生物化学第七章生物氧化
第七章 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。
(整理)第7章生物化学习题
生物化学习题第七章生物氧化第一作业一、名词解释1、底物水平磷酸化：物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键的化合物，而这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成，这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化。
2、生物氧化：有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在生物细胞内进行氧化分解而生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化。
3、电子传递体系：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经一系列传递体，最后将质子和电子传递给氧而生成水的全部体系称为呼吸链，也称电子传递体系或电子传递链4、氧化磷酸化作用：伴随着放能的氧化作用而进行的磷酸化。
二、问答题1．比较生物氧化与体外燃烧的异同点。
相同点：终产物都是二氧化碳和水；释放的总能量也完全相同。
不同点：体外燃烧是有机物的碳和氢与空气中的氧直接化合成CO2和H2O ，并骤然以光和热的形式向环境散发出大量能量。
而生物氧化反应是在体温及近中性的PH 环境中通过酶的催化下使有机物分子逐步发生一系列化学反应。
反应中逐步释放的能量有相当一部分可以使ADP 磷酸化生成ATP ，从而储存在ATP 分子中，以供机体生理生化活动之需。
一部分以热的形势散发用来维持体温。
第二作业２．呼吸链的组成成分有哪些？试述主要和次要的呼吸链及排列顺序。
组成成分：NAD+，黄素蛋白（辅基FMN、FAD），铁硫蛋白，辅酶Q，细胞色素b、c1、c、a、a3。
主要的呼吸链有NADH氧化呼吸链和FADH2氧化呼吸链。
呼吸链排列顺序：FAD（Fe-S）↓NADH→（FMN）→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→O2（Fe-S）3．试述氧化磷酸化的偶联部位；用哪些方法可以证明氧化磷酸化的偶联部位?三个偶联部位：NADH和CoQ之间；CoQ和Cytc之间；Cytaa3和O2之间证明方法：①计算P/O比值：β-羟丁酸的氧化是通过NADH呼吸链，测得P/O比值接近于3。
琥珀酸氧化时经FAD到CoQ，测得P/O比值接近于2，因此表明在NAD+与CoQ之间存在偶联部位，抗坏血酸经Cytc进入呼吸链，P/O比值接近于1，而还原型Cytc经aa3被氧化，P/O比值接近1，表明在aa3到氧之间也存在偶联部位。
生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化
FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 NADH→ →CoQ
NAD+和NADP+的结构
R=H: NAD+;
R=H2PO3:NADP+
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。 氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
NADH
NADH-Q 还原酶
琥珀酸-Q 还原酶
FADH2
FMN、Fe-S
辅酶Q
FAD、Fe-S
细胞色素 b-562
细胞色素还原酶 细胞色素c 血红素a 血红素a3 CuA和 CuB 细胞色素氧化酶 O2
细胞色素b-566 细胞色素c1 Fe-S
1. 复合体Ⅰ: NADH-泛醌还原酶 复合体Ⅰ NADH功能: 将电子从NADH传递给泛醌 (ubiquinone) 功能 将电子从 传递给泛醌
二、氧化还原电势 氧化还原反应——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。即电子转移反应就是氧化还原反 应。 如： Fe 3＋ ＋ e
氧化型 电子受体
Fe 2＋
还原型 电子供体
氧化还原电势——还原剂失掉电子或氧化剂 得到电子的倾向称氧化还原电势。
标准电势——任何的氧化-还原物质即氧还电对都 有其特定的电动势，称标准电势。用E0或ε0表示。 氧还电对的标准电势值越大，越倾向于获得电子。 例如，异柠檬酸/α-酮戊二酸 + CO2电对在浓度均 为1.0mol/L时，其标准电势为-0.38V， 这个氧化电对倾向于将电子传递给氧还电对 NADH/NAD+，因为其标准电势为-0.32V。
生物化学的生物氧化部分
(2) 高能磷酸化合物 大多数高能化合物都含有可水解的磷酸 基团，所以又称为高能磷酸化合物。 但并不是所有含磷酸基团的化合物都属
