9 生物氧化2分解
第七章 生物氧化-2
3、呼吸链各组分在体外重组：
NADH可以使NADH脱氢酶（FMN）还原，但不能 直接还原b ，c1 ，c， aa3
NADH呼吸链：大多数代谢产物
FADH2呼吸链：琥珀酸、脂酰辅酶A
三、线粒体外NADH的氧化
线粒体外NADH不能穿过线粒体膜，要借助穿
梭作用才能参加呼吸链。
线粒体外的NADH将所带的H交给某种能穿过线
（2）氧化磷酸化偶联机理: 化学渗透假说
1961年英国生物化学家P.Mitchell首先提 出，1974年P.Mitchell与Moyle又作了修改。 电子传递的结果使H+从线粒体内膜基质 “泵”到膜外液体中，形成一个跨内膜的H+ 离子梯度，这梯度所含的势能促使ATP生成。
设想：
在完整的线粒体膜中， 呼吸
OH CH 3 CH 3 CH 3O CH 3O OH CH 3 CH 3
泛醌
O CH 3O CH 3O O
(CH 2CH=CCH 2)nH
(CH 2CH=CCH 2)nH
5、细胞色素类
只存在需氧生物中，以铁卟啉作为辅基,递电子体
铁离子的氧化与还原
Fe3+ + e Fe2+
b，c1，c，a，a3: 辅基结构不同，与蛋白质的连接方式 也不同。
在结构完整的线粒体中,氧化（底物脱氢或失电子） 与磷酸化（ADP与Pi合成ATP）这两个过程是紧密地 偶联在一起的，即氧化释放的能量用于ATP合成，这 个过程就是氧化磷酸化。
依靠呼吸链上的电子传递体系完成-----电子 传递体系磷酸化。
（1）氧化磷酸化偶联部位的确定
A、自由能变化值
高中生物的氧化分解教案
高中生物的氧化分解教案
学科：生物
年级：高中
教学目标：
1. 了解氧化分解的概念和意义；
2. 掌握氧化分解的基本原理；
3. 能够举例说明氧化分解在生物体内的作用。
教学重点：
1. 氧化分解的定义和特点；
2. 氧化分解与生物体内的代谢关系。
教学难点：
1. 氧化分解与其他生物化学反应的区别；
2. 氧化分解在生物体内的作用机制。
教学准备：
1. PowerPoint幻灯片；
2. 实验器材：试管、试管夹、酶、底物等。
教学过程：
一、导入（5分钟）
通过展示生物体内的代谢反应图片，引出氧化分解的概念。
二、讲解氧化分解（10分钟）
1. 定义：氧化分解是一种生物化学反应，指通过氧化作用使有机物质分解成较简单的无机物质或小分子有机物质的过程。
2. 特点：氧化分解反应通常需要酶的催化，是生物体内代谢的重要环节之一。
三、实验演示（15分钟）
教师进行氧化分解的实验演示，让学生观察反应过程，并解释实验结果。
四、讨论与总结（10分钟）
1. 学生分组讨论氧化分解的应用和意义；
2. 总结氧化分解在生物体内的作用及其机制。
五、作业布置（5分钟）
布置作业：请同学们结合实际生活中的例子，论述氧化分解在生物体内的作用，并列举相关实例。
教学反馈：
学生可以通过作业完成情况、课堂讨论等形式进行反馈，及时纠正并加强相关知识点的理解。
植物生理学题库(含答案)第四章 植物呼吸作用
植物生理学题库（含答案）第四章植物呼吸作用一、名词解释1．呼吸作用：指生活细胞内的有机物质，在一系列酶的参与下，逐步氧化分解，同时释放能量的过程。
2．有氧呼吸：指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成水，同时释放能量的过程。
3．糖酵解：指在细胞质内所发生的，由葡萄糖分解为丙酮酸的过程。
4．三羧酸循环：丙酮酸在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解CO2的过程。
5．生物氧化：指有机物质在生物体内进行氧化，包括消耗氧，生成CO2和H2O，放出能量的过程。
6．呼吸链：呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总轨道。
7．P/O比：指呼吸链中每消耗1个氧原子与用去Pi或产生ATP的分子数。
8．氧化磷酸化：是指呼吸链上的氧化过程，伴随着ADP被磷酸化为ATP的作用。
9．巴斯德效应：指氧对发酵作用的抑制现象。
10．细胞色素：为一类含有铁卟啉的复合蛋白。
细胞色素辅基所含的铁能够通过原子价的变化逆向传递电子，在生物氧化中，它是一种重要的电子传递体。
11．呼吸速率：又称呼吸强度。
以单位鲜重千重或单位面积在单位时间内所放出的CO2的重量(或体积)或所吸收O2的重量(或体积)来表示。
12．呼吸商：又称呼吸系数。
是指在一定时间内，植物组织释放CO2的摩尔数与吸收氧的摩尔数之比。
13．抗氰呼吸：某些植物组织对氰化物不敏感的那部分呼吸。
即在有氰化物存在的情况下仍能够进行其它的呼吸途径。
14．无氧呼吸：指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解为不彻底的氧化产物。
二、是非题(True or false)( ×)1．所有生物的生存都需要O2。
( ×)2．糖酵解途径是在线粒体内发生的。
( √ )3．在种子吸水后种皮未破裂之前，种子主要进行无氧呼吸。
( ×)4．戊糖磷酸途径在幼嫩组织中所占比例较大，在老年组织中所占比例较小。
生物氧化最终产物
生物氧化最终产物
生物氧化是指有机物质（如糖、脂肪和蛋白质等）在生物体内进行的氧化反应过程，这个过程中会产生能量，为生物体提供生命活动所需的能量。
生物氧化的最终产物是二氧化碳（CO2）和水（H2O）。
具体过程如下：
