第06章生物氧化09242013
生物化学第二版课件生物氧化
生物化学第二版课件生物氧化一、教学内容本节课我们将学习《生物化学》第二版教材中第六章“生物氧化”部分。
具体内容涉及:1. 生物氧化的基本概念与特点;2. 生物氧化过程中的电子传递链;3. 酶在生物氧化中的作用;4. 生物氧化与能量产生;5. 生物氧化在生物体内的应用。
二、教学目标1. 让学生掌握生物氧化的基本概念、特点及其在生物体内的作用;2. 让学生了解生物氧化过程中的电子传递链和酶的作用;3. 培养学生运用生物化学知识分析生物氧化过程的能力。
三、教学难点与重点重点:生物氧化的基本概念、电子传递链和酶的作用。
难点:生物氧化过程中电子传递链的复杂性和酶的催化机制。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔;2. 学具:教材、笔记本、笔。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟):通过展示一些与生物氧化相关的实际案例,如肌肉运动时细胞的能量供应,引出生物氧化的概念。
2. 知识讲解(15分钟):结合教材,详细讲解生物氧化的基本概念、特点、电子传递链、酶的作用等。
3. 例题讲解(15分钟):以一道典型的例题为例,讲解如何运用所学知识分析生物氧化过程。
4. 随堂练习(10分钟):学生完成教材中的相关习题,巩固所学知识。
六、板书设计1. 生物氧化的概念、特点;2. 电子传递链的组成与功能;3. 酶在生物氧化中的作用;4. 生物氧化与能量产生;5. 生物氧化在生物体内的应用。
七、作业设计1. 作业题目:(1)简述生物氧化的概念及其特点;(2)列举生物氧化过程中的电子传递链及其功能;(3)阐述酶在生物氧化中的作用。
2. 答案:(1)生物氧化是指在生物体内,通过氧化作用将有机物分解为无机物,并释放能量的过程。
其特点包括:能量释放逐步进行、能量利用率高、需要酶的参与等。
(2)生物氧化过程中的电子传递链包括:NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶等。
它们的功能是传递电子,使氧化还原反应逐步进行。
(3)酶在生物氧化中的作用是催化反应,降低反应活化能,加速生物氧化过程。
生物氧化习题
第七章生物氧化一、名词解释1. 生物氧化biological oxidation: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;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respiratory chain: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oxidative phosphorylation: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;4.磷氧比P/O:电子经过呼吸链的传递作用最终与氧结合生成水,在此过程中所释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP;经此过程消耗一个原子的氧所要消耗的无机磷酸的分子数也是生成ATP的分子数称为磷氧比值P/O;如NADH的磷氧比值是3,FADH2的磷氧比值是2;5.底物水平磷酸化substrate level phosphorylation: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ATP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;6.铁硫蛋白iron-sulfur protein, Fe-S:又称铁硫中心,其特点是含铁原子和硫原子,或与蛋白质肽链上半胱氨酸残基相结合;7. 细胞色素cytochrome, Cyt:位于线粒体内膜的含铁电子传递体,其辅基为铁卟啉;二、填空题1. 生物氧化有3种方式:脱氢、脱质子和与氧结合 ;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;3.真核生物的呼吸链位于线粒内体 ,原核生物的呼吸链位于细胞质膜 ;4.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、胍基磷酸化合物等;5.细胞色素a的辅基是血红素A ,与蛋白质以非共价键结合;6.在无氧条件下,呼吸链各传递体都处于氧化状态;7.NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是 FMN CoQ 复合物Ⅰ、 Cyt b Cyt c复合物Ⅲ、0 复合物Ⅳ ;Cyt aa38.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 2 和 3 ;9.举出三种氧化磷酸化解偶联剂 2,4﹣二硝基苯酚、缬氨霉素、解耦连蛋白 ; 10.举出4种生物体内的天然抗氧化剂维生素C 、维生素E 、 GSH 、β﹣胡萝卜素 ; 11.举出两例生物细胞中氧化脱羧反应丙酮酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶 ;12.生物氧化是燃料分子在细胞中分解氧化 ,同时产生可供利用的化学能的过程;13.真核细胞生物氧化的主要场所是线粒体内膜 ,呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于线粒体内膜上 ;14.以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与呼吸作用,即参与从底物到氧电子传递作用;以NADPH为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物上的电子转移到生物合成反应中需电子的中间物上;15.在呼吸链中,氢或电子从低氧还电势载体依次向高氧还电势的载体传递;16.鱼藤酮,抗霉素A,CNˉ、N3ˉ、CO,的抑制作用分别是 NADPH与CoQ之间 , Cyt b与Cyt c1之间 ,和 Cyt aa3和O2之间 ;17.H2S使人中毒机理是与氧化态的细胞色素aa3结合,阻断呼吸链 ;18.典型的呼吸链包括 NADH 和 FADH2两种,这是根据接受代谢物脱下的氢的初始受体不同而区别的;19.解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是化学渗透学说 ,它是英国生物化学家米切尔Mitchell 于1961年首先提出的;20.化学渗透学说主要论点认为:呼吸链组分定位于线粒体内膜上;其递氢体有质子泵作用,因而造成内膜两侧的氧化还原电位差,同时被膜上 ATP 合成酶所利用、促使ADP + Pi → ATP;21.每对电子从FADH2转移到 CoQ 必然释放出2个H+ 进入线粒体基质中;22.体内CO2的生成不是碳与氧的直接结合,而是有机酸脱羧形成的 ;23.线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 NAD ;而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 FAD ;24.动物体内高能磷酸化合物的生成方式有 氧化磷酸化 和 底物水平磷酸化 两种;25.在离体的线粒体实验中测得β-羟丁酸的磷氧比值P/O 为2.4~2.8,说明β-羟丁酸氧化时脱下来的2H 是通过 NADH 呼吸链传递给O 2的;能生成 3 分子ATP;三、选择题1. 下列哪一种物质最不可能通过线粒体内膜 EA. PiB. 苹果酸C. 柠檬酸D. 丙酮酸E. NADH2. 将离体的线粒体放在无氧的环境中,经过—段时间以后,其内膜上的呼吸链的成分将会完全以还原形式存在,这时如果忽然通入氧气,试问最先被氧化的将是内膜上的哪一种复合体 EA. 复合体ⅠB. 复合体ⅡC. 复合体ⅢD. 复合体ⅣE. 复合体Ⅴ3. 如果质子不经过01F F -ATP 合成酶回到线粒体基质,则会发生 CA. 氧化B. 还原C. 解偶联D. 紧密偶联E. 主动运输4. 