于高能磷酸化物，如6-磷酸葡萄糖等就属于
低能磷酸化合物。
线粒体内膜和嵴上有许多球状突出，就是ATP合
成酶系或称FoF1ATP酶，由三部分组成： ①头部 也称偶联因子F1，它位于线粒体内膜的基 质侧表面，由5种亚基组成，是9聚体 （α3β3γδε），含有ATP合成酶活性，其中α 和β亚基上有ADP和ATP的结合位点；β亚基有催化 活性，称为催化亚基；γ亚基可调节质子从Fo蛋白 向F1蛋白的流动，起阀门的作用。
能 能 能
氧化磷酸化偶联部位
ATP
ATP
ATP
ATP的生理功能
1. ATP与能量转换 2. 转变为其它三磷酸核苷，供生物合成所需能量。 ATP + UDP → ADP + UTP 合成多糖
ATP + CDP → ADP + CTP 合成磷脂 ATP + GDP → ADP + GTP 3. 生物合成RNA的原料 合成蛋白质
Fe3+ + e → Fe
2+
是呼吸链中将电子从CoQ传递到O2的专一酶类。
线粒体中的Cyt多数与膜紧密结合，只有Cytc结
合得比较疏松，容易提纯。Cyta和Cyta3现在还不 能分开，把a和a3合称为细胞色素氧化酶。
在Cytaa3分子中除铁卟啉外，还含有2个Cu原子，
依靠其化合价的变化，把电子从a3传到O2： Cu2+ + e → Cu
生物化学第七章生物氧化.ppt课件
四、线粒体呼吸链的组成
(一)呼吸链的组成成分
NADH
NADH-Q 还原酶
琥珀酸-Q 还原酶
FADH2
FMN、Fe-S
血红素a 血红素a3 CuA和 CuB
辅酶Q
细胞色素还原酶 细胞色素c
细胞色素氧化酶 O2
FAD、Fe-S
细胞色素 b-562 细胞色素b-566 细胞色素c1
Fe-S
1. 复合体Ⅰ: NADH-泛醌还原酶
功能: 将电子从NADH传递给泛醌 (ubiquinone)
复合体Ⅰ
FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2
NADH→
→CoQ
NAD+和NADP+的结构 R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+
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。
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• 。
铁硫蛋白中辅基铁硫簇(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
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CoQ10），氧化还原反应 时可生成中间产物半醌型泛醌。
（二）呼吸链成分的排列顺序
由以下实验确定 ① 标准氧化还原电位 ② 拆开和重组 ③ 特异抑制剂阻断 ④ 还原状态呼吸链缓慢给氧
1. NADH氧化呼吸链
NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c → 复合体Ⅳ→O2
2. 琥珀酸氧化呼吸链
【化学】呼吸链生物化学
第七章生物氧化1、生物氧化（biological oxidation）：物质在体内进行氧化称生物氧化。
主要指营养物质在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和水的过程。
生物氧化又称组织呼吸或细胞呼吸。
生物氧化释放的能量：主要（40%以上）用于ADP的磷酸化生成A TP，供生命活动之需。
其余以热能形式散发用于维持体温。
2、生物氧化内容（1）生物体内代谢物的氧化作用、代谢物脱下的氢与氧结合成水的过程。
（2）生物体内二氧化碳的生成。
（3）能量的释放、储存、利用（ATP的代谢——A TP的生成与利用）。
3、生物氧化的方式——遵循一般氧化还原规律。
（1）失电子：代谢物的原子或离子在代谢中失去电子，其原子正价升高、负价降低都是氧化。
（2）脱氢：代谢物脱氢原子（H=H++e）的同时失去电子。
（3）加氧：向底物分子直接加入氧原子或氧分子的反应使代谢物价位升高，属于氧化反应。
向底物分子加水、脱氢反应的结果是向底物分子加入氧原子，也属于氧化反应。
4、生物氧化的特点（1）在温和条件下进行（37℃，中性pH等）；（2）在一系列酶催化下完成；（3）能量逐步释放，部分储存在A TP分子中；（4）广泛以加水脱氢方式使物质间接获得氧；（5）水的生成由脱下的氢与氧结合产生；（6）反应在有水环境进行；（7）CO2由有机酸脱羧方式产生。
5、物质体外氧化（燃烧）与生物氧化的比较（1）物质体内、体外氧化的相同点：物质在体内外氧化所消耗的氧量、最终产物、和释放的能量均相同。
（2）物质体内、体外氧化的区别：体外氧化（燃烧）产生的二氧化碳、水由物质中的碳和氢直接与氧结合生成；能量的释放是瞬间突然释放。