1. 在糖、脂肪和蛋白质等有机物的分解代谢过程中，它们会被逐步分解为较小的分子，如丙酮酸、乙酰辅酶A 等。
2. 这些较小的分子会进入柠檬酸循环（也称三羧酸循环）或其他代谢途径，进一步被氧化分解。
3. 在柠檬酸循环中，有机物被逐步氧化，产生二氧化碳和还原性辅酶（如NADH 和FADH2）。
4. 还原性辅酶随后通过呼吸链传递电子，将质子（H+）和电子（e-）转移给氧气，产生水。
5. 最终，二氧化碳和水作为生物氧化的产物被释放到环境中。
需要注意的是，生物氧化过程中产生的能量以化学能的形式储存在还原性辅酶中，并通过呼吸链的电子传递过程转化为可供生物体利用的能量。
所以，二氧化碳和水是生物氧化的最终产物，这个过程为生物体提供了能量和维持生命活动所需的物质代谢。
6生物化学习题(答案)
6 生物氧化一、名词解释1、生物氧化：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：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：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、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：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、能荷：能荷是细胞中高能磷酸状态的一种数量上的衡量，能荷大小可以说明生物体中ATP-ADP-AMP系统的能量状态。
二、填空1、真核细胞的呼吸链主要存在于线粒体内膜，而原核细胞的呼吸链存在于细胞质膜。
2、NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是复合体Ⅰ、复合体Ⅲ、复合体Ⅳ。
3、在呼吸链中，氢或电子从电负性较大（氧化还原电位较低）的载体依次向电正性较大（氧化还原电位较高）的载体传递。
生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解
是 ml/h。
②请问25℃时该植株的呼吸商
为
。（呼吸商＝放出的二氧
化碳体积 / 吸收的氧体积）
③ 若25℃时将该植株与一小白鼠
共同置于透明的密闭钟罩内，经测
得钟罩内的氧气恰好无体积变化，
那么该小白鼠如果以葡萄糖为能源
物质则每小时内供给生命活动的能
量最多可达 焦耳。
答案： （1）叶绿体的囊状薄膜；光强度；CO2 浓度；温度 （2）B （3）暗反应阶段；温度影响暗反应中酶 的活性 （4）580．36 （5）①15ml ②0．75 (6) 215．96
是
。
(ml/
(4) 若该植株的初始净重为 h) 500mg，白天(有效日照l0h) 均处于30℃、晚上均处于 20℃条件下，那么一天后 该植株的净重约为
mg。(小数点后保留两 位)
光合作用总量
(5) 如右下图表示25℃时此植株光
合作用中O2释放速率与光强度的关
系曲线。
①此植株夜间释放CO2的速率
(ml /h)
—年种植和收获西种或两种以上的作物，请回答下列问题：
(1)轮作能提高土壤肥效的原因是
。
(2)轮作能防止虫害，是由于改变了原有的
，从
而使害虫难以生存下去。
(3)从提高农作物对光能的利用率的角度分析：
间作能提高农作物产量的原因是
。
套种能提高农作物产量的原因是
。
[(每空2分，共8分)(1)不同的作物对土壤中不同矿质元素的
2．能够在温室里使用，但不能在大田使用的增加光合作用
作用效率的措施是（C）
A．施用微量肥料
B．施用农家肥料
C．施用干冰
D．补充光照
3．对于栽种农作物要“正其行、通其风”的不正确解释是 A．有利于充分利用光能 B．有利于释放氧气， 降低有机物消耗 C．有利于吸收较多的CO2，提高光合作用效率 D．有利于通风透光，提高光能利用率
生物氧化
2H+
2CytFe3+ 2CytFe2+
O2½ O2
39
第三节 生物氧化和能量代谢
一 高能化合物和高能磷酸化和物 1. 高能化合物 体内的ATP等有机化合物在水解时可释放 出大量自由能，通常称为高能化合物或富含能量 的物质。换言之，所谓高能化合物是指化合物进 行水解反应时伴随的标准自由能变化（ΔG0’）等 于或大于ATP水解成ADP的标准自由能变化的化 合物。在PH7.0条件下，ATP水解为ADP和磷酸时， 其ΔG0’为-30.5KJ/mol。
22
5. 细胞色素体系（cytochromes,Cyt）
根据吸收光谱的不同可分为三类,即细胞色 素a,b,c（Cyta,Cytb，Cytc）。 线粒体的电子传递至少含有五种不同的细胞 色素：称为细胞色素b、c、c1、a、a3。 细胞色素b、c、c1辅基为血红素。 细胞色素a、a3不易分开，统称为细胞色素 aa3，其辅基为修饰过的血红素，称为血红素A， 唯一可将电子直接传递给氧的细胞色素，因此 又称为细胞色素氧化酶。
44
45
2.氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）
氧化是底物脱氢或失电子的过程，电子 沿呼吸链向氧传递的过程中，逐步释放能 量——氧化放能；而磷酸化是ADP与Pi合成 ATP的过程——磷酸化吸能；这种氧化与磷酸 化两个过程紧密地偶联在一起形成ATP的过程 就是氧化磷酸化。氧化是磷酸化的基础，而 磷酸化是氧化的结果。如果只有代谢物的氧 化过程，而不伴随有ADP的磷酸化过程，则 称为氧化磷酸化的解偶联（uncoupling）.
