生物能学和生物氧化
生物化学习题(生物能学与生物氧化)
生物化学习题（生物能学与生物氧化）一、名词解释：生物氧化（bioogical oxidation）呼吸链（respiratory chain）氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）磷氧比（P/O）底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）能荷（rnergy charge）化学渗透理论（chemiosmotic theory）解偶联剂（uncoupling agent）高能化合物（high energy compound）电子呼吸传递链（repiratory electron-transport chain）二、填空题：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、ΔG0‘为负值是反应，可以进行。
‘值小，供出电子的倾向。
5、生物分子的E6、生物体高能化合物有、、、、、等类。
7、细胞色素a的辅基是与蛋白质以键结合。
8、无氧条件下，呼吸链各传递体都处于状态。
9、NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是、、。
10、举出3种氧化磷酸化解偶联剂、和。
11、举出2例生物细胞中氧化脱羧反应、。
12、生物氧化是在细胞中，同时产生的过程。
13、高能磷酸化合物通常指水解的化合物，其中最重要的是，被称为能量代谢的。
14、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。
15、以NADH为辅酶的脱氢酶类主要参与作用，即参与从到的电子传递作用；以NADPH为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物的转移到反应中需电子的中间物上。
16、呼吸链中，氢或电子从氧化还原电势的载体依次向氧化还原电势的载体传递。
-、CO抑制作用分别是、和。
17、鱼藤酮、抗霉素A、CN-、N318、典型呼吸链包括和两种，根据接受代谢物脱下的氢的不同而区别的。
19、氧化磷酸化作用机制公认学说，是英国生物化学家于1961年首先提出。
生物氧化与生物能学简答题汇总
生物氧化与生物能学简答题汇总15列出NADH 经电子传递链传至氧气传递过程四大复合物的名称，并列出05年以后该领域研究的主要进展NADH-Q 还原酶、琥珀酸-Q 还原酶、细胞色素还原酶、细胞色素氧化酶09简述呼吸链上电子传递的过程？呼吸链传递还原型辅酶NADH 与FADH2上的电子。
NADH 依次经过复合物Ⅰ、辅酶Q 、复合体Ⅲ、细胞色素C 、复合体Ⅳ最终把电子传递给氧气，并将质子排到线粒体膜间隙最终经线粒体ATP 合酶生成 2.5个ATP.FADH2经复合体Ⅱ、辅酶Q 、复合体Ⅲ、细胞色素C 、复合体Ⅳ最终把电子传递给氧气，并将质子排到线粒体膜间隙最终经线粒体ATP 合酶生成1.5个ATP.由于前者的生成ATP 量大于后者，所以前者称为主电子传递链，后者称为次电子传递链。
NADH 氧化呼吸链：231O Cytaa Cytc Cytc Cytb CoQ FMN NADH →→→→→→→FADH2氧化呼吸链：231O Cytaa Cytc Cytc Cytb CoQ FAD →→→→→→08 试比较电子传递抑制剂，氧化磷酸化抑制剂和解偶联抑制剂的作用机制及产生的结果电子传递抑制剂:阻断呼吸链中某部位的电子传递，从而抑制电子传递和ATP 的合成氧化磷酸化抑制剂：这种试剂的作用特点是抑制氧的利用又抑制ATP 的形成，但不直接抑制电子传递链上载体的作用。
这一点和电子抑制剂不同。
氧化磷酸化抑制剂的作用是直接干扰ATP 的生成过程，由于它干扰了由电子传递的高能状态形成ATP 的过程，也使电子传递不能进行。
解偶联抑制剂：这类抑制剂使电子传递和ATP 形成两个过程分离，失掉它们的紧密联系。
它只抑制ATP 的形成过程，不抑制电子的传递过程，使电子传递产生的自由能都变成热能。
因为这种实际使电子传递失去正常的控制，亦不能形成离子。
2020年(生物科技行业)生物化学习题(生物能学与生物氧化)
（生物科技行业）生物化学习题(生物能学与生物氧化)生物化学习题（生物能学和生物氧化）壹、名词解释：1.生物氧化（bioogicaloxidation）生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。