5、营养物氧化的共同规律糖类、脂类和蛋白质这三大营养物的氧化分解都经历三阶段：分解成各自的构件分子（组成单位）、降解为乙酰CoA、三羧酸循环。
第一节 ATP生成的体系一、呼吸链（respiratory chain）：代谢物脱下的氢原子（2H）通过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。
生物氧化,生物化学习题与答案
第七章生物氧化一、A型题1.下列代谢物中，可通过生物氧化完全分解的是（）P.124A.核酸B.胆固醇C.葡萄糖D.维生素E.无机离子2.糖、脂肪和蛋白质在生物氧化过程中都会生成（）P.124A.甘油B.氨基酸C.丙酮酸D.胆固醇E.乙酰辅酶A3.关于呼吸链的下列叙述，错误的是（）P.125A.递氢体同时也传递电子B.电子载体同时也传递氢C.一氧化碳可抑制其电子传递D.传递还原当量过程可偶联ADP磷酸化E.呼吸链组分通常按E0′值由小到大的顺序排列4.在线粒体内进行的代谢是（）P.125A.糖酵解B.糖原合成C.核糖体循环D.氧化磷酸化E.脂肪酸合成5.糖、脂肪酸、氨基酸代谢的结合点是（）P.125A.丙酮酸B.琥珀酸C.延胡索酸D.乙酰辅酶AE.磷酸烯醇式丙酮酸6.真核生物呼吸链的存在部位是（）P.126A.微粒体B.细胞核C.细胞质D.线粒体E.过氧化物酶体7.下列酶中，属于呼吸链成分的是（）P.126A.NADH脱氢酶B.丙酮酸脱氢酶C.苹果酸脱氢酶D.葡萄糖-6-磷酸酶E.6-磷酸葡萄糖脱氢酶8.下列辅助因子中不参与递氢的是（）P.126A.FH4B.CoQC.FADD.FMNE.NAD+9.下列成分中，不属于呼吸链组分的是（）P.126A.Cu2+B.FADC.泛醌D.辅酶AE.细胞色素10.关于NADH的下列叙述，错误的是（）P.126A.又称还原型辅酶ⅠB.可在细胞质中生成C.可在线粒体内生成D.在细胞质中氧化并生成ATPE.在线粒体内氧化并生成ATP11.催化电子在NADH与辅酶Q之间传递的是（）P.126A.FADB.黄素蛋白C.细胞色素bD.细胞色素cE.细胞色素c氧化酶12.下列成分中脂溶性的是（）P.127A.泛醌B.FMNC.NAD+D.铁硫蛋白E.细胞色素c13.下列成分中，属于呼吸链递氢体的是（）P.127A.辅酶QB.铁硫蛋白C.细胞色素aD.细胞色素bE.细胞色素c14.电子传递链中，某一组分在生理条件下能接受来自一个以上还原型辅助因子的电子，该组分是（）P.127A.辅酶QB.细胞色素aC.细胞色素bD.细胞色素cE.细胞色素c115.下列成分中，不含血红素的是（）P.127A.肌红蛋白B.铁硫蛋白C.细胞色素cD.过氧化氢酶E.过氧化物酶16.下列成分中，属于呼吸链成分的是（）P.127A.铁蛋白B.铁硫蛋白C.血红蛋白D.转铁蛋白E.细胞色素P45017.关于细胞色素的下列叙述，正确的是（）P.127A.是呼吸链递氢体B.是一类血红素蛋白C.又称细胞色素c氧化酶D.都紧密结合在线粒体内膜上E.在呼吸链中按细胞色素b→细胞色素c→细胞色素cl→细胞色素aa3排列18.下列金属离子中，参与呼吸链电子传递的是（）P.127A.钴离子B.镁离子C.钼离子D.铁离子E.锌离子19.细胞色素c氧化酶除含血红素辅基外，尚含有（），它也参与电子传递P.127A.钴B.镍C.铁D.铜E.锌20.下列辅助因子含有B族维生素，例外的是（）P.128A.辅酶AB.血红素bC.四氢叶酸D.磷酸吡哆醛E.焦磷酸硫胺素21.体内细胞色素c直接参与的反应是（）P.128A.生物氧化B.肽键合成C.无氧酵解D.叶酸还原E.脂肪酸合成22.呼吸链中仅作为电子载体的是（）P.128A.FADB.复合物ⅠC.复合物ⅡD.复合物ⅢE.细胞色素c23.与线粒体内膜结合较松容易分离的是（）P.128A.细胞色素bB.细胞色素cC.细胞色素c1D.细胞色素aa3E.细胞色素P45024.呼吸链中不与其他成分形成复合物的是（）P.128A.FADB.黄素蛋白C.铁硫蛋白D.细胞色素cE.细胞色素c125.下列辅助因子含有B族维生素，例外的是（）P.128A.辅酶AB.血红素cC.四氢叶酸D.磷酸吡哆醛E.焦磷酸硫胺素26.呼吸链中将电子直接传递给O2的是（）P.128A.细胞色素bB.细胞色素cC.细胞色素c1D.细胞色素aa3E.细胞色素P45027.呼吸链中细胞色素的排列顺序是（）P.129A.辅酶Q→细胞色素c→细胞色素c1→细胞色素aa3B.辅酶Q→细胞色素c1→细胞色素c→细胞色素aa3C.细胞色素c→辅酶Q→细胞色素c1→细胞色素aa3D.细胞色素c→细胞色素c1→辅酶Q→细胞色素aa3E.细胞色素c1→细胞色素c→辅酶Q→细胞色素aa328.NADH氧化呼吸链组分的排列顺序为（）P.129A.FAD→NAD+→辅酶Q→细胞色素→O2B.NAD+→FAD→辅酶Q→细胞色素→O2C.NAD+→FMN→辅酶Q→细胞色素→O2D.NAD+→辅酶Q→FMN→细胞色素→O2E.辅酶Q→NAD+→FMN→细胞色素→O229.