46
三.ATP在呼吸链中形成的部位
即氧化磷酸化的偶联部位，确定方法有： 1.P/O比值测定 P/O比值指在一定时间内，氧化磷 酸化过程中消耗一摩尔氧所消耗的无机 磷的摩尔数，或者说消耗一摩尔氧所生 成的ATP的摩尔数。
浙大生物化学课件9：生物氧化
2Fe2+ Cyta 2Fe3+
2Cu2+ 2Cu+
2Fe2+
Cyta3 2Fe3+
细胞色素氧化酶
1 2 O2 H2O
NADH呼吸链
AH2
NAD+
FMNH 2
CoQNADH来自A+H+
Fe-S
FMN
CoQH 2
2Fe2+
b-c1-c-aa3 2Fe3+
2H+ 1 2 O2
O2-
H2O
FADH2呼吸链
琥珀酸 延胡索酸
R
还原型
NAD+、NADP+
NADH、NADPH
FMN
R
H3C
N NO
H3C
NH N
O
FMN (醌型或氧化型)
H H3C H3C
CH2 O H C OH H C OH H C OH
O PO O-
N
O PO O-
CH2 H
N O
H
H OH
H OH
NH2 N
N
CH2
H3C
N
N
O
H3C
NH N
O
FMN
FAD
S Fe
组成复合体，参与电子传 递，而且两个Fe离子中只
Fe S Fe S
有一个参与，所以是单电 子传递。
S Fe S
铁硫簇(Fe4S4) C
泛醌（CoQ）
O
H3CO
CH 3
H3CO O
(CH2 CH
CH 3 C CH 2)nH
是脂溶性醌类化合物，由于在生物中广泛存在，所 以也称泛醌。它处于呼吸链的中心枢纽，也是中间 传递体。
考研科目动物生物化学 第9章 生物氧化
铁硫蛋白 (iron-sulfur protein)
Fe2S2,
Fe4S4 Fe4S4
铁硫蛋白通过Fe3+ 和Fe2+变化起传递电 子的作用。
辅酶Q (CoQ)
辅酶Q又称泛醌(ubiquinone)，是 脂溶性化合物。CoQ的功能是作为氢传 递体：
CoQ + 2H
CoQH2
辅酶Q既接受NADH脱氢酶的氢，还接受线 粒体其他脱氢酶（琥珀酸-Q还原酶）脱下的氢。
部位I：NADH和辅酶Q之间 部位II：辅酶Q和cyt-c1之间 部位III： cyt-a 和 O2 之间
（3）氧化磷酸化的偶联机理
① 化学偶联假说(chemical coupling hypothesis)
电子传递和ATP生成的偶联是通过一 系列连续的化学反应形成一个高能共价中 间物，这个中间物随后又裂解将其能量供 给ATP的合成。
NADH：，分子Pi和ADP生成分子 ATP，。
FMN：分子Pi和ADP生成分子ATP，。
（2）氧化磷酸化的偶联部位
当电子从一个氧化还原电位较低的 还原型递体转移到较高电位的氧化型递 体时，就有负自由能变化，即能量的释 放。
△
△
△
推动ADP磷酸化形成ATP所需的 标准自由能大约在
ADP形成ATP的部位
- Ⅲ---
--
延胡索酸 琥珀酸
H2O 1/2O2+2H+
Cyt氧化酶
Cyt还原酶
ADP+Pi
-
催化 F1 ATP
ATP
H+
化学渗透假说的要点是：
A H+和电子的传递体按一定的顺序 排列在线粒体内膜上，氧化磷酸化 作用的进行需有完整的线粒体。
生物化学第八章 生物氧化
1 O2 2
H2O
实测得FADH2呼吸链： P/O~ 2
FADH2
线粒体是真核细胞的一种细胞器，是生物氧化和能 量转换的主要场所。是组织细胞的“发电厂”。 线粒体内，外膜的化学组成有显著的区别; 外膜：磷脂，胆固醇含量高，蛋白质含量低 内外膜间隙：腺苷酸激酶，核苷酸激酶等 内膜：有些脱氢酶，氧化呼吸链有关的酶， ATP 合成酶 基质： 催化糖有氧分解，脂肪酸氧化，氨基酸分 解和蛋白质生物合成的酶
3
二、生物氧化的一般过程
主要解决三个问题：
1．代谢物中C如何在酶催化下生成CO2；
2．细胞如何利用O2将代谢物中的H氧化成H2O；
3．氧化产生的自由能怎样被收集、转换和储存。
4
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
乙酰CoA
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（如 丙酮酸、乙酰 CoA等）
31
2. 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（ >20 千焦 / 摩尔）的化合物称为 高能化合物。
32
高 能 化 合 物 类 型
33
3. ATP的特点
在 pH=7 环 境 中 ， ATP 分子中的三个磷 酸基团完全解离成带 4个负电荷的离子形 式 （ ATP4-）， 具 有 较大势能，加之水解 产物稳定，因而水解 自由能很大（ ΔG°′= -30.5千焦/摩尔）。