生物氧化在细胞内进行，氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水，所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。
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、分子氧和传递的氢结成水；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（respiratorychain）有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子，经过壹系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递，最终和氧结合生成水，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（oxidativephosphorylation）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和氧结合生成水，在此过程中所释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。
经此过程消耗壹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（substratelevelphosphorylation）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。
此过程和呼吸链的作用无关，以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP。
如在糖酵解（EMP）的过程中，3-磷酸甘油醛脱氢后产生的1,3-二磷酸甘油酸，在磷酸甘油激酶催化下形成ATP的反应，以及在2-磷酸甘油酸脱水后产生的磷酸烯醇式丙酮酸，在丙酮酸激酶催化形成ATP的反应均属底物水平的磷酸化反应。
生物氧化(生物化学)
复合物Ⅲ ：泛醌到细胞色素c
复合物Ⅲ ：泛醌到Cyt c （细胞色素bc1复合物或CoQ: Cyt c氧化还原酶）
含有 约10 条以 上多 肽链
Cyt b562 Cyt b566 Cyt c1 铁硫蛋白 其它6种蛋白
主要催化Q循环
Q循环（The Q Cycle)
根据复合物Ⅲ的结构和氧化还原反应详细的生物化学研究， 提出了电子经复合物Ⅲ的Q循环： QH2 + 2cyt c1（氧化型）+ 2HN+ Q + 2cyt c1(还原型）+ 4Hp+
铁-硫中心 （Iron-sulfur Centers)
铁硫蛋白在电子传递链中，虽然起到传电子的作用， 但这不是传递链中一个单独的组分，往往是与其它组分结 合在一起共同起传递电子的作用。
5.2.4 辅酶Q（Coenzyme Q，CoQ）
• 脂溶性醌类化合物，有一个长的异戊二烯侧链，因广泛 存在得名，又称泛醌(Ubiquinone) 。位于线粒体内膜。
The Nobel Prize in Chemistry 1978
"for his Contribution to the understanding of biologcial energy Transfer through the formulation of the chemiomotic theory"
5.1.1电子传递链 (electBiblioteka on transfer chain)
• 电子传递（electron transfer): 底物脱下的氢和电子经过系 列载体的序列氧化还原反应，最终把电子和氢质子传递给受 体的过程，称之为电子传递。
• 电子传递链（electron transfer chain): 由一系列递氢体和递 电子体组成的氧化还原反应链，称之为电子传递链。参与底 物氧化的电子传递链也叫做呼吸链（respiration chain)。
《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
生物能学与生物氧化
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地
位
第 一 节
代 谢 通 论 总 论
一、新陈代谢的概念