在离体的完整的线粒体中,在有可氧化的底物的存在下,加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量 BA. 更多的TCA 循环的酶B. ADPC. 2FADHD. NADHE. 氰化物5. 下列氧化还原系统中标准氧化还原电位最高的是 CA. 延胡索酸/琥珀酸B. CoQ /CoQH 2C. 细胞色素a ++32Fe FeD. 细胞色素b ++32Fe FeE. +NAD /NADH6. 下列化合物中,除了哪一种以外都含有高能磷酸键 DA. +NAD B. ADP C. NADPH D. FMN E. 磷酸烯醇式丙酮酸7. 下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应 CA. 葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸B. 甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸C. 柠檬酸→α-酮戊二酸D. 琥珀酸→延胡索酸E. 苹果酸→草酰乙酸8. 乙酰CoA彻底氧化过程中的OP值是 DA. 2.0B. 2.5C. 3.0D. 3.5E. 4.09. 肌肉组织中肌肉收缩所需要的大部分能量以哪种形式贮存 EA. ADPB. 磷酸烯醇式丙酮酸C. ATPD. cAMPE. 磷酸肌酸10. 下列化合物中除了哪种以外都含有高能磷酸键 DA. +NAD B. +NADP C. ADP D. FAD E. 磷酸烯醇式丙酮酸11. 下列化合物中哪一个不是呼吸链的成员 EA. CoQB. 细胞色素cC. 辅酶ID. FADE. 肉毒碱错误!.胞浆中1分子乳酸彻底氧化后,产生ATP的分子数是 EA.10或11 B.11或12 C.12或13 D.13或14 E. 17或18 13.下列不是催化底物水平磷酸化反应的酶是 BA.磷酸甘油酸激酶 B.磷酸果糖激酶C.丙酮酸激酶 D.琥珀酸硫激酶 E. 葡萄糖-6=磷酸酶14. 活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢 DA.ATP B.糖 C.脂肪D.周围的热能 E. GTP 15.呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是 DA.c1→b→c→aa3→O2;B. c→c1→b→aa3→O2;C.c1→c→b→aa3→O2;D. b→c1→c→aa3→O2; E.b→c→c1→aa3→O2四、简答题1. 生物氧化的特点有哪些答:①在细胞内进行,是在体温、中性pH和有水的温和环境中,在一系列酶、辅酶和传递体的作用下进行的;②生物氧化过程中产生的能量是逐步释放出来的,能量部分以热能的形式散失,大部分储存在ATP中;③二氧化碳的生成方式为有机酸脱羧,而体外氧化时为碳在氧中燃烧;④水的生成是由底物脱氢,经一系列氢或电子传递反应,最终与氧结合生成水;⑤生物氧化的速率受体内多种因素的影响和调节;2.在体内ATP有哪些生理作用3.答:ATP在体内由许多重要作用:①是机体能量的暂时贮存形式:在生物氧化中,ADP能在呼吸链上电子传递过程中所释放的电化学能以磷酸化生成ATP的方式贮存起来;②是机体其它能量形式的来源:ATP分子内所含的高能键可转化成其它能量形式,以维持机体的正常生理机能,例如转化为机械能、生物电能、热能、渗透能等;体内某些化学合成反应不一定都直接利用ATP供能,而以其它三磷酸核苷作为能量的直接来源,如糖原合成需UTP供能;③可生成cAMP参与激素作用:ATP在细胞膜上的腺苷酸环化酸环化酶催化下,可生成cAMP,作为许多肽类激素在细胞内体现生理效应的第二信使;4.常见的呼吸链电子传递抑制剂有哪些它们的作用机制是什么答:常见的呼吸链电子传递体抑制剂有:①鱼藤酮rotenone、阿米妥amytal以及杀粉蝶菌素piericidin-A,它们的作用是阻断电子由NADH向辅酶Q的传递;鱼藤酮能与NADP脱氢酶牢固结合,因而阻断呼吸链的电子传递;呼吸链;阿米妥鱼藤酮对黄素蛋白不起作用,所以鱼藤酮可以用于鉴别NADH呼吸链与FADH2作用于鱼藤酮相似,但作用较弱,可用作麻醉药;杀粉蝶菌素A是辅酶Q的结构类似物,因此可以与辅酶Q相竞争,从而抑制电子传递;②抗霉素Aantimycin A是从链菌霉分离出的抗菌素,它抑制电子从细胞色素b到细胞色素c1的传递作用;③氰化物、一氧化碳、叠氮化合物及硫化氢可以阻断电子从细胞色素aa3,向氧的传递作用,这也是氰化物及一氧化碳中毒的原因;4.氰化物为什么能引起细胞窒息死亡其解救机理是什么5.答:氰化钾的毒性是因为它进入人体内时,CN-的N原子含有谷堆电子能够与细胞色素aa3的氧化形式——高价铁Fe3+以配位建结合成氰化高铁细胞色素aa3,使其失去传递电子的能力,阻断了电子传递给O,结果呼吸链中断,细胞因窒息而死亡;而亚硝酸在体内可以将血红2蛋白的血红素辅基上的Fe2+氧化为Fe3+ ——高铁血红蛋白,且含量达到20%~30%时,高铁血红蛋白Fe3+也可以与氰化物结合,竞争性印制了氰化钾与细胞色素aa3的结合,从而使细胞色素aa3的活力恢复,但生成的氰化高铁蛋白在数分钟后又能逐渐解离成无毒的SCN- , 此硫氰化物再经肾脏随尿排出体外;5.简要叙述化学渗透学说的要点;答:化学渗透学说chemiosmotic theory由英国的米切尔Mitchell 1961提出;①由磷脂和蛋白多肽构成的膜对离子和质子具有选择性;②具有氧化还原电位的电子传递体不匀称地嵌合在膜内;③膜上有偶联电子传递的质子转移系统;④膜上有转移质子的ATP酶;在解释光合磷酸化机理时,该学说强调:光合电子传递链的电子传递会伴随膜内外两侧产生质子动力,并由质子动力推动ATP的合成;许多实验都证实了这一学说的正确性;五、问答题1.写出氢和电子沿NADH呼吸链的传递的过程;答:2.写出琥珀酸脱氢生成水的化学过程;3.写出3-磷酸甘油醛脱氢生成水的化学过程;4. 叙述SOD的生理功能,并简要说明SOD作为食品和化妆品的理念是什么。
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。
吉林省-《生物化学》电子教案——生物氧化(人卫版)
第五章生物氧化【授课时间】2学时第一节概述【目的要求】1.掌握生物氧化的概念及生理意义。
2.了解生物氧化的方式,参与生物氧化的酶类3.熟悉生物氧化过程中CO2的生成【教学内容】1.一般讲解:生物氧化的方式与特点2.详细讲解:参与生物氧化的酶类3.一般讲解:生物氧化过程中CO2的生成【教学重点】难点:参与生物氧化的酶类【授课学时】0.5学时第二节生物氧化过程中水的生成【目的要求】1.掌握呼吸链的概念,线粒体两条重要呼吸链的组成成分和排列顺序。
2.熟悉胞液中NADH氧化的两种转运机制。
【教学内容】1.重点讲解:呼吸链的组成及作用2.重点讲解:呼吸链成分的排列3.一般讲解:胞液中NADH的氧化【教学重点】1.重点:呼吸链成分的排列2.难点:呼吸链各组份的作用【授课学时】0.5学时第三节ATP的生成【目的要求】1.掌握氧化磷酸化的概念及氧化磷酸化的偶联部位。
2.熟悉影响氧化磷酸化的因素。
3.熟悉ATP的利用,4.了解化学渗透假说,ATP合成的机制。
【教学内容】1.一般讲解:高能化合物2.重点讲解:ATP的生成3.详细讲解:高能化合物的储存和利用【教学重点】1.重点:ATP的生成2.难点:ATP合成的机制【授课学时】1学时第四节其他氧化体系【目的要求】了解其他氧化体系【教学内容】1.3.【授课学时】【教学内容】1.一般讲解:微粒体中的酶类、过氧化物酶体中的氧化酶类2.详细讲解:超氧物岐化酶【教学重点】重点:超氧物岐化酶【授课学时】0.5学时第八章生物氧化第一节概述第二节生物氧化过程中水的生成第三节ATP的生成第四节其他氧化体系第一节概述二、参与生物氧化的酶类(二)需氧脱氢酶类需氧脱氢酶催化代谢物脱氢,直接将氢传给氧生成H2O2 。
包括:L-氨基酸氧化酶、黄嘌呤氧化酶等。
辅基:是黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)(三)不需氧脱氢酶类不需氧脱氢酶指能催化代谢物脱氢,但不以氧为直接受氢体,而是经传递体传递给氧,生成H2O。
2024年《生物氧化》公开课件.