34
4.ATP的特殊作用
在机体的能量代谢中， ATP 就好像能量通币， 高能化合物虽有多种，只有 ATP 可为一切生 理机能与生物合成反应提供能量； ATP是细胞内磷酸基团转移的中间载体
《生物化学教学》第五章 生物氧化
例如，哺乳动物细胞内的泛醌中有10个 异戊二烯单位，故该泛醌又被叫做CoQ10。 至于其它细胞，则或为6个，或为8个。
整理课件
CoQ能可逆地还原为氢醌，据此而传 递质子和电子。
CoQ在线粒体内膜上未与蛋白质结合 ，又具脂溶性，故可在膜脂中自由泳动。
它不仅是呼吸链中的传递体，而且可以 在膜的内外两侧之间同时传递质子和电子 。
整理课件
NADH泛醌还原酶
简写为NADHQ还原酶, 即复合物I， 它的作用是催化NADH的氧化脱氢以及 Q的还原。所以它既是一种脱氢酶，也是 一种还原酶。 NADHQ还原酶最少含有16
个多肽亚基。它的活性部分含有辅基FMN和 铁硫蛋白。
FMN的作用是接受脱氢酶脱下来的电子和质 子，形成还原型FMNH2。还原型FMNH2可以 进一步将电子转移给Q。
２. 电子传递抑制剂
能在某一部位阻断呼吸链中电子传递的物质 即是电子传递抑制剂。
NADH → FMN→ FeS →CoQ → Cytb→ FeS→ Cytc1
I
II
→ Cytc → Cytaa3 →O2 III
例如，位点I处的鱼藤酮、安密妥； 位点II处的抗霉素A； 位点III处的氰化物、CO等．
QH2-cyt. c 还原酶 QH2 + 2 Cyt. c (Fe3+) ==== Q + 2 Cyt. c (Fe2+) + 2H+
QH2-Cyt. c还原酶由9个多肽亚基组成。活性 部分主要包括细胞色素b 和c1，以及铁硫蛋白（ 2Fe-2S）。
整理课件
线粒体呼吸链
整理课件
整理课件
整理课件
一般以NADH 呼吸链为最多，存在最为广泛 。
生物化学生物氧化省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件
12/66
3种假说
化学偶联假说 高能共价中间物 能量
构像偶联假说 膜蛋白、ATP酶构象改变 化学渗透假说
1961年，英国Mitchell化学渗透假说 1、递氢体和递电子体交替排列、有序定位、定向反应
2、电子传递链有着H+泵作用，能定向地将H+从基质泵到内膜外
NADH往返3次，FADH2往返2次
2、激素控制解偶联机制 褐色脂肪组织线粒体 产热素使氧化磷酸化解偶联，
产生热量。
（四） 线粒体外NADH氧化磷酸化作用 了解
1、α－磷酸甘油穿梭路径
2、苹果酸－天冬氨酸穿梭路径
（五） 能荷 能荷＝
[ATP]+0.5[ADP]
[ATP]+[ADP]+[AMP]
能荷数值能够从0（AMP）～1.0（ATP），大多数细胞能荷 状态维持在0.8～0.95。
3、乙酰CoA氧化成CO2和H2O + 大量ATP
－ ATP 供氢体为NADPH
糖消化和吸收
多糖
淀粉 糖元
寡糖
蔗糖、麦芽糖 异麦芽糖、乳糖
单糖
葡萄糖 果糖 半乳糖19/66
第六章 糖代谢
糖主要生理功效 糖分布
糖生理意义
结合糖
糖蛋白 氨基多糖 蛋白多糖 糖脂
20/66
第一节 糖酵解
► 一、糖酵解反应过程
(二)呼吸链
呼吸链(respiratory chain,电子传递链ETC):指代谢物上 脱下氢(质子和电子)经一系列递氢体或电子传递体按对电 子亲和力渐渐升高次序依次传递，最终传给分子氧而生 成水全部体系。
7/66
呼吸链
图5-17
NADH呼吸链
生化-生物氧化二
（一）体内产生H2O2 呼吸链传递中漏出电子与氧结合产生超氧阴离子（体内主
要来源）
需氧脱氢酶：直接利用氧为受氢体，催化底物氧化， 辅基：FAD、FMN， 产物：H2O2
细菌感染、组织缺氧，或环境、药物也可导致细胞产生活性氧类
道理？ 10.从细胞水平认识呼吸的含义，内生水的来源（思考！）
0.19
0.58
-36.7
-112
生成每摩尔ATP需能 约30.5kJ,
以上三处足够提供生成 ATP所需能量。
69.5 36.7
112
补充：呼吸链中ATP产生的部位
NADH
复合体I
FMN
复合体II FAD
复合体III
CoQ Cyt b CytC
复合体IV
Cytaa3 O2
～ ADP＋Pi
～ ADP＋Pi
～ ADP＋Pi
ATP
ATP
ATP
（二）氧化磷酸化偶联机制
1.化学渗透假说chemiosmotic hypothesis Peter Mitchell获诺贝尔化学奖(1978)
基本要点： 电子经呼吸链传递时，驱动质子（Ｈ＋）
从线粒体内膜的基质侧转移到内膜胞质侧，形 成跨膜质子电化学梯度（Ｈ＋浓度梯度和跨膜 电位差），以此储存能量。
（一）抑制剂
