第八章生物氧化案例
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第8章讲义生物氧化
7
（一）呼吸链的组成
1. 烟酰胺脱氢酶类 2. 黄素脱氢酶类 3. 铁-硫蛋白类 （iron—sulfur proteins) 4. 辅酶Ｑ （ubiquinone,亦写作CoQ） 5. 细胞色素类 （cytochromes）
琥珀酸等
黄素蛋白 （F AD）
铁硫蛋白 （Fe-S）
NADH
黄素蛋白 （FMN）
1
H 3C
N NO
NH2
HCH
H C OH H C OH
N N
H C OH CH2 O
FAD结构
O PO OH
O PO OH
N
N
CH2 O
H H
OH
H H
OH
16
FMN和FAD递氢机制
1
+ 2H
H3C
N NO
R
FMN/FAD
（氧化型）
O
H
H3C
5
N
10
4 NH
891
H3C
4
* 生物氧化的一般过程
糖原
葡萄糖
胞 液 2H
线粒体 丙酮酸
脂肪
蛋白质
甘油、脂肪酸 氨基酸
乙 酰 CoA CoASH
第一 阶段
大分子降解 成基本结构 单位
第二 阶段
小分子化合
物分解成共同 的中间产物（ 如丙酮酸、乙
酰CoA等）
O2 ATP ADP + Pi 2H
氧化磷酸化
H 2O
三羧酸循环
CO 2
• NADP+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate) ，又 叫CoⅡ，主要在还原性生物合成中作为供氢体。
（一）呼吸链的组成
1. 烟酰胺脱氢酶类 2. 黄素脱氢酶类 3. 铁-硫蛋白类 （iron—sulfur proteins) 4. 辅酶Ｑ （ubiquinone,亦写作CoQ） 5. 细胞色素类 （cytochromes）
琥珀酸等
黄素蛋白 （F AD）
铁硫蛋白 （Fe-S）
NADH
黄素蛋白 （FMN）
1
H 3C
N NO
NH2
HCH
H C OH H C OH
N N
H C OH CH2 O
FAD结构
O PO OH
O PO OH
N
N
CH2 O
H H
OH
H H
OH
16
FMN和FAD递氢机制
1
+ 2H
H3C
N NO
R
FMN/FAD
（氧化型）
O
H
H3C
5
N
10
4 NH
891
H3C
4
* 生物氧化的一般过程
糖原
葡萄糖
胞 液 2H
线粒体 丙酮酸
脂肪
蛋白质
甘油、脂肪酸 氨基酸
乙 酰 CoA CoASH
第一 阶段
大分子降解 成基本结构 单位
第二 阶段
小分子化合
物分解成共同 的中间产物（ 如丙酮酸、乙
酰CoA等）
O2 ATP ADP + Pi 2H
氧化磷酸化
H 2O
三羧酸循环
CO 2
• NADP+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate) ，又 叫CoⅡ，主要在还原性生物合成中作为供氢体。
细胞内的生物氧化
24
FAD 还原型Fe-S Q 琥珀酸 脱氢 FADH2 氧化型Fe-S QH2
25
复合体II
3. 复合体Ⅲ: 泛醌-细胞色素c还原酶
Cyt b (b562和b566)
复合体Ⅲ 铁硫蛋白
Cyt c1
复合体Ⅲ
QH2→ b562; b566; Fe-S; c1 →Cyt c 26
复合体Ⅲ 4H+
2H+
-e +e
Fe 3+
Fe4S4
FMN
FAD
（Fe-S） (Fe-S)b
4. 泛醌（ubiquinone, 辅酶Q, UQ, Q）
Q QH 2H++2e
2H++2e
2
5. 细胞色素（cytochromes，Cyt）
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
（二）呼吸链成分的排列顺序
电子传递链(electron transfer chain)
➢ 组成 递氢体和递电子体
（2H 2H+ + 2e）
9
（一）呼吸链的组成成分