两条呼吸链的结合点是（）P.129A.O2B.辅酶QC.复合物ⅢD.细胞色素cE.细胞色素aa330.琥珀酸氧化呼吸链成分不包括（）P.129A.FADB.NAD+C.辅酶QD.细胞色素bE.细胞色素aa331.下列呼吸链电子载体中，氧化还原电位最高的是（）P.129A.FAD/FADH2B.NAD+/NADHC.Fe3+/Fe2+（细胞色素a）D.Fe3+/Fe2+（细胞色素b）E.Fe3+/Fe2+（细胞色素c）32.在正常呼吸的线粒体中，还原程度最高的细胞色素是（）P.129A.细胞色素aB.细胞色素bC.细胞色素cD.细胞色素a3E.细胞色素c133.关于食物氧热价的下列叙述，正确的是（）P.129A.分为生物热价和物理热价B.指1克食物中氧元素的含量C.指1克食物氧化时释放的热量D.指食物氧化时消耗1升氧释放的热量E.蛋白质的氧热价随着耗氧量的改变而改变34.活细胞不能利用（）P.129A.糖B.ATPC.脂肪D.环境热能E.乙酰辅酶A35.ATP所含高能键个数是（）P.130A.1B.2C.3D.4E.536.人体代谢主要的直接供能物质是（）P.130A.葡萄糖B.脂肪酸C.磷酸肌酸D.三磷酸鸟苷E.三磷酸腺苷37.下列反应中，属于底物磷酸化的是（）P.130A.丙酮酸→乙酰辅酶AB.葡萄糖→6-磷酸葡萄糖C.琥珀酰辅酶A→琥珀酸D.6-磷酸果糖→1，6-二磷酸果糖E.3-磷酸甘油醛→1，3-二磷酸甘油酸38.关于氧化磷酸化的下列叙述，错误的是（）P.130A.氧化磷酸化过程发生在线粒体内B.氧化磷酸化过程涉及两种呼吸链C.这里磷酸化是指ADP与Pi生成ATPD.电子经呼吸链传递给氧，产生3分子ATPE.物质在氧化时伴有ADP磷酸化生成ATP的过程39.氧化磷酸化过程中可直接被磷酸化的物质是（）。
生物化学 第07章 生物氧化
糖酵解反应全过程
ATP ADP
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖
ATP ADP 6-磷酸果糖 1,6-二磷酸果糖
2×乳酸
磷酸二羟丙酮 2×丙酮酸 2×NADH+ 2H+ 2×NAD+
3-磷酸甘油醛 2×Pi
2×烯醇式丙酮酸 2×ATP
2×ADP
2×磷酸烯醇式丙酮酸
2× 2-磷酸甘油酸
2×H2O
2×1,3-二磷酸甘油酸 2×ADP
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。
生物氧化与体外氧化的不同点
生物氧化
体外氧化
反应条件
温和
反应过程 逐步进行的酶促反应
能量释放 逐步进行
CO2生成方式 有机酸脱羧
H2O
需要
速率
受体内多种因素调节
剧烈 一步完成 瞬间释放 碳和氧结合
不需要
(二)需氧脱氢酶
脑、骨骼肌
苹果酸-天冬氨酸穿梭
苹果酸、 谷氨酸 天冬aa、α-酮戊二酸
NADH+ H+
NADH 氧化呼吸链
2.5
肝脏和心肌组织
相同点 将胞浆中NADH的还原当量转送到线粒体内
高能化合物
含高能磷酸键或高能硫 酸键的化合物称为高能 化合物
概念：水解时释放的能量 大于21kJ/mol的化学键称 为高能键，常用符号“~” 表示。
细胞色素的传递方向
笔洗一洗AA散 b、c1、c、aa3
洗一洗
4. Cyt在呼吸链中的作用
2Cyt-Fe3++2e
2Cyt-Fe2+
2Cytaa3-Fe2+ +1/2O2 2Cytaa3-Fe3+ +O2-
生物化学第七章生物氧化
生物化学第七章生物氧化适用于高中生物竞赛一、生物氧化的概念和特点：物质在生物体内氧化分解并释放出能量的过程称为生物氧化。
与体外燃烧一样，生物氧化也是一个消耗O2，生成CO2和H2O，并释放出大量能量的过程。
但与体外燃烧不同的是，生物氧化过程是在37℃，近于中性的含水环境中，由酶催化进行的；反应逐步释放出能量，相当一部分能量以高能磷酸酯键的形式储存起来。
二、线粒体氧化呼吸链：在线粒体中，由若干递氢体或递电子体按一定顺序排列组成的，与细胞呼吸过程有关的链式反应体系称为呼吸链。
这些递氢体或递电子体往往以复合体的形式存在于线粒体内膜上。
主要的复合体有：1．复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）：由一分子NADH还原酶（FMN），两分子铁硫蛋白（Fe-S）和一分子CoQ组成，其作用是将（NADH+H+）传递给CoQ。
铁硫蛋白分子中含有非血红素铁和对酸不稳定的硫。
其分子中的铁离子与硫原子构成一种特殊的正四面体结构，称为铁硫中心或铁硫簇，铁硫蛋白是单电子传递体。
泛醌（CoQ）是存在于线粒体内膜上的一种脂溶性醌类化合物。
分子中含对苯醌结构，可接受二个氢原子而转变成对苯二酚结构，是一种双递氢体。
2．复合体Ⅱ（琥珀酸-泛醌还原酶）：由一分子琥珀酸脱氢酶（FAD），两分子铁硫蛋白和两分子Cytb560组成，其作用是将FADH2传递给CoQ。