1.呼吸链抑制剂： 阻断呼吸链中某些部位电子传递
复合体
抑制剂
复合体I （Fe-S）
鱼藤酮、粉蝶霉素Ａ、异戊巴比妥
复合体II
萎锈灵
复合体III （Cytb、Cytc1） 抗霉素Ａ
ＣytＣ氧化酶 （CytC）
ＣＯ、ＣＮ－、Ｎ３－、
第八章生物氧化
第八章生物氧化一、内容提要生物氧化是指糖、脂肪、蛋白质等供能物质在生物细胞中彻底氧化分解为CO2和H2O并逐步释放能量的过程。
CO2的生成方式为有机酸脱羧。
脱羧反应根据其发生在α碳原子及β碳原子，分为α脱羧和β脱羧。
有的脱羧反应涉及氧化，因此脱羧反应又可分为不伴氧化的单纯脱羧和伴氧化的氧化脱羧。
线粒体内膜存在多种具有氧化还原功能的酶和辅酶，排列组成呼吸链。
细胞的线粒体中，代谢物脱下的2H以质子和电子形式通过呼吸链逐步传递给O2生成H2O。
从细胞内膜分离得到四种功能的呼吸链复合体：NADH-泛醌还原酶（复合体Ⅰ）、琥珀酸-泛醌还原酶（复合体Ⅱ）、泛醌-细胞色素C还原酶（复合体Ⅲ）和细胞色素C氧化酶（复合体Ⅳ）。
CoQ、Cytc不包含在这些复合体中。
体内存在两条呼吸链，即NADH氧化呼吸链及琥珀酸氧化呼吸链。
ATP的生成方式有两种：底物水平磷酸化和氧化磷酸化，以氧化磷酸化为主。
氧化磷酸化是呼吸链电子传递过程中产生的能量，使ADP磷酸化生产ATP的过程。
实验结果表明，每2H经NADH氧化呼吸链传递可产生约2．5个ATP，经琥珀酸氧化呼吸链传递可产生约1．5个ATP。
氧化磷酸化受到甲状腺素和ADP/ATP比值的调节，同时易受呼吸链抑制剂、解偶联剂和ATP合酶抑制剂等抑制。
底物水平磷酸化是代谢物分子中能量直接转移给ADP生成ATP的过程。
除ATP外还存在其它高能化合物，但生物体内能量的生成、转化、储存和利用都是以ATP为中心。
在肌肉和脑组织中，磷酸肌酸可作为ATP的能量储存形式。
胞质中物质代谢生成的NADH不能直接进入线粒体，必须通过α-磷酸甘油和苹果酸-天冬氨酸两种穿梭机制进入线粒体进行氧化。
生物氧化过程中有时会生成反应活性氧类，他们具有强氧化性，对细胞有损伤作用。
微粒体中的氧化酶类可以将某些底物分子羟基化，增强其极性，便于从体内排出；过氧化物酶体中的氧化酶类和超氧化物歧化酶对反应活性氧类具有一定的清除作用。
生物化学课件-生物氧化
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1、不需传递体体系∶ 是最简单的生物氧化体系。从底物脱下来的氢不需传递， 直接在酶作用下与分子氧结合。这种酶可分为∶
2021/4/8
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(1) 氧化酶类催化的反应模式∶
(见P310)
氧化酶类∶ 它是含Cu++或Fe++的金属蛋白，不能从底物上脱氢，只
能夺取底物上的电子对(2e)，用于激活分子氧(O2)，从而促 进氧与底物的化合。氰化物、硫化氢对氧化酶有抑制作用。
三羧酸 循环
2021/4/8
大分子降解 成基本结构 单位
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。
5
二、中间代谢
1、酶抑制剂的应用 2、利用遗传缺陷症研究代谢途径 3、气体测量法 4、同位素示踪法
R为气体常数，其值为8.314J·K-1 ·mol-1，F为法拉第常数， 其值为96.485kJ /(V. mol )， T为热力学温度，当T = 298K时
Eφ’ =EφΘ0’ +
2.03.0033RTlg ca[(电氧 子化 受体型 ] )
nF
cg([还 电子原 供体型 ] )
2021/4/8
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ADP + Pi
生物氧化过程中 释放出的自由能
ATP + H2O
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一、ATP 的生成
类别：底物水平磷酸化 电子传递水平磷酸化
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二、电子传递过程中自由能的变化
呼吸链中电子传递时自由能的下降
第6章--生物氧化习题
第六章生物氧化习题一、名词解释1．生物氧化：有机物质在生物体活细胞内氧化分解，同时释放能量的过程。
2 氧化磷酸化：指底物脱下的2H经过电子传递链传递到分子氧形成水的过程中释放出能量与ADP磷酸化生成 ATP的过程相偶联生成ATP的方式。
3 底物水平磷酸化：某些底物分子中含有高能磷酸键，可转移至ADP生成ATP的过程。