主要可分为以下五大类 : ➢ 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）或称
辅酶Ⅰ（CoⅠ） ➢ 黄素蛋白（flavoproteins，FP） ➢ 铁硫蛋白（iron-sulfur protein， Fe-S） ➢ 泛醌（ubiquinone， UQ或 Q） ➢ 细胞色素类（cytochromes，Cyt）
A
能量
偶
ADP+Pi
联 ATP 磷酸化
42
➢ 氧化磷酸化偶联部位
氧化磷酸化偶联部位：复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ 根据自由能变化和P/O比值确定 ⊿Gº'=-nF⊿Eº'
FAD 还原型Fe-S Q 琥珀酸 脱氢 FADH2 氧化型Fe-S QH2
25
复合体II
3. 复合体Ⅲ: 泛醌-细胞色素c还原酶
Cyt b (b562和b566)
复合体Ⅲ 铁硫蛋白
Cyt c1
复合体Ⅲ
QH2→ b562; b566; Fe-S; c1 →Cyt c 26
复合体Ⅲ 4H+
2H+
-e +e
Fe 3+
Fe4S4
FMN
FAD
（Fe-S） (Fe-S)b
4. 泛醌（ubiquinone, 辅酶Q, UQ, Q）
Q QH 2H++2e
2H++2e
2
5. 细胞色素（cytochromes，Cyt）
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
（二）呼吸链成分的排列顺序
电子传递链(electron transfer chain)
➢ 组成 递氢体和递电子体
（2H 2H+ + 2e）
9
（一）呼吸链的组成成分
主要可分为以下五大类 : ➢ 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）或称
辅酶Ⅰ（CoⅠ） ➢ 黄素蛋白（flavoproteins，FP） ➢ 铁硫蛋白（iron-sulfur protein， Fe-S） ➢ 泛醌（ubiquinone， UQ或 Q） ➢ 细胞色素类（cytochromes，Cyt）
A
能量
偶
ADP+Pi
联 ATP 磷酸化
42
➢ 氧化磷酸化偶联部位
氧化磷酸化偶联部位：复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ 根据自由能变化和P/O比值确定 ⊿Gº'=-nF⊿Eº'
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。
生物氧化文稿演示
其功能是将电子从琥珀酸传递给泛醌 琥珀酸 → FeS, b560 → CoQ
• 复合体Ⅲ (泛醌-细胞色素C还原酶)
由Cyt b ( b-562, b-566 ), Cyt c1和铁硫蛋白组成 功能是将电子从泛醌传递给 Cytc
QH2 → b562, b566, FeS, c1 → Cyt c
• 复合体Ⅳ（细胞色素C氧化酶）
O
H3CO H3CO
O
（CHC3H2CH=CCH3CH2）n H
O OH
H3CO H3CO
CH3 +2H H3CO
R
-2H H3CO
CH3 R
O
OH
5. 细胞色素（Cyt）
一类色素蛋白（色蛋白） 辅基——铁卟啉
Cyt的分类 a类：a、a1、a2、 a3 …
30多种 b类：b、b1～7、P450 … c类：c、c1、c2、 …
由Cytaa3组成 功能是将电子从Cytc传递给氧
Cytc → Cytaa3 → O2
（二） 体内两条呼吸链
• NADH氧化呼吸链 • 琥珀酸氧化呼吸链
• 1. NADH氧化呼吸链
由复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ及Q（泛醌）和Cytc组成 递氢体和递电子体的排列顺序
NADH →复合体Ⅰ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合Ⅳ→O2