2024年《生物氧化》公开课件.一、教学内容本节课选自2024年《生物氧化》教材第四章第二节,详细内容主要包括生物氧化过程中酶的作用、细胞呼吸链的组成与功能、线粒体内氧化磷酸化的机理及其调控。
二、教学目标1. 理解并掌握生物氧化的基本概念、过程及意义;2. 学习并了解细胞呼吸链的组成、功能及氧化磷酸化的机理;3. 掌握生物氧化过程中关键酶的作用及其调控。
三、教学难点与重点重点:生物氧化的基本概念、过程,细胞呼吸链的组成与功能,氧化磷酸化的机理。
难点:生物氧化过程中酶的作用及其调控,细胞呼吸链的复杂性及氧化磷酸化的调控机制。
四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、黑板、粉笔、挂图等;2. 学具:笔记本、教材、笔等。
五、教学过程1. 导入:通过分析生活中常见的氧化现象,引入生物氧化的概念;2. 讲解:详细讲解生物氧化的基本过程、细胞呼吸链的组成与功能、氧化磷酸化的机理;3. 实践情景引入:以细胞呼吸为例,分析生物氧化在实际生物过程中的作用;4. 例题讲解:以具体例题解释生物氧化过程中的关键酶作用及其调控;5. 随堂练习:让学生结合教材内容,进行生物氧化相关习题的练习;7. 提问与答疑:鼓励学生提问,解答学生在学习过程中遇到的疑问。
六、板书设计1. 生物氧化的概念、过程及意义;2. 细胞呼吸链的组成、功能;3. 氧化磷酸化的机理;4. 生物氧化过程中的关键酶及其调控。
七、作业设计1. 作业题目:(1)简述生物氧化的概念、过程及意义;(2)阐述细胞呼吸链的组成、功能及氧化磷酸化的机理;(3)分析生物氧化过程中关键酶的作用及其调控。
2. 答案:见教材第四章第二节内容。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:引导学生深入学习生物氧化在生物体内的应用,如线粒体疾病、细胞衰老等,提高学生的知识运用能力。
重点和难点解析1. 生物氧化过程中酶的作用及其调控;2. 细胞呼吸链的组成、功能及氧化磷酸化的机理;3. 教学过程中的实践情景引入、例题讲解和随堂练习;4. 作业设计中的题目设置及答案解析。
《生物氧化(二)》课件
-
-
OOC-CH2-CH2-C-COO
O -OOC-CH 2-C-COO -
线
谷氨酸 H
NADH
粒
谷草转
+H+
体
氨酶
内
O
膜 -OOC-CH 2-CH2-C-COO -
α-酮戊二酸
NAD+
OH
-OOC-CH2-C-COO-
H
苹果酸
胞液
OH
苹果酸-α-酮 戊二酸转运体
-OOC-CH2-C-COOH
基质
穿梭 物质 进入线粒 体后转变 成的物质
磷酸盐转运蛋白
二羧酸转运蛋白 α-酮戊二酸转运蛋白 天冬氨酸-谷氨酸转运蛋
白 单羧酸转运蛋白 三羧酸转运蛋白
进入线粒体 ADP3-
H2PO4- + H+ HPO42苹果酸 谷氨酸 丙酮酸 苹果酸
出线粒体 ATP4-
苹果酸 α-酮戊二酸 天冬氨酸
OH柠檬酸
(一)胞浆中NADH通过穿梭机制进入 线粒体氧化呼吸链
(2H+)有质子泵功能。
胞液侧 4H+
2H+ 4H+ Cyt c
+
+++++ +
++
+
Q
Ⅰ
--
NADH+H+
NAD+
Ⅱ
-
延胡索酸
琥珀酸
Ⅲ- - -
Ⅳ
--
H2O 1/2O2+2H+
F
0
-
F1
基质侧
ADP+Pi ATP
H+
全国研究生考试农学联考动物生理学与生物化学题库(真题-生物氧化)【圣才出品】
第6章生物氧化一、单项选择题1.在DNP存在的情况下,NADH+H+呼吸链的P/O值是()。
[2012研]A.0B.1.5C.2.5D.3【答案】A【解析】2,4-二硝基苯酚(DNP)是一种解偶联剂,它能破坏电子传递链中的质子梯度,从而使氧化和磷酸化两个反应解耦联,只传递电子,而没有ATP的产生。
2.线粒体内琥珀酸进入呼吸链脱氢,将电子传递给O生成水所需要的组分是()。
2[2011研]A.复合物Ⅰ、CoQ、复合物Ⅲ和复合物ⅣB.复合物Ⅰ、复合物Ⅱ、CoQ、复合物Ⅲ和复合物ⅣC.复合物Ⅱ、CoQ、复合物Ⅲ、细胞色素c和复合物ⅣD.复合物Ⅱ、CoQ、复合物Ⅲ和细胞色素c【答案】C【解析】呼吸链主要由4种酶复合体(复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)和2种可移动电子载体(辅酶Q和细胞色素c)构成。
复合体Ⅰ从NADH得到电子,经铁硫蛋白传递给辅酶Q。
复合体Ⅱ由琥珀酸脱氢酶从琥珀酸得到的电子传递给辅酶Q。
3.下列化合物中,可与01F F ATP 合酶结合,并抑制氧化磷酸化的是()。
[2010研]A.寡霉素B.2,4-二硝基苯酚C.抗霉素AD.一氧化碳【答案】A 【解析】氧化磷酸化,是物质在线粒体内氧化时释放的能量供给ADP 与无机磷合成ATP 的偶联反应。
F 0F 1-ATP 合酶三联体球形小体头部为ATP 合酶(欧联因子F1),柄部为棒球蛋白分子、寡霉素敏感的蛋白,是能量转化的通道。
对电子传递及ADP 磷酸化均有抑制作用的物质称为氧化磷酸化抑制剂,如寡霉素。
B 项,2,4-二硝基苯酚是一种小分子质子载体,破坏线粒体膜两侧的电势差,使氧化和磷酸化解偶联。
C 项,抗霉素A 抑制电子在细胞色素bc1复合体处的传递。
D 项,氰化物、CO、叠氮三物(N3-)抑制细胞色素氧化酶。
4.下列化合物中,属于氧化磷酸化解偶联剂的是()。
[2009研]A.鱼藤酮B.抗霉素AC.氰化物D.2,4-二硝基苯酚【答案】D 【解析】2,4-二硝基苯酚是一种小分子质子载体,可携带质子自由进出线粒体膜,因而破坏线粒体膜两侧的电势差,使氧化和磷酸化解偶联,氧化仍可以进行,而磷酸化不能进c,鱼藤酮、安密妥抑制NADH-Q还原酶行;抗霉素A可阻断电子由Cyt b传递到Cyt1O传活性,使NADH上的电子不能传递给CoQ;一氧化碳与氰化物可抑制电子从Cytc→2递。
大学化学教材
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本书在编写过程中注意与中学化学的衔接,力求理论联系实际,概念阐述准确,深入浅出,循序渐进,便于教师教学和学生自学。
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本书可供高等学校非化学化工类专业对化学要求较多的材料、地质、能源、环境、冶金、海洋等专业的基础化学教学使用。
《生物化学》24 生物氧化
1、NADH-Q还原酶
NADH-Q还原酶又称为NADH脱氢酶,简称为复合体 Ⅰ,是一个具有相对分子质量88000的大蛋白质分子,至 少包含有34条多肽链。该酶是电子传递链中3个质子泵中 的第一个(包括NAD + 、FMN、铁硫聚簇和 CoQ ) 。
该酶的作用是先与NADH结合并将其上的两个高势能 电子转移到FMN辅基上,使NADH氧化,并使FMN还原, 反应如下:
(三)质子梯度的形式
1、质子泵出是需能过程
电子传递驱动H+从线粒体基质跨过内膜进入到膜间隙,结 果造成线粒体内膜基质的H+浓度低于间隙,线粒体基质形 成负电势,而间隙形成正电势,这样就产生了质子动势。 所需能量来于电子传递。 2、质子转移的机制有两种假设 (1)氧化还原回路机制(图24-20) (2)质子泵机制 (3)合成一个ATP需2-3个跨膜质子(H+)
凡是反应中有电子从一种物质转移到另一种物质的化学反 应称为氧化-还原反应(oxidation-reduction reactions)。
提供电子的分子称为还原剂(reducing agent或reductant), 接受电子的分子称为氧化剂(oxidizing agent或oxidant)。
物质失去电子后,称为氧化型,氧化型再得到电子又成为 还原型。
图24-18化学渗透假说示意图 图中表明电子传递链是一个H+ 离子泵(质子泵)使H+从线粒体 基质排到内膜外,在内膜外面的 H+浓度比膜内高,即形成一种H+ 浓度梯度,所产生的电化学电势 驱动H+通过合成酶系统的F0F1 ATP酶分子上的特殊通道回流到 线粒体基质,同时释放自由能与 ATP的合成相偶联。
NADH + H+ + 1/2 O2
【优秀版】王镜岩生化课件生物氧化shaoPPT
焓与熵都是体系的状态函数。
焓代表体系的内能与压力P*体积V之和:H = U + P*V dH = dU + P*dV + V*dP
熵代表体系中能量的分散程度,也就是体系的无序程 度:△S = dQ/T ,△S = △S体系+△S环境 ,只有 △S≥0,过程才能自发进行。
由NADH到O2的氧化电子传递链主要包括FMN、辅酶Q(CoQ)、细胞色素b、c1、c、a,a3及一些铁硫蛋白。 甘油激酶:甘油+ATP→3一磷酸甘油+ADP。 (3)、 烯醇式磷酸化合物。 阻断呼吸链中某一部位的电子传递。
