底物分子的高能键，使ADP(GDP) 磷酸化生成ATP(GTP)的过程。不经电子传递。
P/O 比值
指氧化磷酸化过程中，每消耗1/2摩尔O2所生成ATP的摩尔数 （或一对电子通过氧化呼吸链传递给氧所生成ATP分子数）。
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。
生物化学9生物氧化
（2） Cyt的分类
a类：a、a1、a2、 a3 …
30多种
b类：b、b1～7、P450 … c类：c、c1、c2、 c3 …
血红素A
血红素B
血红素B
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
血红素C
（3） Cyt的存在部位 线粒体（ a、a3 、b、 c、 c1） Cyt aa3 （细胞色素氧化酶）： 呼吸链中唯一直接将e传递给O2 （4）Cyt在呼吸链中的作用
复合体Ⅲ 将电子从 泛醌传递给细胞色素C 复合体Ⅲ 含有2种细胞色素b(Cyt b562, Cyt b566)、 细胞色素C1和铁硫蛋白
4、复合体Ⅳ 细胞色素C氧化酶
复合体Ⅳ 将电子从 细胞色素C传递给氧 复合体Ⅳ中含有Cyta和Cyta3
（二）呼吸链成分的排列顺序
NADH FMN（Fe-S） CoQ FAD（Fe-S） 琥珀酸 c1 Cytb、 （Fe-S） Cytc
-RTln[C][D]/[A][B] -RTlnKeq’ -2.303RTlgKeq’ 2.303RTpKeq’
二、 氧化还原电位
1、氧化还原电位：指氧化还原反应中，反应物 得失电子的能力。用E表示。
氧化还原反应—指反应过程中凡是有电子从
一物质（还原剂）转移到另一物质（氧化剂）的 化学反应都属于氧化还原反应。 通常所说某一物质的氧化还原电位都是和标
丙酮酸
CO2
草酰乙酸
①
② CO2
PEP
① 丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶为
生物素（反应在线粒体）
② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）
四 生物氧化中水的生成
生物氧化中所生成的水是代谢物脱下的氢经 生物氧化作用和吸入的氧结合而成的。 多数情况下脱氢酶和氧化酶之间需要一些电 子传递体才能将质子和电子交给氧生成水。
基础生物化学第九章生物氧化 ppt课件
e
（2）苹果酸一天冬氨酸穿梭系统
1 NADH
3 ATP
NADH
NADH
e
在电子传递的过程中，会产生大量的能量， 形成ATP。
电子传递体：一系列氧化还原酶体系
呼吸链的位置：
原核细胞：细胞膜 真核细胞：线粒体的内膜
生物体两条典型的呼吸链
NADH呼吸链：生物体中应用最广，氧化还原 反应脱下的H通过NADH进入呼吸链。 FADH2呼吸链：琥珀酸脱H通过FADH2进入呼吸链。
2. 黄酶（黄素蛋白）
电子传递部位：FMN、FAD
3．铁硫蛋白类
Fe3+ + e
Fe2+
4. CoQ（泛醌） 与蛋白质的结合不牢固
5．细胞色素类（cytochromes）
Cyt是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质
Fe3+ + e
Fe2+
Fe-S
Cytb
Cytc1→Cytc→Cyta→Cyta3→O2
I：NADH脱氢酶（NADH-Q还原酶） III: CoQ-细胞色素还原酶 Ⅳ :细胞色素氧化酶
II：琥珀酸脱氢酶（琥珀酸-Q还原酶）
氧化磷酸化
电子传递过程释放的能量以ATP的形式得以贮存， 即ATP的形成与电子传递相偶联。
氧化磷酸化的偶联机制：化学渗透学说。
（1）电子传递过程中，线粒体内膜内外产生
呼吸链的组成
呼吸链的组成：膜结合的蛋白质复合体
氧化还原酶、铁－硫蛋白、细胞色素c、 FMN、FAD、辅酶Q
呼吸链在线粒体内形成4个复合物： ComplexⅠ、 Complex Ⅱ、 Complex III和 Complex Ⅳ。
电子传递的过程
各传递体的位置专一，不可逆
动生--9章 生物氧化wyq幻灯片
NADH-Q还原酶 QH2 – 细胞色素c 细胞色素c氧化酶
NADH Co Q
cyt b cyt c141.87
-100.48
这三个反应分别与ADP的磷酰化反应偶联，产生
ATP。这些反应称为呼吸链的偶联部位。
NADH O2 只产生 2.5 个ATP. 从FADH2 O2 只产生1.5 个ATP.