新陈代谢（metabolism）是生命最基本的特征之一，泛指生物与周围环境进行 物质交换、能量交换和信息交换的过程。生物一方面不断地从周围环境中摄取能 量和物质，通过一系列生物反应转变成自身组织成分，即所谓同化作用 （assimilation）；另一方面，将原有的组成成份经过一系列的生化反应，分 解为简单成分重新利用或排出体外，即所谓异化作用（dissimilation ），通 过上述过程不断地进行自我更新。 特点：特异、有序、高度适应和灵敏调节、代谢途径逐步进行
腺嘌呤—核糖—
O
—OP+—
O
—O +P
—
O O —+ P
—
O-
O-
O-
O-
生物化学习题(生物能学与生物氧化)
生物化学习题（生物能学与生物氧化）一、名词解释：1.生物氧化（bioogical oxidation）生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。
生物氧化在细胞内进行，氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水，所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。
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A TP。
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A TP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A TP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A TP。
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A TP（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。
如在糖酵解（EMP）的过程中，3-磷酸甘油醛脱氢后产生的1,3-二磷酸甘油酸，在磷酸甘油激酶催化下形成ATP的反应，以及在2-磷酸甘油酸脱水后产生的磷酸烯醇式丙酮酸，在丙酮酸激酶催化形成ATP的反应均属底物水平的磷酸化反应。
生物化学5 生物能学与生物氧化
生物能学与生物氧化代谢总论营养物质进入体内，转变为生物体内自身的分子以及生命活动中所需的物质和能量等等。
营养物质在生物体内所经历的一切化学变化总称新陈代谢新城代谢靠酶催化，都有其特殊的调节机制。
ATP的合成反应在线粒体上进行的，而ATP的供能反应大多是在细胞溶胶内进行的。
物质分解代谢产生ATP的的过程大致可分为三个阶段，第一个阶段由营养物的大分子分解为较小的分子，第二个阶段是由各种小分子进一步转化成少数几种共同物质，第三个阶段由柠檬酸循环和氧化磷酸化两个个共同代谢途径组成，这个阶段是形成ATP的主要阶段ATP在提供能量时，在ATP远端的那个 磷酸基团水解成无极磷酸分子，ATP分子失掉一个磷酰基而变成腺苷二磷酸（ADP）。
腺苷二磷酸又可以在捕获能量的前提下，再与无极磷酸结合形成ATP。
ATP分子一旦形成就马上被利用掉，所以严格的说ATP并不是能量的储存形式，而是一种传递能量的分子。
递能作用由营养物质分解大写释放出的化学能，除了通过合成APP的途径捕获外，还有另外一种途径就是以氢原子和电子的形式将自由能转移给生物合成的需能反应。
这种具有高能的氢原子是由脱氢反应形成的。
脱氢酶催化物质的脱氢反应，将脱下的氢原子和电子传递给一类特殊能接受这种氢原子和电子的辅酶，叫做辅酶一或辅酶二FMN，译名为黄素腺嘌呤单核甘酸，FAD译名黄素嘌呤二核苷酸，它们是另一类在传递电子和氢原子中起作用的载体。
FMN和FAD都能接受两个电子和两个氢原子，它们在氧化还原反应当中，特别是在氧化呼吸链中起着传递电子和氢原子的作用辅酶A简写为CoＡ，分子中含有腺嘌呤、Ｄ－核糖、磷酸、焦磷酸、泛酸和巯基乙胺。
巯基是ＣｏＡ的活泼基团，它在酶促转乙酰基的反应中个，起着接受或提供乙酰基的作用。
乙酰基和辅酶A是通过一个硫脂键结合的。
这个硫脂键与ATP的高能磷酸键类似，在水解时能放出大量热量，因此乙酰辅酶A具有高的乙酰基转移势能。
乙酰辅酶A携带的乙酰基不是一般的乙酰基，而是活泼的乙酰基团。
生物化学 第六篇 生物能学和生物氧化
第六篇生物能学和生物氧化（第十七～十八章小结）第十七章生物能学生物能学是专门研究生命系统内的能量流动和能量转化规律的一门学科。
恒温、恒压条件得出的方程ΔG =ΔH -TΔS也适用于生命系统。
一个化学反应的自由能变化有一部分是恒定的，它由反应物本身的性质决定，而另一部分是可变的，它由反应的温度和反应物与产物的浓度决定。