琥珀酸 延胡索酸
FAD （Fe-S）b
FADH2 （Fe-S）b
CoQH2
2Cyt-Fe3+ 2Cyt-Fe2+
O21/2O2
（三）胞液中NADH的氧化
• 线粒体中生成的NADH可直接通过呼吸链氧化 • 细胞液中生成的NADH不能自由透过线粒体内膜，
必须经过某种转运机制才能进入线粒体
• 复合体Ⅲ (泛醌-细胞色素C还原酶)
由Cyt b ( b-562, b-566 ), Cyt c1和铁硫蛋白组成 功能是将电子从泛醌传递给 Cytc
QH2 → b562, b566, FeS, c1 → Cyt c
• 复合体Ⅳ（细胞色素C氧化酶）
O
H3CO H3CO
O
（CHC3H2CH=CCH3CH2）n H
O OH
H3CO H3CO
CH3 +2H H3CO
R
-2H H3CO
CH3 R
O
OH
5. 细胞色素（Cyt）
一类色素蛋白（色蛋白） 辅基——铁卟啉
Cyt的分类 a类：a、a1、a2、 a3 …
30多种 b类：b、b1～7、P450 … c类：c、c1、c2、 …
由Cytaa3组成 功能是将电子从Cytc传递给氧
Cytc → Cytaa3 → O2
（二） 体内两条呼吸链
• NADH氧化呼吸链 • 琥珀酸氧化呼吸链
• 1. NADH氧化呼吸链
由复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ及Q（泛醌）和Cytc组成 递氢体和递电子体的排列顺序
NADH →复合体Ⅰ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合Ⅳ→O2
琥珀酸 延胡索酸
FAD （Fe-S）b
FADH2 （Fe-S）b
CoQH2
2Cyt-Fe3+ 2Cyt-Fe2+
O21/2O2
（三）胞液中NADH的氧化
• 线粒体中生成的NADH可直接通过呼吸链氧化 • 细胞液中生成的NADH不能自由透过线粒体内膜，
必须经过某种转运机制才能进入线粒体
第八章微生物在自然界物质循环中的作用2案例
二氧化碳的固定是将二氧化碳还原为碳水化合物的生化反 应过程。
1、光合微生物的种类和特性：
光合微生物：藻类、蓝细菌和光合细菌。
2、化能合成微生物的种类及特性
化能合成微生物的种类：氢细菌、硝化细菌、
有机物的矿化--二氧化碳的再生
• 食物链的媒介作用 • 自养生物同化作用合成的有机碳化合物，经食物链传递到 异养微生物体内并作为生长的基质被分解，有氧条件下有 机碳最终的代谢产物为 CO2及难以分解的腐殖质。无氧条 件下代谢产物为有机酸、醇、CO2、氢等。 • 微生物为：真菌、细菌和放线菌
定义：绿色植物和微生物在利用硝酸盐的过程中，硝
酸盐被重新还原成NH4+后再被利用于合成各种含氮有
机物，这就是硝酸盐的同化作用。
四、反硝化作用
• 定义：由硝酸盐还原成NO2–并进一步还原成N2的过程 （广义）。狭义的反硝化作用仅指由亚硝酸还原成N2的 过程。 • 条件：厌氧（淹水的土壤或死水塘中） • 菌种：化能自养菌和部分异养菌。 • 如：Bacillus lichenoformis（地衣芽孢杆菌）、 Paracoccus denitrificans（脱氮副球菌）、Pseudomonas aeruginosa（铜绿假单胞菌）、Ps. stutzeri（施氏假单胞 菌）、Thiobacillus denitrificans（脱氮硫杆菌）以及 Spirillum（螺菌属）和Moraxella（莫拉氏菌属）等。 • 意义：土壤中氮元素流失的重要原因之一。水稻田中施 用化学氮肥，有效利用率只有25%左右。另外可以利用 水生性反硝化细菌去除污水中的硝酸盐。
极生、双极生)进行趋磁性运动。
实验证明：当把一小滴泥浆用暗场照明的显 微镜在低倍率（约80倍）下放大检查时，游 动的、折射光的细菌看起来像一些游动的小 光点。在只有地磁场而没有其它磁场作用时， 一些细菌就持续不断地向北游动，并聚集在 小水滴的北面的边缘。如果把一条形磁铁放 在附近，细菌就游向吸引罗盘针指向北端的