细胞色素b有两种存在形式:b562、b566 (2)、 焦磷酸化合物。 在恒温、恒压下进行的化学反应,其产生有用功的能力可以用反应前后自由能的变化来衡量。
3’一磷酸腺苷一5’一磷酰硫酸,酰基辅酶A。
4、 甲硫键型。
S一腺苷甲硫氨酸。
(二) ATP的特殊的作用。 1、 是细胞内产能反应和需能反应的化学偶联剂。 2、 在磷酸基转移中的作用 。
Glc进入血液中,唯一出路是磷酸化。G-6-P是Glc的一种活化形 式。已糖激酶催化:Glc+ATP→G-6-P+ADP。
真核细胞,生物氧化多在线粒体内进行,在不含线粒体的原核细胞中,生物氧化在细胞膜上进行。
生物氧化过程中形成的还原型辅酶(NADH和FADH2),通过电子传递途径,使其重新氧化,此过程称为电子传递过程。
生物氧 特化是点需氧:细胞反呼吸应代谢条过程件中的温一系和列氧,化还多原作步用,反又称应细胞,氧化逐或细步胞呼放吸。能。
生物过氧程化,的H2终O则产是物在是电CO子2和传H递2O过,程C的O2最的后形阶成段是生通成过。三羧酸循环
生物氧化课后习题及答案
生物氧化课后习题及答案生物氧化课后习题及答案生物氧化是生物体内的一种重要代谢过程,它通过氧化还原反应将有机物转化为能量。
在生物氧化过程中,有一系列的酶参与其中,如葡萄糖酶、乳酸脱氢酶等。
下面是一些关于生物氧化的习题及答案,希望能对大家的学习有所帮助。
1. 生物氧化的主要目的是什么?答案:生物氧化的主要目的是将有机物转化为能量,供给生物体的生命活动。
2. 生物氧化的基本过程是什么?答案:生物氧化的基本过程是有机物被氧化酶催化,产生二氧化碳和水,并释放出能量。
3. 生物氧化过程中产生的能量是如何储存的?答案:生物氧化过程中产生的能量以ATP(三磷酸腺苷)的形式储存。
4. 生物氧化过程中最常见的有机物是什么?答案:生物氧化过程中最常见的有机物是葡萄糖。
5. 生物氧化的反应方程式是什么?答案:葡萄糖 + 氧气→ 二氧化碳 + 水 + 能量6. 生物氧化过程中的关键酶是什么?答案:生物氧化过程中的关键酶是葡萄糖酶。
7. 生物氧化过程中的副产物有哪些?答案:生物氧化过程中的副产物有二氧化碳和水。
8. 生物氧化过程中是否需要氧气?答案:是的,生物氧化过程中需要氧气作为氧化剂。
9. 生物氧化过程中是否产生废物?答案:生物氧化过程中产生的废物是二氧化碳和水,它们通过呼吸系统排出体外。
10. 生物氧化过程对生物体有什么重要意义?答案:生物氧化过程为生物体提供了能量,维持了生命活动的进行。
生物氧化是生物体内一项重要的代谢过程,通过将有机物氧化为二氧化碳和水释放出能量。
这个过程需要一系列的酶的参与,其中最关键的是葡萄糖酶。
生物氧化过程产生的能量以ATP的形式储存,供给生物体的各种生命活动。
生物氧化过程中最常见的有机物是葡萄糖,反应方程式为葡萄糖加氧气生成二氧化碳、水和能量。
这个过程需要氧气作为氧化剂,产生的废物是二氧化碳和水,通过呼吸系统排出体外。
生物氧化过程对生物体具有重要意义,它为生物体提供能量,维持了生命活动的进行。
生物化学(查锡良,人卫七版)
生物化学(查锡良,人卫七版)绪论 (2)第一章蛋白质的结构与功能 (3)第二章核酸的结构与功能 (5)第三章酶 (7)第四章糖代谢 (9)第五章脂类代谢 (12)第六章生物氧化 (16)第七章氨基酸代谢 (18)第八章核苷酸代谢 (21)第九章物质代谢的联系与调节 (22)第十章DNA的生物合成 (24)第十一章RNA的生物合成 (26)第十二章蛋白质的生物合成 (28)第十三章基因表达调控 (31)第十四章基因重组与基因工程 (34)第十五章细胞信号转导 (36)第十六章血液的生物化学 (39)第十七章肝的生物化学 (42)第十八章维生素与无机物 (43)第十九章糖蛋白、蛋白聚糖和细胞外基质 (45)第二十章癌基因、抑癌基因与生长因子 (46)第二十一章常用分子生物学技术的原理及应用 (48)绪论第一节生物化学发展简史一、叙述生物化学阶段二、动态生物化学阶段三、分子生物学时期1.DNA双螺旋结构被发现2.DNA克隆使基因操作无所不能3.基因组学及其他组学的研究四、我国科学家对生物化学发展的贡献1.协和-吴宪-血液化学分析-血滤液的制备、血糖测定法、蛋白质变性学说2.刘思职-免疫化学-定量分析法研究抗原抗体反应机制3.1965年-人工合成-牛胰岛素-解出三方二锌猪胰岛素的晶体结构4.有机合成+酶促→酵母丙氨酰tRNA第二节当代生物化学研究的主要内容1.生物分子的结构与功能2.物质代谢及调节3.基因信息传递及其调控第三节生物化学与医学一、生物化学已成为生物学各学科之间、医学各学科之间相互联系的共同语言二、生物化学为推动医学各学科发展做出了重要的贡献第一章蛋白质的结构与功能第一节蛋白质的分子组成一、组成人体蛋白质的20种氨基酸属于L-α-氨基酸二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类三、20种氨基酸具有相同或特异的理化性质(一)氨基酸具有两性解离的性质(二)含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质(三)氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物四、蛋白质是由许多氨基酸残基组成的多肽链(一)氨基酸通过肽键连接而形成肽(二)体内存在多种重要的生物活性肽1.谷胱甘肽2.多肽类激素及神经肽第二节蛋白质的分子结构一、氨基酸的排列顺序决定蛋白质的一级结构二、多肽链的局部主链构象为蛋白质二级结构(一)参与肽键形成的6个原子在同一平面上(二)α-螺旋结构是常见的蛋白质二级结构(三)β-折叠使多肽链形成片层结构(四)β-转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在(五)模体是具有特殊功能的超二级结构(六)氨基酸残基的侧链对二级结构形成的影响三、在二级结构基础上多肽链进一步折叠形成蛋白质三级结构(一)三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置(二)结构域是三级结构层次上的局部折叠区(三)分子伴侣参与蛋白质折叠分子伴侣可分为3类:①热休克蛋白70(Hsp70)②伴侣蛋白③核质蛋白四、含有两条以上多肽链的蛋白质具有四级结构五、蛋白质的分类六、蛋白质组学(一)蛋白质组学基本概念(二)蛋白质组学研究技术平台1.双向电泳分离样品蛋白质2.蛋白质点的定位、切取3.蛋白质点得质谱分析(三)蛋白质组学研究的科学意义第三节蛋白质结构与功能的关系一、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础(一)一级结构是空间构象的基础(二)一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能(三)氨基酸序列提供重要的生物进化信息(四)重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病二、蛋白质的功能依赖特定空间结构(一)血红蛋白亚基与肌红蛋白结构相似(二)血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧结合(三)蛋白质构象改变可引起疾病第四节蛋白质的理化性质一、蛋白质具有两性电离性质二、蛋白质具有胶体性质三、蛋白质空间结构破坏而引起变性四、蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰五、应用蛋白质呈色反应可测定蛋白质溶液含量1.茚三酮反应2.双缩脲反应第五节蛋白质的分离、纯化与结构分析一、透析及超滤法可去除蛋白质溶液中的小分子化合物二、丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀是常用的蛋白质沉淀方法三、利用荷电性质可用电泳法将蛋白质分离四、应用相分配或亲和原理可将蛋白质进行层析分离五、利用蛋白质颗粒沉降行为不同可进行超速离心分离六、应用化学或反向遗传学方法可分析多肽链的氨基酸序列七、应用物理学、生物信息学原理可进行蛋白质空间结构测定1.同源模建2.折叠识别3.从无到有表格&示意图1.表格-氨基酸分类(结构式、英文名、三字符、一字符)2.芳香族氨基酸的紫外吸收3.GSH与GSSH之间的转换4.超二级结构与蛋白质模体(αα、βαβ、ββ、锌指结构、钙结合蛋白之螺旋-转角-螺旋)5.β-巯基乙醇及尿素对核糖核酸酶的作用6.肌红蛋白与血红蛋白的氧解离曲线7.PrP c转变为PrP sc的过程8.离子交换层析分离蛋白质9.