在给定的条件下，如果知道ΔGθ＇，可以计算出一个反应的ΔG。
通过计算ΔG，可以判断一个反应在给定条件下进行的方向性。
如果ΔG =0，则反应到达平衡；如果ΔG＜0，则该反应为放能反应，可以自发地进行。
如果ΔG为一个非常大的负值，则表明此反应为不可逆反应；如果ΔG＞0，则此反应为需能反应，不能自发地进行。
如果ΔG是一个非常大的正值，则意味着反应几乎没有发生的可能。
一个氧化还原反应的ΔGθ＇与其ΔEθ＇的关系是ΔGθ＇=-nFΔEθ＇。
而非标准条件下的ΔG与同样条件下的ΔE之间的关系为ΔG =-nFΔE。
细胞内的放能反应可以用来驱动需能反应，只要两个反应的总的ΔG＜0，并通过某种偶联机制联系在一起。
生物体内存在两种偶联机制，一种机制通过一个共同的代谢中间物来实现。
另一种机制是通过特殊的高能生物分子来进行的。
高能生物分子是指那些既容易水解又能够在水解之中释放出大量自由能的一类分子的总称，以高能磷酸化合物最为常见。
在高能分子水解的时候，被水解断裂的化学键称为高能键，经常用“～”表示。
可使用“磷酸基团转移势能”来比较各种高能磷酸化合物或非高能磷酸化合物将其磷酸基团转移给水分子的能力。
显然，一种磷酸化合物水解反应的ΔG越小，磷酸基团转移势能越高。
ATP作为通用的“能量货币”几乎参与细胞内所有的生理过程，但ATP高的周转率使得它并不适合充当能量的贮存者。
在生物进化的过程中，磷酸肌酸、磷酸精氨酸或聚偏磷酸作为贮能物质。
除了ATP以外，其他NTP也可以作为能量货币，这些能量货币在细胞内是可以自由“兑换”的，但需要核苷二磷酸激酶的催化。
生物氧化作用与生物能量转换
生物氧化作用与生物能量转换生物氧化作用是生物能量转换的过程，是生命活动的基础。
它通过一系列复杂的化学反应，将异化能转化为化学能。
其中，关键的步骤是将食物中的高能量物质“氧化”，释放出大量的化学能，并最终生成二氧化碳和水。
1. 基本概念生物氧化作用是生物体内转化能量的重要途径之一，它涉及到许多生物学、化学、物理学等学科的知识。
首先，要了解生物氧化作用的概念，需要了解生物氧化作用的定义、特点和功能。
定义：生物氧化作用是生物体内周转能量的一种基本方式，是一种利用氧气或其他电子受体氧化能够产生能量的过程。
它是由细胞内的酶催化生成氧化还原反应而进行的，同时产生大量的能量。
特点：生物氧化作用的反应是高效能的，其所需能量对生物体无害，是从食物、氧气和水中获得的。
同时，生物氧化作用所产生的热量为生物体保持体温的基础。
功能：生物氧化作用是人体燃烧食物得到能量的过程，同时也是两种物质氧气和葡萄糖重要的化学反应。
在有氧条件下，生物氧化作用是维持生命活动过程的重要途径。
2. 生物氧化作用的主要反应生物氧化作用主要涉及多种化学反应，其中最为重要的是酵解、三羧酸循环和呼吸链等反应。
以下是这方面的详细介绍。
酵解：酵解是有机物发酵的过程，它是一种没有氧气参与的生物氧化作用。
主要通过分解葡萄糖进一步产生能量，同时也可以产生酒精和二氧化碳。
三羧酸循环：三羧酸循环，也叫卡布-德卢卡循环，是有机体内的代谢通路，它是在保证能量供给的同时，产生ATP并释放出二氧化碳的过程。
呼吸链：呼吸链是在细胞中形成ATP的过程，它是一系列嵌套的蛋白质，它们能够在每个反应中将电子从一个分子转移到下一个。
这个过程产生了一个电子梯度，可以用来推动ATP合成酶产生ATP。
3. 生物氧化作用和健康生物氧化作用是一种重要的代谢过程，可以使人体的能量得到充分利用。
但是，在生物氧化作用中也有一定的危害，其中最著名的是氧化应激。
氧化应激是指机体内过量的氧化代谢产物导致的细胞和组织损伤。
《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
生物能学和生物氧化
14
﹝ATP﹞+ 0.5﹝ADP﹞
能荷= ——————————— ﹝ATP﹞+﹝ADP﹞+﹝AMP﹞
能荷：高能状态的腺苷酸与总腺苷酸浓度 之比。 能荷是细胞中ATP-ADP-AMP系统中高能 磷酸化状态的一种量度。
教学ppt
15
9.3 生物氧化
❖ CO2和H2O的生成（物质的代谢） ❖ 物质代谢和能量生成的偶联（电子传递链） ❖ 能量生成和ATP生成（ ATP ase复合体）
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4
生物体内能量代谢的基本规律
❖ 生物体和周围环境既有物质交换，又有能量交换，因此，它 属于热力学开放体系。生物体内能量代谢服从热力学定律。