武理工水污染控制原理案例课件第8案例 活性污泥法的应用
第一节 活性污泥法基本概念
水污染控制原理
2、基本的活性污泥法如下图（图1）所示，共有六个组成部分：
图1 活性污泥法基本流程图
第一节 活性污泥法基本概念
水污染控制原理
3、活性污泥性能的控制因素：
（1）底物的代谢速率。底物的代谢速率主要取决于系统的生物动力 学条件。 （2）生物絮体的沉降和浓缩性能。活性污泥系统要求产生沉降和浓 缩性能良好的生物絮体，以便保证有足够高浓度的回流污泥和满足要 求的低悬浮物含量的出水。 （3）传氧的限制。活性污泥系统是利用需氧微生物来处理废水的， 这些微生物需要有机底物、溶解氧和其它一些营养物以维持生命活动， 因此这些成分在微生物絮体中的扩散就显得很重要。
得
NHNO2
2
0.27mg / L
0.14 60 1
硝化反应器容积VN的公式如下：
VN
YNH
3
cN
Q
iNH 3
XN
NH3
以 YNH3 0.5, X N 1000 mg / L
以及其它数据代入得
VN
0.05 60d
1000m3
/d
50m3 / d 43.4mg / L 0.05mg / L
1 0.33cN
1
NO2
K NO2
Y K NO2 ONO2 cN
1
2 0.02 7.0cN
1
2 0.14cN
1
案例分析
水污染控制原理
式中已用表8-9中的常数值代入。从上式可看出，当θcN≤3d时， NH3 及 NO2均为负 值，说明它们保持了进入反应器的原来浓度，均未发生氧化反应。以=60d代入计算
第三节 硝化
水污染控制原理
2.两级系统
第八章-生物氧化PPT课件
COO～P
ADP HA2 OTP
COOH
CH2OH ACH2O-P
NAD+ (H或3POF A4 D )
CH电2子O传H递 链 CH2O-P
释放能量
氧 C化 H过2程OH 氧 1 /2 O 2 CH2O-P化磷
酸 化
A D P + P i A T P 合 成 酶 ATP 磷 酸 化 过 程
.
30
氧化磷酸化偶联部位确认
递氢体
.
16
细胞色素(Cytochrome)类
组成呼吸链的细胞色素: Cytb、 Cytc1、 Cytc、 Cytaa3
细胞色素氧化酶
递电子体
Fe2+
Fe3+ + e-
.
17
蛋白质
Cys
细
S
胞 色
H3C-CH
Cys
CH3
S
素
H3C-
-CH-CH3
c
NN
辅
Fe3+
基
NN
H3C-
-CH3
CH2
CH2
Cytaa3,Cu 复合体Ⅳ
22
四、胞液中的NADH的氧化
• 胞液中生成的NADH不能自由通透线粒体内膜， 必须经过转运机制进入线粒体
1、α-磷酸甘油穿梭作用（神经组织和骨骼肌）
2、苹果酸-天冬氨酸穿梭作用（肝和心肌）
.
23
磷酸甘油穿梭机制示意图
2ATP
2H
α-磷酸甘油穿梭
2ATP
神经组织和骨骼肌
第八章 生物氧化
biological oxidation
.
1
本章主要内容
概述 生物氧化方式 线粒体氧化体系 生物氧化与能量代谢 非线粒体氧化体系
《Q第八章生物氧化》PPT课件
3>ATP产生的部位--即氧化与磷酸化的偶联部位 ADP+Pi ATP △G0′= 30.5 kJ/mol
呼吸链电子传递时△G0′的变化
部位
△G0′ (kJ/mol)
NADH - FMN Cytb - Cyt c Cyt aa3 - O2
-55.6 -34.7 -102.1
琥珀酸
ADP+Pi
FAD
OH
乳酸脱氢酶
O
CH3CHCOOH
CH3CCOOH
NAD+ NADH
〔3〕失去电子〔直接脱下电子〕
〔4〕加水脱氢 如： 醛氧化为酸
4.生物氧化的特点
C6H12O6 + 6O2
6CO2+6H2O + 能量 (2840kJ/mol)
生物氧化
反应条件
温和
(体温、pH近中性)
反应过程
多歩酶促反应
能量释放 CO2生成方式
能可逆地进行C加H3O氢和脱氢(C反H应2CH,是C 递CH氢2)n体H.
