6第六章生物氧化
6第六章 生物氧化 - 10.31第一节OK
体内最重要 的脱氢酶
催化S脱氢,将氢经过一系列传递体交给氧,生成水。
乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等 。
SH2
NAD+(NADP+) FMN(或FAD)
一系列递氢体和递电子体
S
NADH+H+(NADPH+H+)
FMNH2(或FADH2)
1/2O2 H2O
10
三、生物氧化过程中CO2的生成
人体内CO2的生成来源于有机酸的脱羧反应。
√B.Cytb→Cytc1→Cytc→ Cytaa3→1/2O2
C.Cytc1→Cytb→Cytc→Cytaa3→1/2O2
D.Cytaa3→Cytc→Cytc1→Cytb→ 1/2O2
37
3、生物氧化的特点不包括:
A.逐步放能 B.可产生三磷酸腺苷
C.逐步氧化 D√.能量全部以热能形式散失
4、下列哪种物质不属于呼吸链成分:
(1)NAD+ (辅酶I,CoI)和NADP+ (辅酶II,CoII) (2)黄素蛋白——FMN (FAD)辅基 (3)铁硫蛋白 (4)泛醌(辅酶Q,CoQ)
15
(1)NAD+ (辅酶I,CoI)和NADP+ (辅酶II,CoII)
H
C CONH 2
+H + e + H+
N+
HH CONH2
N
+ H+
R
R
H
+2H
NAD(P)+
NAD(P)H+H+
2H
e
- 2H
氧化型
还原型
H
H+ 氧化还原反应,变化发生在五价氮和三
第六章生物氧化
琥珀酸
琥珀酰CoA合成酶
底物水平磷酸化的反应
§1 生成ATP的氧化磷酸化体系
二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸 化生成ATP偶联
(一)氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、 Ⅳ内
推测氧化磷酸化的偶联部位
测定P/O比值 自由能变化 (⊿Gº‘=-nF⊿Eº’)
1. 测定P/O比值 是指代谢物在线粒体氧化时, 以每消耗1mol氧原子所消耗无机磷的mol数(或 ADP数),即生成ATP的mol数。
产 生 的 CO2 、 H2O 由 物 质 中 的 碳和氢直接与氧
结合生成。
生物氧化的一般过程
糖原
甘油三脂
蛋白质
葡萄糖
脂酸+甘油 乙酰CoA
氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP 呼吸链 H2O
§1 生成ATP的氧化磷酸化体系
一、氧化呼吸链是一系列有电子传递功能的氧化还 原组分
二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化生 成ATP偶联
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传递给泛醌 2. 复合体Ⅱ功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌 3. 泛醌 4. 复合体Ⅲ功能是将电子从还原型泛醌传递给细
胞色素c 5. 复合体Ⅳ将电子从细胞色素C传递给氧
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传 递给泛醌(ubiquinone)
NADH 它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢得 到的产物。NADH所携带的电子是线粒体 呼吸链主要电子供体之一。
功 能:
复合体Ⅰ 复合体Ⅱ
2e QH2
复合体Ⅲ
QH2
(一)氧化呼吸链由4种具有传递电 子能力的复合体组成
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传递给泛 醌
第6章生物氧化
人线粒体呼吸链复合体
复合体
酶名称 多肽链数 辅基
复合体Ⅰ 复合体Ⅱ 复合体Ⅲ 复合体Ⅳ
NADH-泛醌还原酶 39
琥珀酸-泛醌还原酶 4
泛醌-细胞色素C还原酶 10
细胞色素c氧化酶
13
FMN,Fe-S FAD,Fe-S 铁卟啉,Fe-S 铁卟啉,Cu
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1、复合体Ⅰ作用是将NADH+H+中的电子传递给 泛醌(ubiquinone)。
第6章生物氧化
定义: 物质在生物体内进行氧化分解称为生物
氧化(biological oxidation) ,主要指糖、 脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量, 最终生成CO2和H2O的过程。
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分为: 线粒体内:ATP生成 线粒体外:无ATP生成, 生物转化