❖ 热力学第一定律是能量守恒定律，即能量不能创造也不能消 灭，只能从一种形式转变成另一种形式。生物体内的能量可 以相互转变，但生物体与环境的总能量保持不变。
10
ATP和其它高能磷酸化合物
❖ ATP的分子结构：三个磷酸基团、两个高能键。 ❖ 活性形式：MgATP2-
教学ppt
11
ATP的作用和储存
❖ ATP为即时性的能量载体。
❖ ATP在细胞酶促磷酸基团转移中起“中转站”的作 用。
❖ ATP不是能量的贮存物质，而是能量的携带者或传 递者。它可将高能磷酸键转移给肌酸（C）生成磷酸 肌酸（creatine phoshate，C~P）。但磷酸肌酸 所含的高能磷酸键不能直接应用，需用时磷酸肌酸
第九章、生物能学和生物氧化
❖ 新陈代谢 ❖ 生物能学 ❖ 生物氧化
主要内容
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2
9.1 新陈代谢
❖ 新陈代谢是生物与外界环境进行物质交换与能量交 换的全过程，是生物体内一切化学变化的总称，是 生物体表现其生命活动的重要特征之一。
第六章 生物氧化
E0‘(V)
－0.32 －0.219 －0.219
氧化还原对
Cyt c1 Fe3+ /Fe2+ Cyt c Fe3+ /Fe2+ Cyt a Fe3+ /Fe2+
E0‘(V)
0.22 0.254 0.29
Cyt bL(bH) Fe3+/Fe2+
Q10 /Q10H2
0.05(0.10)
0.06
Cyt a3 Fe3+ /Fe2+
FMN(FAD)的结构：
CH2OPO32H H H C C C CH2 H3C N N O OH OH OH
N H3C N
异 咯 嗪
O
异咯嗪环的作用：
FMN/FAD
FMNH /FADH
FMNH 2/FADH
2
（氧化型）
（还原型）
铁硫蛋白 铁硫蛋白（Fe-S）共有
9种同工蛋白；分子中
含有由半胱氨酸残基硫
目录
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。
电子传递过程：CoQH2→(Cyt bL→Cyt bH)
→Fe-S →Cytc1→Cytc
目录
细胞色素类：
这是一类以铁卟啉为辅基的酶。在生物氧 化反应中，其铁离子可为+2价亚铁离子，也可 为+3价高铁离子，通过这种转变而传递电子。
R=H: NAD+;
R=H2PO3: 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 FMNH· 。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。
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9.2 高能磷酸化合物
高能键及高能化合物 在生物体中，水解每摩尔释放出自由能大于21kJ者 称高能化合物，被水解的化学键称为高能键 （energy-rich bond），常用符号“~”表示。在生 物化学中所谓的“高能键”指的是自由能高，而不 是键能特别高，即指随着水解反应或基团转移反应 可放出大量自由能的键。
9.3
生物氧化
CO2和H2O的生成（物质的代谢） 物质代谢和能量生成的偶联（电子传递链） 能量生成和ATP生成（ ATP ase复合体）
糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行 氧化分解生成 CO2 和 H2O 并释放出能量的过程称为
生物氧化（biological oxidation），又叫细胞氧化
CO2的生成
氧化脱羧和单纯脱羧
例：Байду номын сангаас
R
H2N-CH-COOH
O CH3-C-COOH
CoASH
氨基酸脱羧酶
R
CH2-NH2 +CO2
丙酮酸脱氢酶系
CH3COSCoA+CO2
NADH+H+
NAD+
代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载 体所接受，再通过一系列递氢体或递电子体传递给 氧而生成H2O 。从底物直接脱水。
例： CH3CH2OH
乙醇脱氢酶
H2O的生成
CH3CHO
NAD+
NADH+H+
NAD+
2e
电子传递链
1\2 O2 O=
2H+
H2 O
ATP的产生—电子传递体系（呼吸链） 一、线粒体结构特点 二、电子传递呼吸链的概念
三、呼吸链的组成
四、机体内两条主要的呼吸链及其功能
一、线粒体结构
线粒体的功能特点
具有高能键的化合物的类型
1．磷氧键型（-O~P）
酰基磷酸化合物 焦磷酸化合物 烯醇式磷酸化合物
2．氮磷键型（-N~P） 3．硫酯键型 4．甲硫键型