O
CH3
结构〔CoQ〕
n=6-10
5．细胞色素类〔Cyt〕——电子传递体
是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质,因有颜色而得 名.主要有细胞色素b、c1、c、a、a3等.主要通 过辅基中Fe3+ Fe2+ 的互变而传递电子.
2Cyt·Fe3+ +2e - ↔ 2Cyt·Fe2+
主要存在于肝、心肌组织中.
3.异柠檬酸穿梭作用
NADPH + H+
α-酮戊二酸
线 α-酮戊二酸
粒
体
内 膜
NADH + H+
NADP+
生物氧化教学优秀课件
30
线粒体的电子传递链至少含有五种不同的 细胞色素
传递电子的顺序： QH2 → b → c1 → c → aa3→ O2
科学出版社案例式教材《生物化学》
31
课件
Cyt a与a 3是最后的一个载体，很难分开，二者以复 合物形式存在，又称细胞色素氧化酶。Cyt aa3还含 有两个必需的铜原子。Cyt a从Cyt c接受电子后，即 传递给a3，由还原型Cyt a3将电子直接传递给氧分子。 在 a和a3间传递电子的是两个铜原子，铜在氧化-还 原反应中也发生价态变化（Cu+←→Cu2+）。
13
（1）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+） 或称辅酶Ⅰ（CoⅠ）
科学出版社案例式教材《生物化学》
14
课件
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+） 又称辅酶Ⅱ（CoⅡ）
科学出版社案例式教材《生物化学》
15
课件
NAD+（NADP+）和NADH（NADPH） 相互转变
主要功能是接受从代谢物上脱下的2H（2H++2e）
w产生的CO2、H2O由物质 中的碳和氢直接与氧结 合生成。
5
葡萄糖
脂酸+甘油
氨基酸
体
乙酰CoA
内
生
物
氧 化
TAC
CO2
ADP+Pi ATP
2H
呼吸链
O2
科学出版社案例式教材《生物化学》 课件
H2O
6
科学出版社案例式教材《生物化学》
7
课件
1、外膜：通透性较高 含40%的脂类和60%的蛋白，具有porin构成
化的酶类。 线粒体DNA（mtDNA），及线粒体特有的核
《Q第八章生物氧化》PPT课件
例：
乙醇脱氢酶
CH3CH2OH
CH3CHO
NAD+
NADH+H+
NAD+
2e
电子传递链
2H+
1\2 O2 O=
H2O
一、 呼吸链（respiratory chain) 概念：
代谢物脱下的成对氢原子（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，这 一系列的酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain) 又称电子传递链(electron transfer chain)。
生物氧化
主要内容:
（1）细胞如何在酶的催化下将有机物中的C变成CO2—
CO2如何脱形羧成反？应
（2）在酶的作用下细胞怎样利用分子氧将有机物中的H
氧化成H2O—H2O如何形成？ 电子传递链 （3）当有机物被氧化成CO2和H2O时，释放的能量怎样 转化成ATP—能量如何产生？
底物水平磷酸化 氧化磷酸化
一、ATP (P252)
化合物水解时放出的能量＞20.9 KJ/mol者,称高能 化合物。其所含键称高能键。
高能磷酸键: ～ P 或 ～P
ATP是最主要的直接供能物质
其他高能化合物 如：磷酸肌酸（肌肉中的储存形式）
ATP的特殊作用
★作用：是能量的携带者或传递者，而非贮存者，是能量货币 ATP是生物细胞内能量代谢的偶联剂（是细胞内磷酸基团转移 的中间载体）