1 FADH 生成 1.5 ATP
2.苹果酸－天冬氨酸穿梭途径 (malate-aspartate shuttle system )：主要存在于心脏和肝细胞中。
1 NADH 生成 2.5 ATP
磷酸甘油穿梭途径
3-磷酸甘油
磷酸二羟丙酮
苹果酸－天冬氨酸穿梭途径 部位：肝、心肌
苹果酸
苹果酸
天冬氨酸
天冬氨酸
Ⅰ. NADH-Q还原酶 Ⅱ. 琥珀酸－Q还原酶 Ⅲ. QH2 – 细胞色素c还原酶 Ⅳ. 细胞色素c氧化酶
线粒体呼吸链
电子传递链各组分的排列顺序
线粒体末端氧化呼吸链有两条： 1. NADH氧化呼吸链 2. 琥珀酸氧化呼吸链
电子从低电位流向高电位： FADH2
NADH FMN CoQ cyt b cyt c1 cyt c cyt aa3 O2
能荷
能荷表示细胞的腺苷酸库中充满高能 磷酸根的程度。
❖ 当能荷=0时,细胞内的腺苷酸全是 AMP;
❖ 当能荷=0.5时,细胞内的腺苷酸全是 ADP;
❖ 当能荷=1时,细胞内的腺苷酸全是 ATP.
根据氧化-还原电势与自由能变化关系式，计算 出在NADH氧化过程中，有三个反应的G’ < -30.5 kJ / mol。
抑制电子从NADH CoQ （2）抗霉素A(antimycin A): 抑制电子CoQ cyt c1 （3）N3,CO,CN-: 抑制电子cyt aa3 O2
NADH Co Q
cyt b cyt c141.87
-100.48
这三个反应分别与ADP的磷酰化反应偶联，产生
ATP。这些反应称为呼吸链的偶联部位。
NADH O2 只产生 2.5 个ATP. 从FADH2 O2 只产生1.5 个ATP.
1 FADH 生成 1.5 ATP
2.苹果酸－天冬氨酸穿梭途径 (malate-aspartate shuttle system )：主要存在于心脏和肝细胞中。
1 NADH 生成 2.5 ATP
磷酸甘油穿梭途径
3-磷酸甘油
磷酸二羟丙酮
苹果酸－天冬氨酸穿梭途径 部位：肝、心肌
苹果酸
苹果酸
天冬氨酸
天冬氨酸
Ⅰ. NADH-Q还原酶 Ⅱ. 琥珀酸－Q还原酶 Ⅲ. QH2 – 细胞色素c还原酶 Ⅳ. 细胞色素c氧化酶
线粒体呼吸链
电子传递链各组分的排列顺序
线粒体末端氧化呼吸链有两条： 1. NADH氧化呼吸链 2. 琥珀酸氧化呼吸链
电子从低电位流向高电位： FADH2
NADH FMN CoQ cyt b cyt c1 cyt c cyt aa3 O2
能荷
能荷表示细胞的腺苷酸库中充满高能 磷酸根的程度。
❖ 当能荷=0时,细胞内的腺苷酸全是 AMP;
❖ 当能荷=0.5时,细胞内的腺苷酸全是 ADP;
❖ 当能荷=1时,细胞内的腺苷酸全是 ATP.
根据氧化-还原电势与自由能变化关系式，计算 出在NADH氧化过程中，有三个反应的G’ < -30.5 kJ / mol。
抑制电子从NADH CoQ （2）抗霉素A(antimycin A): 抑制电子CoQ cyt c1 （3）N3,CO,CN-: 抑制电子cyt aa3 O2
基础生物化学习题及答案
《基础生物化学》习题练习（一）蛋白质一、填空1．蛋白质具有的生物学功能是 、 、 、 、、 、 和 等。
2．蛋白质的平均含氮量为 ，这是蛋白质元素组成的重要特点。
3．某一食品的含氮量为%，该食品的蛋白质含量为 %。
4．组成蛋白质的氨基酸有 种，它们的结构通式为 ，结构上彼此不同的部分是 。
5．当氨基酸处于等电点时，它以 离子形式存在，这时它的溶解度 ，当pH>pI 时，氨基酸以 离子形式存在。
6．丙氨酸的等电点为，它在pH8的溶液中带 电荷，在电场中向极移动。
7．赖氨酸的pk 1(-COOH)为，pk 2(3H N +-)为，pk R (εH N +-)为，其等电点应是 。
8．天冬氨酸的pk 1(-COOH)为，pk 2(3H N +-)为，pk R (β-COOH)为，其等电点应是 。
9．桑格反应（Sanger ）所用的试剂是 ，艾德曼（Edman ）反应所用的试剂是 。
10．谷胱甘肽是由 个氨基酸组成的 肽，它含有 个肽键。
