第6章 生物氧化

生物氧化

学习要求

是如何生成的。ATP的主要生成方式、氧化1.掌握生物氧化过程中体内水和CO

2

磷酸化的概念、呼吸链的组成及作用特点。

2.熟悉生物氧化的特点、反应方式及所需要的酶类。氧化磷酸化的机制。

3.了解NADH及ATP的转运及非线粒体氧化体系的特点。

基本知识点

物质在生物体内的氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质在体内分解时逐步释放能量，以维持生命活动，并最终生成CO2和H2O的过程。生物氧化主要在线粒体中进行，线粒体内膜存在多种有氧化还原功能的酶和辅酶排列组成的氧化呼吸链或称电子传递链，可将代谢物脱下的质子、电子逐步逐步传递给氧生成水，并释放物质氧化的能量。组成呼吸链成分有四种复合体: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）、细胞色素C氧化酶（复合体Ⅳ）。通过测定呼吸链各组分的标准氧化还原电位等方法，可以推测出呼吸链各组分电子传递顺序。根据传递顺序的不同体内存在两条呼吸链：NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链。排列顺序为：NADH氧化呼吸链：

NADH→FMN→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→1/2O2

琥珀酸氧化呼吸链

琥珀酸→FAD→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→1/2O2

体内ATP生成的主要方式是氧化磷酸化作用。营养物质分解途径产生的NADPH+H+和FADH2提供的氢经4种复合体组分的电子传递链，最后与O2结合生成H2O，复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ有质子泵功能，可同时将H+从线粒体内膜基质侧转移到胞液侧，形成跨线粒体内膜的H+电化学梯度储存氧化释放的能量。ATP 合酶利用顺梯度回流时释放出的势能，驱动F0-F1复合体旋转β亚基构象次序改变，催化ADP和Pi合成、释放ATP。计算结果表明，每对氢经NADH氧化呼吸链传递产生约2.5个ATP，每对氢经琥珀酸氧化呼吸链传递产生约1.5个ATP。氧化磷酸化抑制剂包括呼吸链抑制剂、解偶联剂和ATP合酶抑制剂。此外氧化磷酸化还受细胞内ADP/ATP比值以及甲状腺激素的调控。

生物体内能量的生成、转化、储存和利用都以ATP为中心。在肌和脑中，磷酸肌酸可作为ATP末端高能磷酸键的储存形式。

线粒体内膜通过转运蛋白对代谢物进行选择性转运以保证生物氧化顺利进行。胞液中生成的NADH不能直接进入线粒体，而必须经α-磷酸甘油穿梭或苹果酸-天冬氨酸穿梭进入线粒体后才能进行氧化。

体内超氧离子等活性氧类对细胞有损伤作用，细胞中超氧化物歧化酶，谷光甘肽过氧化物酶等组成抗氧化酶体系，能清除体内产生的活性氧类，保护机体。微粒体细胞色素P450单加氧酶使底物分子羟化。

自测练习题

一、选择题

（一）A型题

1下列对呼吸链的叙述不正确的是

A.复合体Ⅲ和Ⅳ为两条呼吸链所共有

B.呼吸链中复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ有质子泵功能

C.递氢体也必然递电子

D.除Cytaa3外，其余细胞色素都是单纯的递电子体

E.Cyta和Cyta3结合较紧密

2人体内生成ATP的主要途径是

A 三羧酸循环

B 氧化

C 氧化磷酸化

D 底物水平磷酸化

E 糖酵解

3 呼吸链存在的部位是

A 胞浆

B 线粒体内膜

C 线粒体内

D 线粒体外膜

E 细胞膜

4 细胞色素C氧化酶含有下列哪种金属元素

A. 鋅 B 镁 C 钙 D 铜 E 钼

5．下列哪种酶中含有硒元素

A 乳酸脱氢酶B谷胱甘肽过氧化物酶

C 细胞色素C氧化酶

D 过氧化氢酶

E 以上各物质都不含硒元素

6 研究呼吸链证明下列叙述正确的是

A. 两条呼吸链排列在线粒体外膜上

B. 两条呼吸链都含有复合体Ⅱ

C. 解偶联后，呼吸链就不能传递电子了

D. 通过呼吸链传递1个氢原子都可能生成2.5分子ATP

E. 两条呼吸链的汇合点是辅酶Q

7 能直接与氧结合的细胞色素类是

A Cytb

B Cytc

C Cytc1

D Cytaa3

E CytP450

8 在线粒体内NADH进行氧化磷酸化的P/O比值为

A. 1

B. 1.5

C. 2.5

D. 4

E. 5

9 电子按下列各式传递时能偶联磷酸化的是

A. C ytc→Cytaa3

B. CoQ→Cytb

C. Cytaa3→1/2O2

D. 琥珀酸→ FAD

E. 以上都不是

10 关于化学渗透假说叙述错误的是

A. 必须把线粒体内膜外侧的H+通过呼吸链泵到内膜来

B. 需在线粒体内膜两侧形成电位差

C. 质子泵的作用在于存储能量

D. 由英国学者Mitchell提出

E. H+顺浓度梯度由膜外回流时驱动ATP的生成

11 下列代谢物经过一种酶催化后脱下的2H不能经过NADH呼吸链氧化的是

A. CH3CH2CH2CO~SCoA

B. 异柠檬酸

C. α-酮戊二酸

D. HOOC-CHOH-CH2-COOH

E. CH3-CO-COOH

12 影响氧化磷酸化的激素是

A. 胰岛素

B. 甲状腺素

C. 肾上腺素

D. 胰高血糖素

E. 肾上腺皮质激素

13 NADH和NADPH中含有共同的维生素是

A. VitB1

B. VitB2

C. VitPP

D. VitB12

E. VitB6

14 体内能量存储的主要形式是