4呼吸链：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呼吸链。
5 高能化合物：在生物体内随水解反应或基团转移反应可放出大量自由能的化合物成为高能化合物。
6 磷氧比：指每消耗1mol氧原子所产生的ATP的物质的量。
7 电子传递抑制剂：能够阻断电子传递链中某一部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂。
8 解偶联剂：具有解偶联作用的化合物称为解偶联剂。
9 氧化磷酸化抑制剂：是指直接作用于线粒体F0F1-ATP酶复合体中的F1组分而抑制ATP合成的一类化合物。
10 F0F1-ATP合酶：位于线粒体内膜基质一边，由F0和F1构成的复合体。
是一种ATP驱动的质子运输体，当质子顺电化学梯度流动时催化ATP的合成；当没有氢离子梯度通过质子通道F0时，F1的作用是催化ATP的水解。
二、选择题1．生物氧化的底物是：〔 D 〕A、无机离子B、蛋白质C、核酸D、小分子有机物2．除了哪一种化合物外，以下化合物都含有高能键？〔 D 〕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3．以下哪一种氧化复原体系的氧化复原电位最大？〔 C 〕A、延胡羧酸→丙酮酸B、CoQ(氧化型) →CoQ(复原型)C、Cyta Fe2+→Cyta Fe3+D、Cytb Fe3+→Cytb Fe2+E、NAD+→NADH4．呼吸链的电子传递体中，不是蛋白质而是脂质的组分是：〔 D 〕A、NAD+B、FMNC、FE、SD、CoQE、Cyt5．2,4－二硝基苯酚抑制细胞的功能,可能是由于阻断以下哪一种生化作用而引起? 〔 E 〕A、NADH脱氢酶的作用B、电子传递过程C、氧化磷酸化D、三羧酸循环E、电子传递与氧化磷酸化的偶联过程6．能使线粒体电了传递与氧化磷酸化解偶联的试剂是：〔 A 〕A、2，4-二硝基苯酚B、寡霉素C、一氧化碳D、氰化物7．呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是：〔 D 〕A、c1→b→c→aa3→O2B、c→c1→b→aa3→O2C、c1→c→b→aa3→O2D、b→c1→c→aa3→O28．在呼吸链中，将复合物I、复合物II与细胞色素系统连接起来的物质是什么？〔 C 〕A、FMNB、Fe·S蛋白C、CoQD、Cytb9．下述那种物质专一的抑制F0因子？〔 C 〕A、鱼藤酮B、抗霉素AC、寡霉素D、氰化物10．下述分子哪种不属于高能磷酸化合物：〔 C 〕A、ADPB、磷酸烯醇式丙酮酸C、乙酰COAD、磷酸肌酸11．细胞色素c是——：〔 C 〕A、一种小分子的有机色素分子B、是一种无机色素分子C、是一种结合蛋白质D、是一种多肽链12．以下哪种物质抑制呼吸链的电子由NADH向辅酶Q的传递：〔 B 〕A、抗霉素AB、鱼藤酮C、一氧化碳D、硫化氢13．以下哪个部位不是偶联部位：〔 B 〕A、FMN→CoQB、NADH→FMNC、b→cD、a1a3→O214．ATP的合成部位是：〔 B 〕A、OSCPB、F1因子C、F0因子D、任意部位15．目前公认的氧化磷酸化理论是：〔 C 〕A、化学偶联假说B、构象偶联假说C、化学渗透假说D、中间产物学说16．以下代谢物中氧化时脱下的电子进入FADH2电子传递链的是：〔 D 〕A、丙酮酸B、苹果酸C、异柠檬酸D、琥珀酸17．以下呼吸链组分中氧化复原电位最高的是：〔 C 〕A、FMNB、CytbC、CytcD、Cytc118．ATP含有几个高能键：〔 B 〕A、1个B、2个C、3个D、4个19．在使用解偶联剂时，线粒体内膜：〔 B 〕A、膜电势升高B、膜电势降低C、膜电势不变D、两侧pH升高20．线粒体电子传递链各组分：〔 C 〕A、均存在于酶复合体中B、只能进行电子传递C、氧化复原电势一定存在差异D、即能进行电子传递，也能进行氢的传递二、填空题1．生物氧化是有机分子在细胞中氧化分解，同时产生可利用的能量的过程。
生物化学 生物氧化
氧化酶
举例：
细胞色素氧化酶 (Cytc氧化酶)
7
Cyt c氧化酶
FMN 560
图8-2
电子传递链
苹果酸
Cyt c氧化酶
8
(二) 不需氧脱氢酶 (anaerobic
dehydrogenase)
不是以氧, 而是以辅酶作为直接受氢/电子体
举例： * 苹果酸脱氢酶, G6PDH (需NAD+/NADP+的脱氢酶类）
* 琥珀酸脱氢酶, NADH脱氢酶
（需FAD/FMN的脱氢酶类）
* 细胞色素体系
(Cytb，Cytc)
9
(辅酶)
(辅酶)
SH2
受氢体1
不需氧 脱氢酶
受氢体2H2
1/2O2
S
受氢体1H2
(辅酶)
受氢体2
(辅酶)