③传递体——中间传递氢或电子的物质。
④氧化酶——以氧为直接受氢体的氧化还原酶类---将来自传递体的氢传给 氧生成水。
第二节 生物氧化中水的生成
一、呼吸链的概念 二、呼吸链的组成 三、呼吸链的排列顺序
线粒体结构
乙醇脱氢酶
CH3CH2OH
CH3CHO
NAD+
NADH+H+
NAD+
2e
电子传递链
2H+
1\2 O2 O=
H2O
一、 呼吸链（respiratory chain) 概念：
代谢物脱下的成对氢原子（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，这 一系列的酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain) 又称电子传递链(electron transfer chain)。
生物氧化
主要内容:
（1）细胞如何在酶的催化下将有机物中的C变成CO2—
CO2如何脱形羧成反？应
（2）在酶的作用下细胞怎样利用分子氧将有机物中的H
氧化成H2O—H2O如何形成？ 电子传递链 （3）当有机物被氧化成CO2和H2O时，释放的能量怎样 转化成ATP—能量如何产生？
底物水平磷酸化 氧化磷酸化
一、ATP (P252)
化合物水解时放出的能量＞20.9 KJ/mol者,称高能 化合物。其所含键称高能键。
高能磷酸键: ～ P 或 ～P
ATP是最主要的直接供能物质
其他高能化合物 如：磷酸肌酸（肌肉中的储存形式）
ATP的特殊作用
★作用：是能量的携带者或传递者，而非贮存者，是能量货币 ATP是生物细胞内能量代谢的偶联剂（是细胞内磷酸基团转移 的中间载体）
③传递体——中间传递氢或电子的物质。
④氧化酶——以氧为直接受氢体的氧化还原酶类---将来自传递体的氢传给 氧生成水。
第二节 生物氧化中水的生成
一、呼吸链的概念 二、呼吸链的组成 三、呼吸链的排列顺序
线粒体结构
第八章生物氧化
NH2 N
N
H3C 8
H2C
O
HCOH
HCOH
HCOH
CH3
1
N
N
10
O PO OH
2
C
O
O
N
P
O
CH3 O
N
OH
OH OH
H3C 7
NH
N
C4
5
O
Vit B2 FMN
AMP
2019年11月3日星期日3时12分25秒
13
FAD
FAD与FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是7,8二甲 基异咯嗪，氧化还原反应时,N5接受一个H++e形成不稳定中 间产物FMN(FAD)H• ,N1再接受一个H++e成还原型FMN(FAD)H2
2019年11月3日星期日3时12分25秒
24
特异性抑制剂阻断分析
呼吸链被特异性抑制剂阻断后，阻断 前部分为还原态，阻断后的部分为氧化 态，用不同的特异性抑制剂阻断呼吸链 不同部位的传递，通过分析不同阻断状 态下，各组分的氧化还原状态，推断各 组分在呼吸链中的顺序
呼吸链个复合体在在呼吸链中的位置
2019年11月3日星期日3时12分25秒
2019年11月3日星期日3时12分25秒
9
呼吸链四种具有传递电子功能的酶复合体 在线粒体内膜上的排列顺序
Cytc
e-
胞液侧
e-
Q e-
Ⅰ
Ⅱ e-
Ⅲ
e- 线粒体内膜
Ⅳ
NADH+H+ NAD+
延胡索酸 琥珀酸
基质侧 H2O 1/2O2+2H+
2019年11月3日星期日3时12分25秒
生物化学第八章生物氧化
➢ 能量突然释放。
➢ 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； ➢ 物质中的碳和氢直接
脱下的氢与氧结合产生H2O， 有机酸脱羧产生CO2。
氧 结 合 生 成 CO2 和 H2O 。