细胞色素类：这是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质，为单电子传递体。
细胞色素可存在于线粒体内膜，也可存在于微粒体。
存在于线粒体内膜的细胞色素有Cytaa3，Cytb（b560，b562，b566），Cytc，Cytc1；而存在于微粒体的细胞色素有CytP450和Cytb5。
3．复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶）：由两分子Cytb（分别为Cytb562和Cytb566），一分子Cytc1和一分子铁硫蛋白组成，其作用是将电子由泛醌传递给Cytc。
4．复合体Ⅳ（细胞色素c氧化酶）：由一分子Cyta和一分子Cyta3组成，含两个铜离子，可直接将电子传递给氧，故Cytaa3又称为细胞色素c氧化酶，其作用是将电子由Cytc传递给氧。
生物化学知识点与题目 第七章 生物氧化
第七章生物氧化知识点：一、生物氧化的特点和方式，高能化合物生物氧化的特点；CO2生成的两种脱羧方式；高能化合物二、线粒体的结构和功能、呼吸链与氧化磷酸化线粒体内膜与外膜对于物质的通透性；线粒体内膜和基质中发生的反应；呼吸链的组成；递氢体与递电子体；偶联部位；呼吸链的抑制剂及其抑制部位；P/O；氧化磷酸化三、线粒体外NADH（或NADPH）的氧化磷酸化线粒体外NADPH异柠檬酸穿梭作用；线粒体外NADH磷酸甘油穿梭作用；苹果酸穿梭作用，分别偶联几个ATP的生成一、生物氧化的特点和方式，高能化合物知识点：生物氧化的特点；CO2生成的两种脱羧方式；高能化合物名词解释：生物氧化；高能化合物填空题：1．生物氧化是在细胞中，同时产生的过程。
2．是所有生命形式的主要的能量载体。
3．是高能磷酸化合物的贮存形式，可随时转化为ATP供机体利用。
4．高能磷酸化合物通常是指水解时的化合物，其中重要的是，被称为能量代谢的。
选择题：1．生物氧化的底物是：A、无机离子B、蛋白质C、核酸D、小分子有机物2、下列不属于高能化合物的是：A、1，3－二磷酸甘油酸B、磷酸烯醇式丙酮酸C、NTPD、dNDPE、1-磷酸葡萄糖3、下列不属于高能化合物的是：A、磷酸肌酸B、脂酰~SCoAC、乙酰~SCoAD、dNDPE、1-磷酸葡萄糖4．A TP含有几个高能键：A、1个B、2个C、3个D、4个5．除了哪一种化合物外，下列化合物都含有高能键？A、磷酸烯醇式丙酮酸B、磷酸肌酸C、ADPD、G-6-PE、1,3-二磷酸甘油酸6．呼吸链的电子传递体中，有一组分不是蛋白质而是脂质，这就是：A、NAD+B、FMNC、Fe-SD、CoQE、Cyt判断题：1．在生物圈中，能量从光养生物流向化养生物，而物质在二者之间循环。
2．磷酸肌酸是高能磷酸化合物的贮存形式，可随时转化为A TP供机体利用。
5．生物化学中的高能键是指水解断裂时释放较多自由能的不稳定键。
二、线粒体的结构和功能、呼吸链与氧化磷酸化知识点：线粒体内膜与外膜对于物质的通透性；线粒体内膜和基质中发生的反应；呼吸链的组成；递氢体与递电子体；偶联部位；呼吸链的抑制剂及其抑制部位；P/O；氧化磷酸化名词解释：P/O；呼吸链；电子传递抑制剂；解偶联剂；氧化磷酸化；底物磷酸化填空题：1．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。
第七章 生物氧化-r 生物化学试卷
生物氧化一、选择题1．体内CO2来自：CA 碳原子被氧原子氧化B 呼吸链的氧化还原过程C 有机酸的脱羧D 糖原的分解2．线粒体氧化磷酸化解偶联是意味着：DA 线粒体氧化作用停止B 线粒体膜ATP酶被抑制C 线粒体三羧酸循环停止D 线粒体能利用氧，但不能生成ATP3．P/O比值是指：CA 每消耗一分子氧所需消耗无机磷的分子数B 每消耗一分子氧所需消耗无机磷的克数C 每消耗一分子氧所需消耗无机磷的克原子数D 每消耗一分子氧所需消耗无机磷的克分子数4．各种细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是：DA a→a3→b→c1→c→1/2O2B b→a→a3→c1→c→1/2O2C c1→c→b→a→a3→1/2O2D b→c1→c→aa3→1/2O25．细胞色素b，c1，c和P450均含辅基：DA Fe3+B 血红素C C 血红素AD 铁卟啉7．劳动或运动时ATP因消耗而大量减少，此时：AA ADP相应增加，ATP/ADP下降，呼吸随之加快B ADP相应减少，以维持ATP/ADP恢复正常C ADP大量减少，ATP/ADP增高，呼吸随之加快D ADP大量磷酸化以维持ATP/ADP不变8．人体活动主要的直接供能物质是：DA 葡萄糖B 脂肪酸C 磷酸肌酸D ATP9．下列属呼吸链中递氢体的是：CA 细胞色素B 尼克酰胺C 黄素蛋白D 铁硫蛋白11．肝细胞胞液中的NADH进入线粒体的机制是：DA 肉碱穿梭B 柠檬酸-丙酮酸循环C α-磷酸甘油穿梭D 苹果酸-天冬氨酸穿梭12．ATP的贮存形式是：DA 磷酸烯醇式丙酮酸B 磷脂酰肌醇C 肌酸D 磷酸肌酸13．关于电子传递链的下列叙述中哪个是不正确的？ DA 线粒体内有NADH+呼吸链和FADH2呼吸链。