凝胶过滤分离蛋白质肽的氨基酸末端测定法第二章核酸的结构与功能第一节核酸的化学组成及一级结构一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位二、DNA是脱氧核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接形成的大分子三、RNA也是具有3’,5’-磷酸二酯键的线性大分子四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序第二节DNA的空间结构与功能一、DNA的二级结构是双螺旋结构(一)DNA双螺旋结构的研究背景(二)DNA双螺旋结构模型要点1.DNA是反向平行、右手螺旋的双链结构2.DNA双链之间形成了互补碱基对3.疏水作用力和氢键共同维持着DNA双螺旋结构(三)DNA双螺旋结构的多样性(四)DNA的多链螺旋结构二、DNA高级结构是超螺旋结构(一)原核生物DNA的环状超螺旋结构(二)真核生物DNA高度有序和高度致密的结构三、DNA是遗传信息的物质基础第三节RNA的结构与功能一、mRNA 是蛋白质合成的模板1.大部分真核细胞mRNA的5’-末端都以7-甲基鸟嘌呤-三磷酸核苷(m7GpppN)为起始结构2.在真核生物mRNA的3’-末端,有一段由80~250个腺苷酸连接而成的多聚腺苷酸结构,称为多聚腺苷酸尾或多聚A尾3.mRNA依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸顺序的合成,也就是为氨基酸的生物合成提供模板4.mRNA的成熟过程是hnRNA 的剪接过程二、t RNA是蛋白合成的氨基酸载体1.t RNA含有多种稀有碱基2.t RNA具有茎环结构3.t RNA的3’-末端连有氨基酸4.t RNA的反密码子能够识别mRNA的密码子三、以rRNA为组分的核糖体是蛋白质合成的场所四、snmRNA参与了基因表达的调控五、核酸在真核细胞和原核细胞中表现了不同的时空特异性第四节核酸的理化性质一、核酸分子具有强烈的紫外吸收二、DNA变性是双链解离为单链的过程三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链第五节核酸酶结构&流程图1.构成核苷酸的嘌呤和嘧啶的化学结构式2.构成核苷酸的核糖和脱氧核糖的化学结构式3.核苷和脱氧核苷的化学结构式4.核苷酸的化学结构(包括3’,5’-cAMP)5.多聚腺苷酸的化学结构式6.DNA双螺旋结构示意图(数据)7.封闭的环状DNA分子(形成超螺旋)8.真核生物DNA形成核小体的示意图9.双链DNA经历折叠、盘绕形成高度有序和高度致密染色体的示意图10.表格-真核细胞内主要RNA的种类和功能(5+3)11.成熟的真核mRNA的结构示意图12.mRNA的甲基化位点(2点)13.真核生物mRNA的帽结构及加帽过程14.真核生物mRNA多聚A尾结构的形成过程15.鸡卵清蛋白mRNA的成熟过程16.t RNA分子中含有的稀有碱基17.t RNA的二级结构和三级结构18.t RNA的反密码子与m RNA的密码子相互识别示意图19.表格-核糖体的组成(原核、真核)20.由核糖体、mRNA和t RNA形成的复合体21.真核细胞和原核细胞基因表达的时空特异性22.DNA在解链过程中表现出得增色效应23.DNA解链温度曲线24.核酸分子复性和杂交的示意图第三章酶第一节酶的分子结构与功能一、酶的分子组成中常含有辅助因子二、酶的活性中心是酶分子中执行其催化功能的部位三、同工酶是催化相同化学反应但一级结构不同的一组酶第二节酶的工作原理一、酶反应特点(一)酶反应具有极高的效率(二)酶促反应具有高度的特异性1.绝对特异性2.相对特异性3.有些酶具有立体异构特异性(三)酶促反应具有可调节性二、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率(一)酶比一般催化剂更有效地降低反应活化能(二)酶和底物的结合有利于底物形成过渡态1.诱导契合作用使酶与底物密切结合2.邻近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心3.表面效应使底物分子去溶剂化(三)酶的催化机制呈多元催化1.酸碱催化作用:酶是两性电离的蛋白质,活性中心可为质子供体,或质子受体,参与质子转移2.共价催化作用:酶的催化基团通过形成瞬间共价键而将底物激活3.亲核催化作用:中心基团属于亲核基团,可提供电子给带正电荷的过渡态中的中间物,加速产物生成第三节酶促反应动力学一、底物浓度对反应速率影响的作图呈矩形双曲线(一)米-曼氏方程式揭示单底物反应的动力学特性(二)Km与Vm是最有意义的酶促反应动力学参数1.Km值=酶促反应速率为最大速率一半时的底物浓度2.Km值愈小,酶对底物的亲和力愈大3.Km值是酶特性常数之一,只于酶的结构、底物和反应环境(T Ph 离子强度等)有关,与酶的浓度无关4.Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速率,与酶的浓度呈正比(三)Km值和Vmax值可以通过作图法求取二、底物足够时酶浓度对反应速率的影响呈直线关系三、温度对反应速率的影响具有双重性四、P H通过改变酶和底物分子解离状态影响反应速率五、抑制剂可逆地或不可逆地降低酶促反应速率(一)不可逆性抑制剂主要与酶共价结合(二)可逆性抑制剂与酶和(或)酶-底物复合物非共价结合1.竞争性抑制作用的抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心2.非竞争性抑制作用的抑制剂不改变酶对底物的亲和力3.反竞争性抑制作用的抑制剂仅与酶-底物复合物结合六、激活剂可加快酶促反应速率第四节酶的调节一、调节酶实现对酶促反应速率的快调节(一)变构酶通过变构调节酶的活性(二)酶的化学修饰调节是通过某些化学基团与酶共价结合与分离实现的(三)酶原的激活使无活性的酶原转变成有催化活性的酶二、酶含量的调节包括对酶合成与分解速率的调节(一)酶蛋白合成可被诱导或阻遏(二)酶的降解与一般蛋白质降解途径相同第五节酶的分类与命名一、酶可根据其催化的反应类型予以分类:1.氧化还原酶类2.转移酶类3.水解酶类4.裂解酶类(裂合酶类,synthase):合酶属此类5.异构酶类6.合成酶类(连接酶酶,ligases)二、每一种酶均有其系统名称和推荐名称第六节酶与医学的关系一、酶和疾病密切相关(一)酶的质、量与活性的异常均可引起某些疾病(二)酶的测定有助于对许多疾病的诊断1.酶活性测定和酶活性单位是定量酶的基础2.血清酶对某些疾病的诊断具有更重要的价值(三)酶和某些疾病的治疗关系密切二、酶在医学上的应用领域广泛(一)酶作为试剂用于临床检验和科学研究1.酶法分析是以酶作为工具对化合物和酶活性进行定量分析的一种方法2.酶标记测定法是酶学与免疫学相结合的一种测定方法3.工具酶广泛地应用于分子克隆领域(二)酶的分子工程是方兴未艾的酶工程学1.固定化酶是固相酶2.抗体酶是具有酶活性的抗体结构&流程示意图1.表格-某些辅酶(辅基)在催化中的作用2.表格-几种蛋白激酶的共有序列3.底物浓度对酶促反应速率的影响4.对氨基苯甲酸-磺胺类药物5.表格-各种可逆性抑制作用的比较第四章糖代谢第一节概述一、糖的主要生理功能是氧化供能二、糖的消化吸收主要是在小肠进行三、糖代谢的概况第二节糖的无氧代谢一、糖无氧氧化反应过程分为糖酵解途径和乳酸生成两个阶段(一)葡萄糖经糖酵解途径分解为两分子丙酮酸1.葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖2.6-磷酸葡萄糖变为6-磷酸果糖3.6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖4.磷酸己糖裂解为2分子磷酸丙糖5.磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛6.3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸7.1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸8.3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸9.2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸10.磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸基转移给ADP形成ATP和丙酮酸(二)丙酮酸被还原为乳酸二、糖酵解的调控是对3个关键酶活性的调节(一)6-磷酸果糖激酶-1对调节糖酵解途径的流量最重要(二)丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要调节点(三)己糖激酶受到反馈调节三、糖酵解的主要生理意义是机体缺氧的情况下快速功能第三节糖的有氧氧化一、糖有氧氧化的反应过程包括糖酵解途径、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环及氧化磷酸化(一)葡萄糖循糖酵解途径分解为丙酮酸(二)丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA1.丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP2.由二氢硫辛酰胺转乙酰酶E2→乙酰硫辛酰胺-E23.生成乙酰CoA,E2二硫键还原为两个巯基4.二氢硫辛酰胺脱氢酶E3,脱氢生成FADH2和硫辛酰胺5.FADH2→NADPH+H+二、三羧酸循环是以形成柠檬酸为起始物的循环反应系统(一)TCA循环由8步代谢反应组成1.乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸2.柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸3.异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸4.α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA5.琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸7.延胡索酸加水生成苹果酸8.苹果酸脱氢生成草酰乙酸(二)TCA循环受底物、产物、关键酶活性的调节1.TCA循环中有3个关键酶2.TCA循环与上游和下游的反应相协调3.TCA循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽三、糖有氧氧化是机体获得ATP的主要方式四、糖有氧氧化的调节是基于能量的需求五、巴斯德效应是指糖有氧氧化抑制糖酵解的现象第四节葡萄糖的其它代谢途径一、磷酸戊糖途径生成NADPH和磷酸戊糖(一)磷酸戊糖途径的反应过程分为两个阶段1.6-磷酸葡萄糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和NADPH2.经过基团转移反应进入糖酵解途径(二)磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值调节(三)磷酸戊糖途径的生理意义在于生成NADPH和5-磷酸核糖1.为核酸的生物合成提供核糖2.提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应二、糖醛酸途径可生成葡萄糖醛酸三、多元醇途径可生成木糖醇、山梨醇等第五节糖原的合成与分解一、糖原的合成代谢主要在肝和肌组织中进行二、糖原分解产物—葡萄糖可补充血糖三、糖原的合成与分解受到彼此相反的调节(一)糖原磷酸化酶是糖原分解的关键酶(二)糖原合酶是糖原合成的关键酶四、糖原累积症是由先天性没缺陷所致第六节糖异生一、糖异生途径不完全是糖酵解的逆反应(一)丙酮酸经丙酮酸羧化支路变为磷酸烯醇式丙酮(二)1,6-二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖(三)6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖二、糖异生的调节是通过对两个底物循环的调节与糖酵解调节彼此协调(一)第一个底物循环:在6-磷酸果糖和1,6-二磷酸果糖之间进行(二)第二个底物循环:磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之间进行三、糖异生的生理意义主要在于维持血糖水平恒定(一)维持血糖水平的恒定是糖异生最主要的生理作用(二)糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径(三)肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡四、肌中产生的乳酸运输至肝进行糖异生形成乳酸循环第七节其他单糖的代谢一、果糖被磷酸化后进入糖酵解途径二、半乳糖可转变为1-磷酸葡萄糖成为糖酵解的中间代谢产物三、甘露糖可转变为6-磷酸果糖进入糖酵解途径第八节血糖及其调节一、血糖的来源和去路是相对平衡的二、血糖水平的平衡主要是受激素调节(一)胰岛素是体内唯一降低血糖的激素(二)机体在不同状态下有相应的升高血糖的激素1.胰高血糖素2.糖皮质激素可引起血糖升高3.肾上腺素是强有力的升高血糖激素三、血糖水平异常及糖尿病是最常见的糖代谢紊乱(一)低血糖是指血糖浓度低于3.0mmol/L(二)高血糖是指空腹血糖高于6.9 mmol/L(三)糖尿病是最常见的糖代谢紊乱疾病结构&流程示意图:1.糖酵解的代谢途径2.2,6-二磷酸果糖激酶-1的活性调节3.丙酮酸脱氢酶复合体作用机制4.三羧酸循环5.表格-葡萄糖有氧氧化生成的ATP6.三羧酸循环的调控7.磷酸戊糖途径8.糖醛酸途径9.分支酶的作用10.脱支酶的作用11.糖原合成、分解的共价修饰调节12.糖异生途径13.乳酸循环14.半乳糖的代谢15.甘露糖的代谢第五章脂类代谢第一节不饱和脂酸的命名及分类一、脂酸的系统命名遵循有机酸命名的原则二、脂酸主要根据其碳链长度和饱和度分类(一)脂酸根据其碳链长度分为短链、中链、长链脂酸(二)脂酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂酸和不饱和脂酸1.饱和脂酸的碳链不含双键2.不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键第二节脂类的消化吸收一、脂类的消化发生在脂-水界面,需要胆汁酸盐参与二、饮食脂肪在小肠被吸收第三节甘油三酯代谢一、甘油三酯是甘油的脂酸酯(一)甘油三酯是脂酸的主要储存形式(二)甘油三酯的主要作用是为机体提供能量1.甘油三酯是机体重要的能量来源2.甘油三酯是机体主要能量储存形式二、甘油三酯的分解代谢主要是脂酸的氧化(一)脂肪动员是甘油三酯分解的起始步骤(二)甘油经糖代谢途径代谢(三)脂酸经β-氧化分解功能1.脂酸的活化形式为脂酰CoA2.脂酰CoA经肉碱转运入线粒体3.脂酸的β-氧化的终产物主要是乙酰CoA(1)脱氢(2)加水(3)再脱氢(4)硫解4.脂酸氧化是体内能量的重要来源(四)脂酸的其他氧化方式1.不饱和脂酸的氧化2.过氧化物酶体的β-氧化3.奇数碳原子脂酸的氧化(五)酮体的生成及利用1.酮体在肝细胞中生成(1)2个乙酰辅酶A→乙酰乙酰辅酶A(2)乙酰乙酰辅酶A+乙酰辅酶A→HMG CoA(3)HMGCoA 裂解为乙酰乙酸和乙酰辅酶A2.酮体在肝外组织中利用3.酮体生成的生理意义4.酮体生成的调节(1)饱食及饥饿的影响(2)肝细胞糖原含量及代谢影响(3)丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体三、脂酸在脂酸合成酶系的催化下合成(一)软脂酸的合成1.合成部位2.合成原料3.脂酸合成酶系及反应过程(1)丙二酰CoA的合成(2)脂酸合成(二)脂酸碳链的加长1.脂酸碳链在内质网中的延长2.脂酸碳链在线粒体中的延长(三)不饱和脂酸的合成(四)脂酸合成的调节1.代谢物的调节作用2.激素的调节作用四、甘油和脂酸合成甘油三酯(一)合成部位(二)合成原料(三)合成基本过程1.甘油一酯途径2.甘油二酯途径五、几种多不饱和脂酸衍生物具有重要生理功能(一)前列腺素、血栓烷、白三烯的化学结构和命名(二)PG、TX、LT的合成1.前列腺素及血栓烷的合成2.白三烯的合成(三)PG、TX、LT的生理功能1.PG的主要生理功能2.TX的主要生理功能3.LT的主要生理功能第四节磷脂代谢一、含磷酸的脂类被称为磷脂(一)由甘油构成的磷脂统称为甘油磷脂(二)由鞘氨醇或二氢鞘氨醇构成的磷脂称为鞘磷脂二、磷脂在体内具有重要的生理功能(一)磷脂是构成生物膜的重要成分1.卵磷脂存在于细胞膜中2.心磷脂是线粒体膜的主要脂质(二)磷脂酰肌醇是第二信使的前体(三)缩醛磷脂存在于脑和心组织中(四)神经鞘磷脂和卵磷脂在神经髓鞘中含量较高三、甘油磷脂的合成与降解(一)甘油磷脂的合成1.合成部位2.合成的原料及辅因子3.合成的基本过程(1)甘油二酯合成途径(2)CDP-甘油二酯合成途径(二)甘油磷脂的降解四、鞘磷脂的代谢(一)鞘氨醇的合成1.合成部位2.合成原料3.合成过程(二)神经鞘磷脂的合成(三)神经鞘磷脂的降解第五节胆固醇代谢一、胆固醇的合成原料为乙酰CoA和NADPH(一)合成部位(二)合成原料(三)合成基本过程1.甲羟戊酸的合成2.鲨烯的合成3.胆固醇的合成(四)胆固醇合成受多种因素调节1.限速酶2.饥饿与饱食3.胆固醇4.