教学ppt
4
目录
生物氧化的一般过程
糖原
三酯酰甘油
蛋白质
葡萄糖
脂酸+甘油
乙酰CoA
氨基酸
TAC CO2
ADP+Pi ATP
血红素c 血红素a，a3，
CuA, CuB
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） Cyt c（膜间隙侧）
Cyt c1， Cyt a Cyt c（膜间隙侧）
➢ 泛醌不包含在上述四种复合体中。
教学ppt
9
目录
4H+
Ⅱ
琥珀酸
胞液侧
延胡索酸
Ⅰ
基质侧
QH2 Q
NADH+H+
NAD+
4H+
4H+ Cytc ox
4H+
Cytc ox
Cytc red
Cytc red
Ⅲ
线粒体内膜 Ⅳ
4H+
1/2O2+2H+
H2O
4H+
电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置
教学ppt
10
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→
➢ 电子传递过程：CoQH2→(Cyt bL→Cyt bH) →Fe-S →Cytc1→Cytc
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生物氧化的四个阶段 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）
乙酰CoA
+Pi
磷酸化
电子传递 （氧化）
e-
三羧酸 循环
Stage4 NADH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。
1、有机物在生物体内完全氧化与在体外燃烧 而被彻底氧化 ,在本质上是相同的 , 最终的产物 都是CO2和H2O,同时所释放能量的总值也相等； 但在表现形式上却有很大差别。 2、生物氧化在常温、常压、接近中性的pH和 多水环境中进行；燃烧是在高温干燥少水的环 境下进行的热能骤然释放。
• 3、生物氧化中底物是在酶的催化下，经一
线粒体的内腔充满半流动的基质（衬质）， 其中包含大量的酶类以及线粒体 DNA 和核 糖体。 线粒体基质酶类包括 TCA 酶类、脂肪酸 - 氧 化酶类和氨基酸分解代谢酶类。 线粒体内膜的内表面有一层排列规则的球形 颗粒，通过一个细柄与构成嵴的内膜相连 接，这就是ATP合酶中CO2生成的方式
代谢底物在酶的作用下经一系列脱氢、加水 等反应，转变为含羧基的化合物（有机 酸），经脱羧反应生成CO2，包括直接脱羧 和氧化脱羧。
1、直接脱羧
2、氧化脱羧
五、生物氧化的方式：
化学定义：失去电子被氧化，得到电子 被还原。 生物氧化中物质氧化的核心仍然是失去电子， 但表现形式有多种： （1）脱氢（加水脱氢） （2）加氧 （3）失电子
系列连续的化学反应逐步氧化分解的，氧化
过程产生的能量也是逐步释放的。
• 既避免了能量骤然释放对机体的损害,又使得
生物体能充分、有效地利用释放的能量。
• 4、生物氧化过程中释放的化学能被磷酸化 反应所利用,贮存于高能磷酸化合物(如ATP) 中,当生命活动需要时再释放出来。 • 真核细胞内，生物氧化主要是在线粒体中 进行，原核细胞内生物氧化是在细胞膜上 进行。
第二篇 生命物质的化学变化
新陈代谢
合成代谢 （同化作用）
生物小分子合成为 生物大分子
新陈代谢 分解代谢 （异化作用）
需要能量
能量 释放能量 代谢 生物大分子分解为 生物小分子 物质代谢
代谢途径： 指糖、脂类、蛋白质、核酸及水、 盐 代谢的一系列化学反应。 代谢物： 统指代谢反应中任一反应物、中 间产物或产物。
2、同位素示踪法：
• 同位素标记某种代谢物，然后追踪同位元