B 呼吸链中，电子传递的速度与胞内ADP的浓度有关。
C 呼吸链上的递氢体和递电子体基本上按其标准氧化还原电位从低到高排列。
D 线粒体呼吸链是生物体唯一的电子传递体系。
14．下列化合物中除( )外都是呼吸链的组成成分C。
生物化学 第7章 生物氧化与氧化磷酸化
第七章生物氧化与氧化磷酸化一、填空题：1．电子传递链在原核细胞中存在于上，在真核细胞中存在于上。
2．鱼藤酮能阻断电子由向的传递，利用这种毒性作用，可作为重要的。
3．在动物体中形成ATP 的方式有和，但在绿色植物中还能进行。
4．电子传递链上的电子传递是一种反应，而A TP的合成过程则是一种反应。
5．电子传递链上电子传递与氧化磷酸化之间的偶联部位是之间，之间，______________之间。
6．典型的生物界普遍存在的生物氧化体系是由、和三部分组成的。
7．解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是，是英国生物化学家于1961年首先提出的。
8．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分的。
9．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有和两种。
10．NADH呼吸链中氧化磷酸化发生的部位是在之间；之间；之间。
11．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进入呼吸链氧化，其P/O比分别为和。
12．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是；而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是。
13．用特殊的抑制剂可将呼吸链分成许多单个反应，这是一种研究氧化磷酸化中间步骤的有效方法，常用的抑制剂及作用如下：①鱼藤酮抑制电子由向的传递。
②抗霉素A抑制电子由向的传递。
③氰化物、CO抑制电子由向的传递。
二、选择题(只有一个最佳答案)：1．把电子从Cytc l传递到氧是哪类物质完成的( )①铁硫蛋白②黄素蛋白③细胞色素④烟酰胺核苷酸类2．下列化合物中不是电子传递链成员的是( )①CoQ ②NAD+③CoA ④Cytc13．能被氧直接氧化的是( )①CoQ ②Cytb ③Cyta ④Cyta34．不属于电子传递抑制剂的是( )①一氧化碳②抗霉素③2，4-二硝基苯酚④氰化物5．属于解偶联剂的是( )①2,4-二硝基苯酚②硫化氢③叠氮化合物④抗霉素A6．在真核生物中，1分子葡萄糖在有氧和无氧情况下分解时，净生成ATP分子数最近似的比值是( ) ①2 ②6 ③18 ④367．乙酰辅酶A彻底氧化时，其P／O比是( )①2 ②0.5 ③3 ④1.58．电子传递链上的未端氧化酶是( )①NADH脱氢酶②琥珀酸脱氢酶③细胞色素b ④细胞色素a39．下列化合物属于氧化磷酸化解偶联剂的是( )①鱼藤酮②抗霉素A ③安密妥④2,4-二硝基苯酚10．关于电子传递链的下列叙述中哪个是不正确的？（）①线粒体内有NADH+H+呼吸链和FADH2呼吸链。
生物化学(2)第七章 生物氧化
种类
1、 α -脱羧和β -脱羧； 2、直接脱羧和氧化脱羧： 氧化脱羧是指脱羧过程中伴随着氧化（脱氢）。
（三）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。 糖类、蛋白质、脂肪等代谢物所含的氢在 一般情况下是不活泼的，必须通过相应的脱氢 酶将之激活后才能脱落。 进入体内的氧也必须经过氧化酶激活后才 能变为活性很高的氧化剂。但激活的氧在一般 情况下，也不能直接氧化由脱氢酶激活而脱落 的氢，两者之间尚需传递才能结合成水。所以 生物体主要是以脱氢酶、传递体及氧化酶组成 的生物氧化体系，以促进水的生成。
构象耦联学说 化学渗透学说
（1）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。 （2）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。
原 理
线粒体外的NADH可将其所带之H转交 给某些能透过线粒体内膜的化合物（甘 油-3-磷酸，苹果酸等），进入线粒体内 后再氧化。
（1）甘油-3-磷酸穿梭途径（glycerol 3phosphate shuttle） 细胞液中含有甘油-3-磷酸脱氢酶， 可以将二羟丙酮磷酸还原为甘油-3-磷酸， 后者可进入线粒体内； 线粒体内又在甘油-3-磷酸脱氢酶作 用下，将甘油-3-磷酸转变为二羟丙酮磷 酸，同时FAD还原为FADH2 ，于是细胞 液中的NADH便间接形成了线粒体内的 FADH2 ， FADH2将电子传递给CoQ还 原为QH2 ，后者通过呼吸链产生ATP。