生物氧化又称为细胞呼吸或组织呼吸。
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生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
体外氧化
➢ 反应环境温和,酶促反应 ➢ 能量突然释放。 逐步进行,能量逐步释放,
能量容易捕获,ATP生成
效率高。
➢ 通过加水脱氢反应使物质 ➢ 物 质 中 的 碳 和 氢
能间接获得氧,并增加脱
直接与氧结合生
氢的机会;脱下的氢与氧 结合产生H2O,有机酸脱 202羧1/1/8产生CO2。
➢ 复合体Ⅲ又叫泛醌-细胞色素C还原酶,细胞色 素b-c1复合体,含有细胞色素b(b562, b566)、细 胞色素c1和一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein)。
➢ 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
第六章生物氧化
(一)直接脱羧基作用
1、α-直接脱羧基作用
α
氨基酸脱羧酶
R CH COOH
R
NH2
α-氨基酸
CH2NH2 + CO2
胺
2、β-直接脱羧基作用
β
CH2 COOH 丙酮酸羧化酶
α
CH3COCOOH
COCOOH
草酰乙酸
丙酮酸 + CO2 15
二、氧化脱羧基作用 1、α-氧化脱羧
α
NAD+ NADH+H+
21
1、 NAD+和NADP+
①烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD,辅酶I,CoI)。 NAD是脱氢酶的辅酶,是连接作用物与呼吸 链的重要环节。
22
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,烟酰胺中的氮(吡啶氮) 为五价的氮,它能可逆地接受电子而成为三 价氮,与氮对位的碳也较活泼,能可逆地加 氢还原,故可将NAD视为递氢体。反应时, NAD的尼克酰胺部分可接受一个氢原子及一 个电子,还有一个质子(H+)留在介质中。
也称为辅酶Q(CoQ)。 因广泛存在并具有醌结构而称泛醌。是一 种脂溶性醌类化合物。具有游动性,不与任 何酶复合体结合。 UQ由多个异戊二烯单位构成,不同来源 的泛醌其异戊二烯单位的数目不同,在哺乳 类动物组织中最多见的泛醌其侧链由10个异 戊二烯单位组成。 是一类氢传递体。
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UQ的功能基团是苯醌, 泛醌接受一个电子和一 个质子还原成半醌,再 接受一个电子和质子则 还原成二氢泛醌,后者 又可脱去电子和质子而 被氧化恢复为泛醌:
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烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP,辅酶Ⅱ, CoⅡ)也是有些脱氢酶的辅酶,它与NAD不 同之处是在腺苷酸部分中核糖的2′位碳上羟 基的氢被磷酸基取代而成。
第6章生物氧化课件
第6章生物氧化课件一、教学内容本章内容选自生物学教材第6章,主要围绕生物氧化过程展开讲解。
详细内容包括:生物氧化的基本概念、生物氧化过程及其在生物体内的作用、生物氧化与细胞呼吸的关系、生物氧化酶的特性和功能等。
二、教学目标1. 理解并掌握生物氧化的基本概念和过程;2. 了解生物氧化在生物体内的作用及其与细胞呼吸的关系;3. 掌握生物氧化酶的特性和功能。
三、教学难点与重点教学难点:生物氧化过程及其在生物体内的作用、生物氧化酶的特性和功能。
教学重点:生物氧化的基本概念、生物氧化与细胞呼吸的关系。
四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、黑板、粉笔、挂图;五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示动植物运动时肌肉疲劳的实例,引发学生对生物氧化在生物体内作用的思考。
2. 例题讲解:(1)生物氧化是什么?请举例说明。
(2)生物氧化与细胞呼吸有什么关系?(3)生物氧化酶的特性和功能是什么?3. 随堂练习:(1)判断题:生物氧化只存在于动物体内。
(错误)(2)选择题:生物氧化酶的活性受哪种因素影响?(答案:温度、pH值)4. 讲解:根据教材章节内容,详细讲解生物氧化的基本概念、过程、作用、生物氧化酶的特性和功能等。
六、板书设计1. 生物氧化基本概念2. 生物氧化过程3. 生物氧化在生物体内的作用4. 生物氧化与细胞呼吸的关系5. 生物氧化酶的特性和功能七、作业设计1. 作业题目:(1)简述生物氧化的基本概念。