H 2O
辅酶的作用：
* 作为呼吸链中的受氢(电子)体,将电子传递给O2 * 受氢(电子)体：既是受氢(电子)体又是供氢(电子)体
26
⑵ 复合体Ⅱ:
琥珀酸-CoQ还原酶
作用：将琥珀酸中的2H传递给CoQ
组成：黄素蛋白复合物(包括黄素蛋白,Fe-S,Cyt等) ● 黄素蛋白(复合物II中): 琥珀酸脱氢酶 (FAD) 递氢方式: 递H+(×2)、 递电子(×2)
● 铁硫蛋白 (iron-sulfur protein)
27
● 细胞色素b560 (cytochromosb560,cytb560) 一种色素蛋白(以铁卜啉为辅基)
(复合体III中)
CO、CN¯ 、N3¯ 2S ： 、H
抑制细胞色素C氧化酶
(复合体IV中)
62
562
食品生物化学名词解释
名词解释1.生物氧化：糖、脂肪和蛋白质等有机物在体内逐步氧化分解成CO2和H2O，并释放出能量的过程称为生物氧化。
2.联合脱氨基作用：转氨基作用和氧化脱氨基作用配合进行的叫做联合脱氨基作用。
分为①氨基酸的脱氨基借转氨基与Glu的氧化脱氨偶联；②氨基酸的脱氨基与嘌呤核苷酸循环偶联。
3.别构效应：蛋白质的构象并不是固定不变的，当有些蛋白质表现其生物功能时，其构象发生改变，从而改变了整个分子的性质，这种现象称为别构效应。
4.冈崎片断：DNA半不连续复制的过程中，一条链是连续合成的，另一条链的合成是不连续的，即先合成若干短片段，再通过酶的作用将这些短片段连在一起构成第二条链。
这些短的片段就称为冈崎片段。
5.增色效应：核酸变性后，260nm的紫外吸收值明显增加。
6、同工酶：是指能催化相同的化学反应，但其分子组成及结构不同，理化性质和免疫学性质彼此存在差异的一类酶。
它们可以存在于同以种属的不同个体，或同一个体的不同组织器官，甚至存在于同一细胞的不同亚细胞结构中。
7、糖原异生作用：由简单的非糖前体转变为糖的过程。
糖异生不是糖酵解的简单逆转。
虽然由丙酮酸开始的糖异生利用了糖酵解中的七步进似平衡反应的逆反应，但还必需利用另外四步酵解中不曾出现的酶促反应，绕过酵解过程中不可逆的三个反应。
8.氧化磷酸化：生物体通过生物氧化所产生的能量，一部分用以维持体温外，大部分可以通过磷酸化作用转移至高能磷酸化合物ATP中。
这种伴随放能的氧化作用而进行的磷酸化称为氧化磷酸化。
9、诱导契合假说：：认为酶分子的结构并非与底物分子正好互补，而是具有一定的柔性，当酶分子与底物分子靠近时，酶受底物分子诱导，其构象发生有利于与底物结合的变化，酶与底物在此基础上互补契合进行反应。
10、超二级结构：在蛋白质分子中特别是球状蛋白质中经常可以看到若干相邻的二级结构元件（主要是α螺旋和β折叠）组合在一起，彼此相互作用，形成种类不多的，有规则的二级结构组合或者二级结构串，在多种蛋白质中充当三级结构的构建，称之为超二级结构。
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复合体 III
细胞色素 还原酶
Cyt c
Cyt aa3
复合体 IV
细胞色素
氧化酶
O2
复合体I NADH脱氢酶
烟酰胺脱氢酶类
特点：以NAD+ 或NADP+为辅酶，存在于线粒
体、基质或胞液中。
传递氢机理:
NAD(P) + + 2H+ +2e H+
NAD(P)H +
4 3 CONH 2 ＋ 2H
1
N+
（三）生物氧化的方式
1、生物氧化过程中CO2的生成 2、生物氧化过程中H2O的生成 3、有机物在体内氧化释能的三个阶段
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。
例： R
H2N-CH-COOH
氨基酸脱羧酶
R CH2-NH2 +CO2
O
丙酮酸脱氢酶系
以等摩尔量存在（ FeS4，Fe2S2，Fe4S4 ) 构成Fe-S中心。
+e
传递电子机理：Fe3+
Fe2+
-e
铁硫蛋白的结构及递电子机理
CoQ
特点：带有聚异戊二烯侧链的苯醌，脂
溶性，位于膜双脂层中，能在膜脂中自由 泳动。
+2H
传递氢机理：CoQ －2H CoQH2
电子传递抑制剂
琥珀酸
鱼藤酮 安密妥
2e
电子传递链
1\2 O2 O=
2H+ H2O
脂肪
多糖
蛋白质
脂肪酸、ห้องสมุดไป่ตู้油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递 （氧化）
+Pi
e-
三羧酸 循环
生物氧化的三个阶段
大分子降解成 基本结构单位
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。
250000
细胞色素C
13000
IV 细胞色素氧化酶
160000
11
血红素 Fe-S