需氧黄素脱氢酶
不需氧黄素脱氢酶
（2）以烟酰胺核苷酸为辅酶的脱氢酶 （烟 酰胺脱氢酶） 以NAD（CoⅠ)或NADP（ CoⅡ ）为 辅酶，催化代谢物脱氢，由NAD+ 或NADP+ 接受，然后将氢交给中间传递体，最后传 递给分子氧生成水。
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氧化磷酸化偶联部位测定
① 用P/O比来测定：如果产生3个ATP那么 就可以测到P/O比为3，当有抑制剂抑制 的时候P/O比就会下降。 ② 根据氧化还原电位差来判断：看课本 P154。
ATP合成部位
• 电子传递链将电子传递到分子氧，共3个释 放自由能的部位：NADH→CoQ、 CoQ →Cytc、Cyt →O2； • 这3个部位刚好是产生ATP的部位，ATP的 生成与电子传递链完全不同，由ATP合酶 催化，也叫做复合体Ⅴ。而电子传递链所 释放的能量必须能够通过一种形式保存起 来，这就是能量偶联或者能量转化，即氧 化磷酸化的偶联。
反应 分子量 亚基 铁硫蛋白 电压 ATP合成
电子传递链的抑制剂
•
① ② ③
能够阻断呼吸链中某一特定部位电子传递 的物质叫做电子传递链抑制剂，常见的电 子传递链抑制剂有： 鱼藤酮：专一性阻断NADH→CoQ的传递， 还有安密妥等也可以； 抗霉素A：专一性阻断Cyt b →Cyt c1； 氰化物、叠氮化物等：阻断Cytaa3 →氧。 具体的抑制图可以看书p153。如图
NADH-Q还原酶
也叫做NADH-Q脱氢酶，称为复合体Ⅰ，是相对 分子质量88000的大蛋白质分子，电子传递链中3 个质子泵中的第一个； 作用：先与NADH结合，将2个高势能电子转移到 FMN辅基上，使NADH氧化，反应过程如下： NADH+H++FMN→NAD++FMNH2； FMNH2继续将电子转移到Fe-S蛋白中，使Fe的 价态发生改变：FMNH2 → → Fe-S（Fe 3+ → Fe 2+）
电子传递链的组成
电子传递链是一系列电子传递体按对电子的亲 和力逐渐上升的顺序组成的电子传递系统。 ① NAD+和NADP+：是许多酶的辅酶，其中NAD+ 比较常见； ② 黄素蛋白（FAD或者FMN）：多为酶的辅基； ③ 铁硫蛋白（Fe-S）：利用铁的化合价的改变传 递电子； ④ 泛醌（辅酶Q）：是电子传递链中唯一的非蛋白 质组分； ⑤ 细胞色素（Cyt）：通过其中铁化合价的改变进 行电子传递，包括很多种，a、a3、b、c、c1。
概念和类型
类别： ① 底物水平磷酸化：在底物氧化过程中，形 成某些高能中间产物或者某种高能状态， 再通过酶作用促使其将能量转给ADP生成 ATP的过程； ② 电子传递链的氧化磷酸化：电子经过电子 传递链传递给分子氧，将所释放的能量转 移给ADP生成ATP。
氧化磷酸化的作用机制
磷氧比（P/O）：就是指一对电子通过呼吸 链传递到达分子氧是所产生的ATP的个数 ATP合成部位 氧化磷酸化偶联部位测定 氧化磷酸化偶联机制
新陈代谢
• 概念：生物能从自己周围的环境摄取适当 的物质，把它同化，而体内的其他比较老 的部分则被分解、排泄掉，这个过程即是 新陈代谢。包括合成代谢和分解代谢两个 过程。 • 各种生物都有各自特异的新陈代谢类型， 此特异类型决定于遗传，环境条件也有一 定的影响。
新陈代谢的研究方法
一． 活体内和活体外实验：活体内实验代表生物体 在正常生理条件下，在神经、体液等调节机制 下的整体代谢情况，比较接近生物体的实际情 况；活体外实验是用生物体分离出来的组织切 片等物质研究代谢过程。 二． 同位素示踪法：特异性强、灵敏度高，但是容 易造成污染。 三． 代谢途径阻断法：利用抗代谢物或酶的抑制剂 来阻抑中间代谢的某一环节，观察这些反应被 阻断后的结果，推测代谢情况。
电子传递链的图示1
- 0.18
FADH2
NADH
E0' - 0.32
FMN
- 0.06
CoQ
+ 0.1
b
+ 0.03
c1
+ 0.22
c
+ 0.25
aa3
+ 0.29
O2
+ 0.816
电子迁移方向 E0' 低
高
电子传递链的图示2
第三节
氧化磷酸化
一．概念和类型 二．氧化磷酸化的作用机制 三．化学渗透假说 四．腺苷酸转化 五．线粒体穿梭系统 六．能荷 七．氧化磷酸化解偶联剂和抑制剂
复合体表格
名称 复合物Ⅰ NADHCoQ还原 酶 NAD+→C oQ 850 000 26 ＋ +0.42 ＋ 复合物Ⅱ 复合物Ⅲ 琥珀酸CoQ-细胞色 CoQ还原酶 素c还原酶 琥珀酸 →CoQ 127000 5 ＋ +0.02 － CoQ→细胞 色素c 280 000 10 ＋ +0.15 ＋ 复合物Ⅳ 细胞色素氧 化酶 细胞色素 c→O 2200000 13 － +0.57 ＋
第七章 生物氧化
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 生物氧化概述 电子传递链 氧化磷酸化 其它的末端氧化酶 小 结