激素二、转变为胆汁酸及类固醇激素是体内胆固醇的主要去路(一)胆固醇可转变为胆汁酸(二)胆固醇可转变为类固醇激素(三)胆固醇可转化为维生素D3前体第六节血浆脂蛋白代谢一、血脂是血浆所含脂类的统称二、不同血浆脂蛋白其组成、结构均不同(一)血浆脂蛋白的分类1.电泳法2.超速离心法(二)血浆脂蛋白的组成(三)载脂蛋白(四)脂蛋白结构三、血浆脂蛋白是血脂的运输形式,但代谢和功能各异(一)乳糜微粒(二)极低密度脂蛋白(三)低密度脂蛋白(四)高密度脂蛋白四、血浆脂蛋白代谢异常导致血脂异常或高脂血症(一)高脂血症(二)动脉粥样硬化1.LDL和VLDL具有致AS作用2.HDL具有抗AS作用(三)遗传缺陷结构&流程示意图1.常见的脂酸2.甘油一酯途径3.脂肪动员4.长链脂酰CoA进入线粒体5.脂酸的β-氧化6.酮体在干细胞中的生成7.酮体的氧化8.柠檬酸-丙酮酸循环9.软脂酸的生物合成10.表格-体内几种重要的甘油磷脂11.磷脂酶对磷脂的水解12.胆固醇的生物合成13.血浆脂蛋白琼脂糖凝胶电泳示意图14.超速离心分离血浆脂蛋白示意图15.血浆脂蛋白结构示意图16.脂蛋白代谢示意图第六章生物氧化第一节生成ATP的氧化磷酸化体系一、氧化呼吸链是一系列有电子传递功能的氧化还原组分(一)氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成1.复合体Ⅰ作用是将NADPH+H+中的电子传递给泛醌2.复合体Ⅱ作用是将电子从琥珀酸传递到泛醌3.复合体Ⅲ作用是将电子从还原型泛醌传递给细胞色素C4.复合体Ⅳ将电子从细胞色素C传递给氧(二)氧化呼吸链组分按氧化还原电位由低到高的顺序排列二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化生成ATP偶联(一)氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ内1.P/O比值2.自由能变化(二)氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度(三)质子顺梯度回流释放能量被ATP合酶利用催化ATP合成三、氧化磷酸化作用可受某些内外源因素影响(一)有3类氧化磷酸化抑制剂1.呼吸链抑制剂阻断氧化磷酸化的电子传递过程2.解偶联剂破坏电子传递建立的跨膜质子电化学梯度3.ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成(二)ADP是调节正常人体氧化磷酸化速率的主要因素(三)甲状腺激素刺激机体耗氧量和产热同时增加(四)线粒体DNA突变可影响机体氧化磷酸化功能四、ATP在能量的生成、利用、转移和储存中起核心作用五、线粒体内膜对各种物质进行选择性转运(一)胞质中NADH通过穿梭机制进入线粒体氧化呼吸链1.α-磷酸甘油穿梭主要存在于脑和骨骼肌中2.苹果酸-天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中(二)ATP-ADP转位酶促进ADP进入和ATP移出紧密偶联第二节其他不生成ATP的氧化体系一、抗氧化酶体系有清除反应活性氧类的功能二、微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子羟基化结构&流程示意图1.表格-人线粒体呼吸链复合体2.电子传递链各复合体位置示意图3.化学渗透假说示意图4.ATP合酶结构和质子的跨内膜流动机制模式图5.ATP合酶的工作机制6.不同底物和抑制剂对线粒体氧耗的影响。
生物化学简明教程第四版08新陈代谢总论及生物氧化
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谢总论和生物氧化
8.1.3 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 能的化合物称为高能化合物。
(1)生物体中常见的高能磷酸化合物(30~60 kJ.mol-1) 高能磷酸键,键能
生物化学简明教程第四版08新陈代
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谢总论和生物氧化
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谢总论和生物氧化
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)
=-7.6+ 2.3038.314 311 log0.1
=-13.生6k物J化.m学简o明l-1教程第四版08新陈代
枯草杆菌 酒酵母
• 红色面包霉
小球藻
• 玉米
果蝇
• 海胆
爪蟾
•鸽
小鼠
• 大鼠
兔
• 黑猩猩
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8.1 新陈代谢总论
• 常用的材料:
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谢总论和生物氧化
(1)in vivo,“在体内”和(in vitro,“在体外”)
在体内:用生物整体进行研究 在体外:用组织切片、匀浆、或提取液作为研究材料进行研究
假设有一个化学反应式:aA + bB = cC + dD
恒温恒压下:ΔG=ΔGθ+ RTlnQc
式中:ΔGθ= - RTlnKeq=--2.303RTlgKeq
Keq
《生物化学》20 生物能学
-1.36 - 2.73 -4.09 -5.46 - 6.82
△G0’ kJ/mol 0 - 5.69 -11.42 -17.11 -22.85 -28.54
(三)标准生成自由能及其应用
每一种有机化合物都有特定的标准生成自由能,用符号 △G0f表示。 标准生成自由能的定义是:在标准状态下,由稳定单质生 成1mol纯化合物的△G0就等于该化合物的标准生成自由能。
(一)体系的概念、性质和状态
一个体系的性质包括压力、体积、温度、 组成、比热及表面张力等。当体系的各种性 质确定后,体系就有了确定的状态。反之, 体系的状态确定后,体系的各种性质就有了 确定的数值。
(二)能的两种形式---热与功
能的表现形式可有多种多样。其中热与功是能的两种主 要形式。热与功是一个体系的状态在发生变化时与环境 交换能量的两种形式。 热是由于温差而产生的能量传递方式。热的传递总是伴 随着质点的无序运动。 功是体系与环境间另外一种能量交换方式。任何一种功 都伴随着体系质点的定向移动。这是一种有序的运动。
△G0= ∑ △G0f产物- ∑ △G0f反应物
利用标准生成自由能既可求出一个反应的标准自由能变化 △G0,还可进一步利用△G0=-RTlnKeq的公式,计算求得 反应的平衡常数。
(五)化学反应和自由能关系的进一步说明
K=1时, △ Go = 0 K<1时, △ Go > 0 K>1时, △Go < 0
生物氧化习题及答案
生物氧化与氧化磷酸化一、填空题1、合成代谢中对于能量一般是_________能量的,而分解代谢一般是_________的。
2、生物氧化中,体内CO2的形成是有机物脱羧产生的,而脱羧方式有两种,即_________和_________。
3、原核生物中电子传递和氧化磷酸化是在_________上进行的,真核生物的电子传递和氧化磷酸化是在_________中进行。
4、呼吸链中的传氢体有_________、_________、_________、_________等,递电子体有_________、_________。
5、线粒体呼吸链中,复合体Ⅰ的辅基有_________、_________。
6、细胞色素是一类含有_________的蛋白质,存在于_________上,起着_________的作用。
7、泛醌是一个脂溶性辅酶,它可以接受呼吸链中从_________或_________传递来的电子,然后将电子传递给_________。
8、细胞色素c是唯一能溶于水的细胞色素,它接受从_________来的电子,并将电子传至_________。
9、鱼藤酮抑制呼吸链中电子从_________到_________的传递。
10、生物体中ATP的合成途径有三种,即_________、_________和_________。
11、线粒体内电子传递的氧化作用与ATP合成的磷酸化作用之间的偶联是通过形成_________势能来实现的。
12、抑制呼吸链电子传递,从而阻止ATP产生的抑制剂常见的有_________、_________、_________、_________和_________。
13、如果在完整的线粒体中增加ADP的浓度,则呼吸作用中耗氧量_________,但有寡毒素存在时,则耗氧量_________,以上这种相关的变化可被_________(试剂)所解除。
14、生物氧化是代谢物发生氧化还原的过程,在此过程中需要有参与氧化还原反应的_________、_________和_________等。