它的活性基团是 。
11．脯氨酸是 氨基酸，与茚三酮反应生成 色产物。
12．具有紫外吸收能力的氨基酸有 、 和 。
一般最大光吸收在 nm 波长处。
13．组成蛋白质的20种氨基酸中，含硫的氨基酸有 和 两种。
能形成二硫键的氨基酸是，由于它含有基团。
14．凯氏定氮法测定蛋白质含量时，蛋白质的含量应等于测得的氨素含量乘以。
二、是非1．天氨氨基酸都具有一个不对称性的α-碳原子。
（）2．蛋白质分子中因含有酪氨酸，色氨酸和苯丙氨酸，所以在260nm处有最大吸收峰。
（）3．自然界中的氨基酸都能组成蛋白质。
（）4．蛋白质在280nm处有紫外吸收是因为其中含有—SH—的氨基酸所致。
（）三、名词解释1．氨在酸的等电点2．蛋白质的一级结构四、写出结构式及三字母符号1．色氨酸2．半胱氨酸3．谷氨酰胺4．天冬氨酸5．组氨酸五、问答题1．什么是肽键？肽的书写与方向是什么？2．为什么可以利用紫外吸收法来测定蛋白质含量？3．计算半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酸、精氨酸和组氨酸的等电点分别是多少？在pH7的溶液中各带何种电荷？在电场中向哪个方向移动？练习（二）蛋白质一、填空1．蛋白质的二级结构主要有、和三种形式。
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新陈代谢
代谢的概念
广义：生物体与外界进行物质交换的过程。 狭义：活细胞内所有化学变化的总称-中间代谢。
生物化学所研究的对象是中间代谢。
合成代谢： 分解代谢：
生物体利用小分子或大分子的 结构元件转变为自身大分子的过程。
有机营养物质通过一系列反应转变 为小分子的简单物质的过程。
物质代谢： 糖、脂、蛋白质、核酸等的合成 与分解代谢。
FADH2呼吸链：琥珀酸脱H通过FADH2进入呼吸链。
呼吸链的组成
呼吸链的组成：膜结合的蛋白质复合体
氧化还原酶、铁－硫蛋白、细胞色素c、 FMN、FAD、辅酶Q
呼吸链在线粒体内形成4个复合物： ComplexⅠ、 Complex Ⅱ、 Complex III和Compl ex Ⅳ。
电子传递的过程
能量代谢： 伴随物质代谢产生的机械能、 化学能、热能以及光能、电 能的相互转化。
生物氧化
糖、脂、蛋白质等有机物质在活细胞中氧 化分解，产生CO2、H2O，同时释放出能量的作 用，称为生物氧化。
生物氧化体系就是由一系列的电子传递体 组成。
氧化还原反应
H
CO2、H2O、ATP？？？
呼吸链（电子传递链）
Fe3+ + e
Fe2+
Fe-S
Cytb
Cytc1→Cytc→Cyta→Cyta3→O2
I：NADH脱氢酶（NADH-Q还原酶） III: CoQ-细胞色素还原酶 Ⅳ :细胞色素氧化酶
II：琥珀酸脱氢酶（琥珀酸-Q还原酶）
氧化磷酸化
电子传递过程释放的能量以ATP的形式得以贮存， 即ATP的形成与电子传递相偶联。
物质分解代谢时产生还原型辅酶：NADH或F ADH2，通过一系列递H体（电子传递体）的传递， 最后传给O2生成水。
在电子传递的过程中，会产生大量的能量， 形成ATP。
电子传递体：一系列氧化还原酶体系
呼吸链的位置：
原核细胞：细胞膜 真核细胞：线粒体的内膜
生物体两条典型的呼吸链 NADH呼吸链：生物体中应用最广，氧化还原反 应脱下的H通过NADH进入呼吸链。
氧化磷酸化的偶联机制：化学渗透学说。
（1）电子传递过程中，线粒体内膜内外产生
H＋梯度差，内膜两侧形成化学电位差；
（2）化学电位差在ATP合成酶的作用下，使得
ADP+Pi
ATP
P/O比值:每消耗1摩尔原子氧所产生的ATP的摩尔数。 NADH呼吸链P/O=3 （or 2.5） FADH2呼吸链P/O=2（or1.5）
（1）甘油磷酸穿梭系统
1 NADH
2 ATP
NADH
FADH2ຫໍສະໝຸດ e（2）苹果酸一天冬氨酸穿梭系统
1 NADH
3 ATP
NADH
NADH
e
感谢下 载
各传递体的位置专一，不可逆
1．NAD（P）-连接的脱氢酶 电子传递部位：NADH、NADPH