1
血红素
血红素 13（3-4） CuA
CuB
FADH2 呼吸链
NADH
琥珀酸等
NADH呼吸链
FAD
Fe-S
FMN Fe-S CoQ
复合体 I
NADH 脱氢酶
复合体 II
琥珀酸-辅酶Q 还原酶
Cyt b Fe-S Cyt c1
复合物III 细胞色素还原酶
细胞色素
特点：以传递电子作为其主要功能的色蛋白。辅
基是铁卟啉
类别: 根据吸收光谱分成a、b、c三类，呼吸链中
含5种（b、c、c1、a和a3)，cyt b和cyt c1、cyt c在 呼吸链中为电子传递体，a和a3以复合物存在，称 细胞色素氧化酶，其分子中除含Fe外还含有Cu ， 可将电子传递给氧，因此亦称其为末端氧化酶。
FMN
Fe-S
复合物 II
抗霉素A
NAD FP Q b c aa3
NAD FP Q b c aa3
抗霉素 A的 抑制部位
呼吸链的比拟图解
氰化物 CO
NADH
FMN 复合物 I
Fe-S CoQ
Cyt b
复合物 III
Fe-S Cyt c1
Cyt c
Cyt aa3 复合物 IV
O2
琥珀酸-Q还原酶 复合体II
（三）线粒体的电子传递链
1、线粒体结构特点和呼吸链的概念 3、呼吸链的组成 4、机体内两条主要的呼吸链
1、线粒体结构
线粒体呼吸链
线粒体基质是呼吸底物氧化的场所，底物在这里氧 化所产生的NADH和FADH2将质子和电子转移到内膜的载 体上，经过一系列氢载体和电子载体的传递，最后传递 给O2生成H2O。这种由载体组成的电子传递系统称电子传 递链（eclctron transfer chain),因为其功能和呼吸 作用直接相关，亦称为呼吸链。
CH3-C-COOH
CH3COSCoA+CO2
CoASH NAD+
NADH+H+
H2O的生成
代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体
（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）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 。
乙醇脱氢酶
CH3CH2OH
CH3CHO
NAD+
NADH+H+
NAD+
传递电子机理：
+e
Fe3+ －e
Fe2+
+e
Cu2+
Cu+
－e
电子传递抑制剂
琥珀酸
鱼藤酮 安密妥
FMN
Fe-S
复合物 II
抗霉素A
NAD FP Q b c aa3
NAD FP Q b c aa3
抗霉素 A的 抑制部位
呼吸链的比拟图解
氰化物 CO
NADH
生物化学
第九章 生物氧化
重点： ①生物氧化，氧化磷酸化，呼吸链的概念。 ②NADH及FADH2呼吸链组成，传递体的顺序。 ③氧化磷酸化中ATP的生成部位及数量。 难点： ①NADH及FADH2呼吸链组成，传递体的顺序。 ②氧化磷酸化作用的化学渗透学说。
21章/348页
生物氧化 氧化磷酸化
生物氧化
氧化电子传递链位于原生物的质膜上， 真核生物中位于线粒体的内膜上。
2、呼吸链的组成
酶复合体
I NADH-Q还原酶 （NADH脱氢酶）
II 琥珀酸-Q还原酶 （琥珀酸脱氢酶）
相对分子质量 亚基数目 辅基
850000
42（14）
FMN Fe-S
140000
5
FAD Fe-S
III细胞色素还原酶
（泛醌：细胞色素C氧化还原酶）
氧化磷酸化 (Oxidative phosphorylation)
代谢物在生物氧化过程中释放出的自由能用于
合成ATP（即ADP+Pi→ATP）,这种氧化放能和ATP 生成（磷酸化）相偶联的过程称氧化磷酸化。
ADP + Pi
生物氧化过程中 释放出的自由能
ATP + H2O
ATP的生成与氧化电子传递链相偶联的磷酸化作用。
2
－ 2H
R
Ox型
HH
43 12
N
CONH 2 ＋ H+
R
Red型
黄素蛋白酶类
特点： 以FAD或FMN为辅基，酶蛋白为细胞膜组成蛋白
递氢机理：FAD(FMN)+2H
FAD(FMN)H2
呼吸链中最重要的黄素酶： NADH脱氢酶、琥珀酸脱氢酶
FMN和FAD是脱氢酶的辅酶。
铁硫蛋白
特点：含有Fe和对酸不稳定的S原子，Fe和S常
（一）概 念
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），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。
（二）生物氧化的特点
☆活细胞内进行反应。 ☆必须在酶参加下，一定条件（温度、pH值） ☆放出能量以ATP或者磷酸肌酸形式储存 ☆真核细胞，生物氧化多在线粒体内进行，原 核细胞中，生物氧化在细胞膜上进行。