第06章生物氧化
细胞色素(cytochrome, Cyt) 细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传 递的酶类,根据它们吸收光谱不同而分类。
目录
复合体Ⅲ的电子传递通 过“Q循环”实现。 复合体Ⅲ每传递2个电子 向内膜胞浆侧释放4个 H+,复合体Ⅲ也有质子 泵作用。 Cyt c是呼吸链唯一水溶 性球状蛋白,不包含在 复合体中。将获得的电 子传递到复合体Ⅳ。
目录
化学渗透假说已经得到广泛的实验支持。 氧化磷酸化依赖于完整封闭的线粒体内膜; 线粒体内膜对H+、OH-、K+、Cl-离子是不通 透的; 电子传递链可驱动质子移出线粒体,形成可测定 的跨内膜电化学梯度; 增加线粒体内膜外侧酸性可导致ATP合成,而线 粒体内膜加入使质子通过物质可减少内膜质子梯 度,结果电子虽可以传递,但ATP生成减少。
目录
底物水平磷酸化仅见于下列三个反应:
磷酸甘油酸激酶
1,3-二磷酸甘油酸+ADP
3-磷酸甘油酸+ATP
丙酮酸激酶
酸烯醇式丙酮酸+ADP
烯醇式丙酮酸+ATP
琥珀酰CoA合成酶
琥珀酰CoA+H3PO4+GDP
琥珀酸+CoA+GTP
目录
(一)氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ 内
氧化磷酸化偶联部位:复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ 根据P/O比值
组成 递氢体和电子传递体(2H 2H+ + 2e)
目录
(一)氧化呼吸链由4种具有传递电子能力 的复合体组成
酶复合体是线粒体内膜氧化呼吸链的天然存在 形式,所含各组分具体完成电子传递过程。电子传 递过程释放的能量驱动H+移出线粒体内膜,转变 为跨内膜H+梯度的能量,再用于ATP的生物合成。
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复合体Ⅲ 泛醌-细胞色 素C还原酶
细胞色素c
质量 (kD) 850
多肽 链数
39
功能辅基 FMN ,Fe-S
140 4
FAD,Fe-S
250
11 血红素bL, bH, c1,
Fe-S
13
1
血红素c
含结合位点
NADH(基质侧) CoQ (脂质核心)
琥珀酸(基质侧) CoQ (脂质核心)
目录
(一)氧化呼吸链由4种具有传递电子能力 的复合体组成
酶复合体是线粒体内膜氧化呼吸链的天然存 在形式,所含各组分具体完成电子传递过程。电 子传递过程释放的能量驱动 H+移出线粒体内膜, 转变为跨内膜 H+梯度的能量,再用于 ATP 的生物 合成。
目录
人线粒体呼吸链复合体
复合体
酶名称
复合体Ⅰ NADH-泛醌 还原酶
胞浆侧,复合体Ⅰ有质子泵功能 。
目录
NAD+和NADP +的结构
R=H: NAD +; R=H 2PO 3: 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 FMN·。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。
蛋白质 氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
H2O
目录
第一节:氧化反应类型 1:脱电子反应
目录
2:脱氢反应
目录
目录
3:加氧反应
目录
第二节
生成ATP 的氧化磷酸化体系
The Oxidative Phosphorylation System with ATP Producing
目录
Cyt c(膜间隙侧)
Cyt
c
,
1
Cyt
a
复合体Ⅳ 细胞色素C氧 162 13 血红素a,a3, Cyt c(膜间隙侧)
化酶
Cu A, Cu B
目录
4H +
Ⅱ
琥珀酸
胞液侧
延胡索酸
基质侧 Ⅰ
QH2 Q
NADH +H +
NAD+
4H +
4H + Cytc ox
4H +
Cytc ox
Cytc
Cytc
red
red
Ⅲ
线粒体内膜 Ⅳ
4H +
1/2O 2+2H +
H2O
4H +
电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置
目录
1、复合体Ⅰ作用是将 NADH+H +中的电子传递给 泛醌(ubiquinone)
? 复合体Ⅰ又称NADH- 泛醌还原酶。 ? 复合体Ⅰ电子传递: NADH→FMN→Fe -S→
CoQ ? 每传递2个电子可将 4个H+从内膜基质侧泵到
目录
铁硫蛋白中辅基 铁硫中心 (Fe-S) 含有等量铁原 子和硫原子,其中一个铁原子可进行 Fe2+ ? Fe 3++e 反应传递电子。 属于单电子传递体 。
? 表示无机硫
目录
铁硫蛋白
S 无机硫 S 半胱氨酸硫
目录
泛醌(辅酶 Q, CoQ, Q)由多个异戊二烯连接形 成较长的疏水侧链(人 CoQ 10),氧化还原反应时可 生成中间产物 半醌型泛醌 。内膜中 可移动电子载体 , 在各复合体间募集并穿梭传递还原当量和电子。在 电 子传递和质子移动 的偶联中起着核心作用。
目录
NADH+H+ NAD+
FMN FMNH 2
还原型Fe-S 氧化型Fe-S
Q QH 2
复合体Ⅰ的功能
Hale Waihona Puke 目录2、复合体Ⅱ功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌。 ? 复合体Ⅱ是三羧酸循环中的 琥珀酸脱氢酶 ,又 称琥珀酸-泛醌还原酶 。 ? 电子传递: 琥珀酸→FAD→ 几种Fe-S →CoQ ? 复合体Ⅱ没有H+泵的功能。
? 电子传递过程: CoQH2→(Cyt bL→Cyt bH) →Fe-S →Cytc1→Cytc
目录
细胞色素(cytochrome, Cyt) 细胞色素是一类以 铁卟啉为辅基的催化电子传 递的酶类 ,根据它们吸收光谱不同而分类。
目录
? 复合体Ⅲ的电子传递通 过“Q 循环” 实现。
? 复合体Ⅲ每传递2个电 子向内膜胞浆侧释放 4 个H +, 复合体 Ⅲ也有 质子泵作用 。
ATP
热能
目录
?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。 ? 在 体外氧 化时所 消耗的 氧量 、 最终产 物 (CO 2,H2O)和释放能量均相同。
目录
? 生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
体外氧化
? 反应环境温和,酶促反应逐步 进行,能量逐步释放,能量容
? Cyt c 是呼吸链唯一水 溶性球状蛋白 ,不包含 在复合体中。将获得的 电子传递到复合体 Ⅳ。
目录
4、复合体Ⅳ将电子从细胞色素 C传递给氧
? 复合体Ⅳ又称细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase) 。
? 电子传递: Cyt c→CuA→Cyt a→Cyt a 3– CuB→O 2
一、呼吸链
? 定义 指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具
有电子传递功能的酶复合体,可通过氧化还原将 代谢物脱下的电子最终传递给氧生成水。这一系 列酶和辅酶称为 呼吸链 (respiratory chain) 又称 电 子传递链(electron transfer chain) 。
? 组成 递氢体和电子传递体( 2H ? 2H+ + 2e)
第6章
生物氧化
Biological Oxidation
目录
?生物氧化的概念
物质在生物体内进行氧化称 生物氧化 (biological oxidation) ,主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解 时逐步释放能量,最终生成 CO 2 和 H2O的过程。
糖 脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
ADP+Pi
能量
? 能量突然释放。
易捕获,ATP 生成效率高。
? 通过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CO 2。
? 物质中的碳和氢直接 氧 结 合 生 成 CO 2 和 H2O 。
目录
? 生物氧化的一般过程
糖原
三酯酰甘油
葡萄糖
脂酸+甘油
乙酰 CoA
目录
目录
3、复合体Ⅲ功能是将电子从还原型泛醌传递给细 胞色素 c。
? 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) 。
? 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。