2. 黄酶（黄素蛋白）
电子传递部位：FMN、FAD
3．铁硫蛋白类
Fe3+ + e
Fe2+
4. CoQ（泛醌） 与蛋白质的结合不牢固
5．细胞色素类（cytochromes）
Cyt是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质
1分子NADH：经NADH呼吸链产生3(2.5)个ATP分子。 1分子FADH2：经FADH2呼吸链产生2(1.5)个ATP分子。
氧化磷酸化的解偶联
2,4一二硝基酚（DNP）
氧化磷酸化的抑制（即电子传递的抑制）
鱼藤酮、安密妥 抗霉素A
抑制3个ATP的产生位点
线粒体外NADH的氧化磷酸化
线粒体膜
代谢的概念
广义：生物体与外界进行物质交换的过程。 狭义：活细胞内所有化学变化的总称-中间代谢。
生物化学所研究的对象是中间代谢。
合成代谢： 分解代谢：
生物体利用小分子或大分子的 结构元件转变为自身大分子的过程。
有机营养物质通过一系列反应转变 为小分子的简单物质的过程。
物质代谢： 糖、脂、蛋白质、核酸等的合成 与分解代谢。
FADH2呼吸链：琥珀酸脱H通过FADH2进入呼吸链。
呼吸链的组成
呼吸链的组成：膜结合的蛋白质复合体
氧化还原酶、铁－硫蛋白、细胞色素c、 FMN、FAD、辅酶Q
呼吸链在线粒体内形成4个复合物： ComplexⅠ、 Complex Ⅱ、 Complex III和Compl ex Ⅳ。
电子传递的过程
能量代谢： 伴随物质代谢产生的机械能、 化学能、热能以及光能、电 能的相互转化。
生物氧化
糖、脂、蛋白质等有机物质在活细胞中氧 化分解，产生CO2、H2O，同时释放出能量的作 用，称为生物氧化。
生物氧化体系就是由一系列的电子传递体 组成。
氧化还原反应
H
CO2、H2O、ATP？？？
呼吸链（电子传递链）
Fe3+ + e
Fe2+
Fe-S
Cytb
Cytc1→Cytc→Cyta→Cyta3→O2
I：NADH脱氢酶（NADH-Q还原酶） III: CoQ-细胞色素还原酶 Ⅳ :细胞色素氧化酶
II：琥珀酸脱氢酶（琥珀酸-Q还原酶）
氧化磷酸化
电子传递过程释放的能量以ATP的形式得以贮存， 即ATP的形成与电子传递相偶联。
物质分解代谢时产生还原型辅酶：NADH或F ADH2，通过一系列递H体（电子传递体）的传递， 最后传给O2生成水。
在电子传递的过程中，会产生大量的能量， 形成ATP。
电子传递体：一系列氧化还原酶体系
呼吸链的位置：
原核细胞：细胞膜 真核细胞：线粒体的内膜
生物体两条典型的呼吸链 NADH呼吸链：生物体中应用最广，氧化还原反 应脱下的H通过NADH进入呼吸链。
氧化磷酸化的偶联机制：化学渗透学说。
（1）电子传递过程中，线粒体内膜内外产生
H＋梯度差，内膜两侧形成化学电位差；
（2）化学电位差在ATP合成酶的作用下，使得
ADP+Pi
ATP
P/O比值:每消耗1摩尔原子氧所产生的ATP的摩尔数。 NADH呼吸链P/O=3 （or 2.5） FADH2呼吸链P/O=2（or1.5）
（1）甘油磷酸穿梭系统
1 NADH
2 ATP
NADH
FADH2ຫໍສະໝຸດ e（2）苹果酸一天冬氨酸穿梭系统
1 NADH
3 ATP
NADH
NADH
e
感谢下 载
各传递体的位置专一，不可逆
1．NAD（P）-连接的脱氢酶 电子传递部位：NADH、NADPH
2. 黄酶（黄素蛋白）
电子传递部位：FMN、FAD
3．铁硫蛋白类
Fe3+ + e
Fe2+
4. CoQ（泛醌） 与蛋白质的结合不牢固
5．细胞色素类（cytochromes）
Cyt是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质
1分子NADH：经NADH呼吸链产生3(2.5)个ATP分子。 1分子FADH2：经FADH2呼吸链产生2(1.5)个ATP分子。
氧化磷酸化的解偶联
2,4一二硝基酚（DNP）
氧化磷酸化的抑制（即电子传递的抑制）
鱼藤酮、安密妥 抗霉素A
抑制3个ATP的产生位点
线粒体外NADH的氧化磷酸化
线粒体膜