素在体内的变化途径，就能获得有关代谢
途径的知识。
3、代谢途径阻断等方法 用抗代谢物或酶抑制剂阻抑中间代 谢的某一环节，使中间物积累，便 于分析和推测代谢情况。
第八章 生物氧化
第一节 生物氧化概述
• 一、定义——p233
• 有机物（糖类、脂肪、蛋白质等）在生 物体内进行氧化分解生成CO2和H2O，并释 放出能量的过程称为生物氧化。也称为细 胞呼吸。
二、电子传递链的概念
• 线粒体基质中底物被氧化，脱下来的氢形 成FADH2和NADH，然后通过多种酶及辅 酶组成的传递体的传递，最后电子传给O2 用于生成水。 • 这种由载体组成的电子传递系统称为电子 传递链，也称为呼吸链。
三、电子传递链的组成成分
递氢体和递电子体的本质是酶、辅酶或辅基
1.以NAD或NADP为辅酶的脱氢酶 2.黄素蛋白酶类 3.铁-硫蛋白类
4.辅酶Ｑ（CoQ） 或泛醌（UQ）
5、细胞色素类
1、烟酰胺脱氢酶类
• 特点：这是一类不需氧脱氢酶，以NAD+ 或 NADP+为辅酶，存在于线粒体、基质或胞 液中。
NAD的主要功能是接受从代谢物上脱下的2H(2H+ +2e)，并传给另一传递体黄素蛋白。 在生理pH条件下，烟酰胺中与吡啶氮对位的碳较活泼， 能可逆地加氢还原，故可将NAD视为递氢体。
通常意义的呼吸运动与细胞呼吸 既有区别又是相互关联的
二、生物氧化的阶段
代谢物在体内的氧化可以分为4个阶段：
①糖、脂肪和蛋白质先降解为基本结构单位，
②然后经过分解代谢生成共同的中间产物（如丙酮 酸、乙酰CoA等）。 ③乙酰CoA进入三羧酸循环脱羧生成CO2 ，脱氢使 NAD和FAD还原成NADH、FADH2。 ④NADH和FADH2中的氢经呼吸链将电子传递给氧 生成水，氧化过程中释放出来的能量用于ATP合成。
代谢特点：
1）严格的细胞内定位 2）特异的酶促反应 3）共通的代谢间关联 4）严谨的反应顺序 5）高效率的调控机构
研究新陈代谢的方法：
1、活体内与活体外实验： 活体内（in vivo）： 生物体内:动物实验、组织细胞培养等。 活体外（in vitro)： 在试管内进行:细胞切片、匀浆液、提取液等。
NADH，DADPH，进入呼吸电子传递链 2、加氧酶 又分为单加氧酶和双加氧酶
3、传递体（载体）
传递氢：黄素蛋白，CoQ
传递电子：细胞色素、铁硫蛋白
4、氧化酶——生物氧化中水的生成
• 在生物氧化过程中，以氧为直接受氢体的氧化还
原酶类称为氧化酶，例如细胞色素氧化酶、抗坏 血酸氧化酶等。 • 其他还有黄素氧化酶、酚氧化酶、交替氧化酶等。
第二节 线粒体氧化体系
• 一、线粒体
线粒体有两层膜，外膜平滑，透性高，仅有 少量酶结合其上。内膜形成了许多向内褶叠 的嵴，嵴的形成有利于增加内膜的面积。 线粒体内膜是能量转换的重要部位，产能和 需能越高的组织嵴的数目也越多。 内膜约含 80 ％的蛋白质，包括电子传递链和 氧化磷酸化的有关组分都存在于此，是线粒 体功能的主要担负者。
特殊而重要的方式p234
• 失电子、脱氢、加氧都称为氧化 • 得电子、加氢、脱氧都称为还原 • 氧化和还原是偶联发生的，称为氧化还原 反应。
六、参与生物氧化的酶类 p234
1、脱氢酶
①以FAD、FMN为辅基的脱氢酶，又称为黄
素酶 ——FADH2或FMNH2，进入呼吸电子传递链
②以NAD、NADP为辅基的脱氢酶——
共同中间物进入 三羧酸循环脱羧 放出CO2,氧化脱 下的氢形成 NADH和FADH2.
• 狭义地说只有最后那个阶段才是生物氧化，
这是体内能量生成的主要阶段，即代谢物 脱下的氢是如何交给氧生成水；细胞如何 将氧化过程中释放的能量转变成ATP。
三、生物氧化的特点 p234：
——活细胞内进行的,它与体外的直接氧化不同