第一节
生物氧化概述
一．新陈代谢 二．生物氧化的概念和特点 三．自由能和氧化还原电位 四．高能磷酸化合物 五．生物氧化的生物学意义
新陈代谢简述
• 新陈代谢的概念 • 新陈代谢的研究方法
氧化型CoQ+2e+2H+ → →还原型CoQ
（QH2）
细胞色素还原酶
细胞色素还原酶由细胞色素c1、细胞色素b、FeS组成，名称多种多样，复合体Ⅲ，也叫做辅酶 Q-细胞色素C还原酶等； 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，细胞色素几乎存在于所有的生物体内， 只有少数专性厌氧微生物没有； 细胞色素还原酶在线粒体内膜排列不对称，细胞 色素c1和Fe-S在内膜，细胞色素b贯穿整个线粒 体内膜。 作用：细胞色素还原酶的血红素辅基中的铁原子， 在电子传递链中发生价态改变，从QH2将电子转 移到细胞色素C。
自由能和氧化还原电位
1. 自由能：自己看书P142-144； 2. 氧化还原电位：氧化还原电位是指一个氧 化还原对失去电子或者得到电子的倾向； 一般规定标准氢电极电位为零，而生物体 内则取酸碱度中性条件下的标准条件为界 定下的标准氧化还原电位为EO’； 3. 电子总是从低氧化还原电位向高氧化还原 电位流动。
高能磷酸化合物
1. 概念 2. 种类 3. ATP在能量转 化中的作用
概
念
生物体内有一些磷酸化合物随着磷酸基团 的水解和转移，可以释放出大量的自由能， 这类物质就叫做高能磷酸化合物。 凡是随着高能磷酸化合物水解或基团转移 时释放释放出大量自由能的键，叫做高能 键，用“~”表示。
种
类
磷氧键型：氨甲酰磷酸、磷酸希醇式丙酮 酸、三磷酸腺苷等； 磷氮键型：磷酸肌酸； 硫碳键型：乙酰辅酶A、S-腺苷甲硫氨酸等。
生物氧化的方式
① 加氧：在物质分子中 直接加入氧； ② 脱氢：加水脱氢、直 接脱氢； ③ 脱电子：通过电子传 递链脱电子。
生物氧化的关键所在
① 代谢物分子中的碳如何 转化成为CO2，通过2种 方式（直接脱羧和氧化 脱羧）； ② 代谢物分子中的氢如何 与分子氧结合生成水， 是与呼吸作用中氧气结 合，通过电子传递链达 到形成水的过程。
电子传递过程
• 电子的传递发生在相邻的传递体之间，它的传递 方向取决于每个电子具有的电化学势能的大小， 同时还伴随着H+的结合与释放，通过这种步骤使 H+能够定向转移，通过H+的定向转移维持质子的 跨膜电势，从而推动ATP的合成。 • 具体的电子传递的顺序参照P152-153。
NADH FMN FAD
பைடு நூலகம்
线 粒 体
• 线粒体的特点： ① 双层生物膜结构，外膜光滑，内膜有很多 突起的嵴； ② 含有DNA，可编码20%左右的蛋白质，其 余的80%蛋白质为核DNA编码。
电子传递链
1. 2. 3. 4. 5. 6. 电子传递链的概念 电子传递链的组成 电子传递过程 电子传递链 电子传递链的抑制剂 电子传递链的图示
细胞色素C的作用分为2个阶段： ① A阶段：第一个QH2 将携带的一个高势能电子转移到Cyt还 原酶中的Fe-S中，再经过Cytc1传递到Cytc，这时候QH2 - （1号），而Q· - 中的电子很快转 变成半醌形式的阴离子Q· - 变成Q，而Cytb结合电子后与 移到Cytb上，这个时候Q· - （2号）。 膜另一侧的游离Q结合生成Q· ② B阶段：第二个QH2 将携带的一个高势能电子转移到Cyt还 原酶中的Fe-S中，过程与A阶段相同，但是区别在于Cytb 接受电子后没有将电子传递给游离的Q，而是A阶段生成的 - （2号），让它变成QH 。 Q· 2 ③ 整个阶段消耗了2个QH2 ，生成一个QH2和一个氧化型的 CoQ。
Fe-S
CoQ
Cytb
Fe-S Cytc1
Cytc
Cytaa3 O2
电子传递链
1. 请大家看书P151-152内容； 2. 从电子传递链的几个复合体来理解电子传 递链
电子传递链中的复合体
A. B. C. D. E. F. G. NADH-Q还原酶 辅酶Q 琥珀酸-Q还原酶 细胞色素还原酶 细胞色素C 细胞色素氧化酶 复合体表格
细胞色素C
相对分子量13000，是唯一溶于水的细胞色 素，存在于线粒体内膜和外膜之间。细胞 色素c的示意图 作用：与细胞色素还原酶中Cytc1和细胞色 素氧化酶（复合体Ⅳ）接触，起到在二者 之间传递电子，是第二个质子泵。 如何起作用？
细胞色素c
细胞色素c与蛋白质结合示意图
细胞色素C的作用
辅酶Q
在线粒体中，辅酶Q是一种均一的流动库， 可以结合到膜上，也可以以游离状态存在， 可以接受NADH-Q还原酶脱离下来的电子和 氢，也可以接受其他黄素酶类脱下的氢； 辅酶Q和FMN都是NADH-Q脱氢酶的辅酶； 作用：氧化性CoQ（醌型）→半醌中间体→ 还原型CoQ（QH2），是一个接受电子和氢 的过程。
生物氧化的生物学意义
所有生物必须通过生物氧化释放能量； 生物氧化产生大量中间产物用于生物体内 的其他的代谢途径。