上述高能化合物中含磷酸基团的占绝大多数，但并 不是所有含磷酸基团的化合物都是高能磷酸化合物。
ATP和其它高能磷酸化合物
其它作为能量直接来源的三磷酸核苷酸
UTP用于多糖合成。 CTP用于磷脂合成。 GTP用于蛋白质合成。
﹝ATP﹞+ 0.5﹝ADP﹞ 能荷= ———————————
﹝ATP﹞+﹝ADP﹞+﹝AMP﹞
能荷：高能状态的腺苷酸与总腺苷酸浓度 之比。 能荷是细胞中ATP-ADP-AMP系统中高能磷酸 化状态的一种量度。
%%
生物体内能量代谢的基本规律
生物体和周围环境既有物质交换，又有能量交换，因此，它 属于热力学开放体系。生物体内能量代谢服从热力学定律。 热力学第一定律是能量守恒定律，即能量不能创造也不能消 灭，只能从一种形式转变成另一种形式。生物体内的能量可 以相互转变，但生物体与环境的总能量保持不变。 热力学第二定律的核心是宇宙总是趋向于越来越无序，即向 熵增大的方向进行。生物体是开放的体系，为了维持自身的 有序性，不断将生命活动中产生的正熵释放至环境中，使环 境的熵值增加，而自身保持低熵。尽管生物体是高度有序的 整体，但并没有偏离热力学第二定律。
ATP的分子结构：三个磷酸基团、两个高能键。 活性形式：MgATP2-
ATP的作用和储存 ATP为即时性的能量载体。 ATP在细胞酶促磷酸基团转移中起“中转站”的作用。 ATP不是能量的贮存物质，而是能量的携带者或传递 者。它可将高能磷酸键转移给肌酸（C）生成磷酸肌 酸（creatine phoshate，C~P）。但磷酸肌酸所含 的高能磷酸键不能直接应用，需用时磷酸肌酸把高 能磷酸键转移给ADP生成ATP。 磷酸肌酸是ATP高能磷酸基团的贮存库。在骨骼肌、 平滑肌、神经细胞内都存在，在肝脏、肾及其它组 织中的含量却极少。
外膜对大多数小分子物质和离子可通透， 内膜须依赖膜上的特殊载体选择性地运载物质 进出。 基质中含有全部与有机酸氧化分解有关的酶。 内膜上存在着多种酶与辅酶组成的电子传递链， 或称呼吸链。 内膜上的ATP合成酶利用电子传递过程释放的能 量合成ATP，完成线粒体的供能作用。
主要内容
新陈代谢 生物能学 生物氧化
9.1 新陈代谢
新陈代谢是生物与外界环境进行物质交换与能量交 换的全过程，是生物体内一切化学变化的总称，是 生物体表现其生命活动的重要特征之一。
新陈代谢的研究方法
体内研究法：生物体在正常生理条件下，在神经、体液等调 节机制下研究代谢过程，为物质中间代谢过程的明确提供了 重要的依据。例如，脂肪酸的β-氧化学说的提出。 体外研究法：用离体器官、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来研究代谢的过程。例如，三 羧酸循环、鸟氨酸循环等。 同位素示踪法。例如用14C标记葡萄糖的C1对磷酸戊糖途径 的发现起了非常重要的作用。 代谢途径阻断法：在试验过程中加入阻断剂来阻断中间某一 代谢环节，分析所得结果，推测代谢历程。例如Krebs等用 丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶，导致琥珀酸积累，为三羧酸循环 的确认提供了重要依据。
或细胞呼吸。其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中
所进行的一系列氧化还原反应过程。
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
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（如 丙酮酸、乙酰 CoA等）
共同中间产物 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。
乙酰CoA
+Pi
磷酸化
电子传递 （氧化）
e-
三羧酸 循环
生物氧化的特点
生物氧化的能量是逐步释放的。 生物氧化过程产生的能量储存在高能化合物中主 要是ATP。ATP中的能量可以通过水解而被释放 出来，供给生物体的需能反应。 生物氧化具有严格的细胞内定位。 原核生物的生物氧化是在细胞膜上进行的，真 核生物的生物氧化是在线粒体中进行的。
生物氧化的方式
失电子氧化反应 加氧氧化反应 脱氢氧化反应 （琥珀酸生成延胡索酸） 加水脱氢氧化反应 （延胡索酸生成苹果酸） 在生物氧化中，脱氢氧化 和加水脱氢氧化反应是物质 氧化的主要形式。
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