(2)分析生物氧化与细胞呼吸的关系。
(3)举例说明生物氧化酶的特性和功能。
2. 答案:(1)生物氧化是指在生物体内,通过酶的催化作用,将有机物氧化为水和二氧化碳的过程。
(2)生物氧化与细胞呼吸有密切关系,细胞呼吸包括糖酵解、乳酸发酵和生物氧化三个阶段。
(3)生物氧化酶具有高效性、专一性和可逆性等特点,其主要功能是催化生物氧化反应,传递电子。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:引导学生课后查阅资料,了解生物氧化在生物体内的实际应用,如生物燃料电池、生物制药等,激发学生的学习兴趣和科研精神。
第6章生物氧化课件
第6章生物氧化课件一、教学内容1. 生物氧化的概念:生物体利用氧气氧化有机物质,释放能量的过程。
2. 生物氧化的意义:生物氧化是生命活动的基础,为生物体提供能量,维持生命活动。
3. 生物氧化的过程:有机物的氧化、能量的释放和水的。
4. 生物氧化酶:生物氧化过程中的催化剂,酶的特性及作用。
5. 生物氧化系统:细胞内参与生物氧化的器官和细胞器,如线粒体、内质网等。
二、教学目标1. 让学生理解生物氧化的概念,掌握生物氧化的意义和过程。
2. 使学生了解生物氧化酶的特性及作用,认识生物氧化系统的重要性。
3. 培养学生的观察、思考和分析问题的能力,提高学生的实验操作技能。
三、教学难点与重点重点:生物氧化的概念、意义、过程及生物氧化酶的作用。
难点:生物氧化系统的组成及功能。
四、教具与学具准备教具:多媒体课件、黑板、粉笔。
学具:教材、笔记本、实验器材。
五、教学过程1. 引入:通过一个简单的实验,让学生观察有机物在氧气存在下的变化,引发学生对生物氧化的兴趣。
2. 讲解:详细讲解生物氧化的概念、意义、过程及生物氧化酶的作用。
3. 示例:以呼吸作用为例,分析生物氧化过程在不同生物体中的差异。
4. 讨论:组织学生分组讨论,探讨生物氧化系统在细胞中的作用和重要性。
5. 实验:安排学生进行生物氧化相关实验,如酶活性实验,加深学生对生物氧化的理解。
六、板书设计板书内容:生物氧化概念:生物体利用氧气氧化有机物质,释放能量的过程。
意义:为生物体提供能量,维持生命活动。
过程:有机物的氧化、能量的释放和水的。
酶:生物氧化过程中的催化剂,酶的特性及作用。
系统:细胞内参与生物氧化的器官和细胞器,如线粒体、内质网等。
七、作业设计作业题目:1. 简述生物氧化的概念及其意义。
2. 描述生物氧化的过程,并说明其中的能量转化。
3. 列举两种生物氧化酶的特性,并解释它们在生物氧化过程中的作用。
4. 分析生物氧化系统在细胞中的重要性。
答案:1. 生物氧化是生物体利用氧气氧化有机物质,释放能量的过程。
第6章 生物氧化
功能:将电子从细胞色素 传递给 传递给O 功能:将电子从细胞色素C传递给 2
1 ADP和ATP的调节作用 和 的调节作用 ADP增高 增高/ATP降低 增高 降低 ADP降低 降低/ATP升高 降低 升高 2 甲状腺激素(促进) 甲状腺激素(促进) 甲亢病人基础代谢率高(活化 甲亢病人基础代谢率高(活化ATP酶) 酶 促进氧化磷酸化 抑制氧化磷酸化
46
3 氧化磷酸化的抑制剂
52
磷酸甘油脱氢酶
磷酸甘油穿梭 肌肉,神经) (肌肉,神经)
苹果酸-天冬氨酸甘油穿梭(肝脏,心脏) 苹果酸 天冬氨酸甘油穿梭(肝脏,心脏) 天冬氨酸甘油穿梭
苹果酸
1分子葡萄糖有氧氧化 分子葡萄糖有氧氧化 肌肉和神经组织中生成36ATP 肌肉和神经组织中生成 心脏和肝脏中生成38ATP 心脏和肝脏中生成
4
生物氧化的特点
生物氧化与体外燃烧的比较
生物氧化 反应条件 反应过程 能量释放 CO2生成方式 温 和 (体温、pH近中性) 体温、pH近中性) 逐步进行的酶促反应 逐步进行 (化学能、热能) 化学能、热能) 有机酸脱羧 体外燃烧 剧 烈 (高温、高压) 高温、高压) 一步完成 瞬间释放 (热能) 热能) 碳和氧结合
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生物氧化产物2 生物氧化产物
第一条呼吸链: 第一条呼吸链: NADH氧化呼吸链 氧化呼吸链
CytC
复合体Ⅰ 复合体Ⅰ
复合体Ⅲ 复合体Ⅲ
复合体Ⅳ 复合体Ⅳ
第六章 生物氧化
化学渗透假说简单示意图
线粒体内膜
线粒体基质
ADP
H2O
ATP
化 学 渗 透 假 说
化学渗透假说详细示意图
胞液侧 H+
H+ H+ Cyt c
+
+++++ +
++
+
线粒体内膜
Q
F
Ⅰ
Ⅱ
-
-
Ⅳ
0
- Ⅲ---
--
NADH+H+ NAD+
延胡索酸 琥珀酸
H2O 1/2O2+2H+
基质侧
ADP+Pi
-
F1
ATP
H+
ATP合酶的分子结构
线粒体膜间隙 线粒体内膜
线粒体基粒
第六章 生物氧化
一、概述
生物氧化-有机物质在生物体内的氧化分解。
生物氧化的两大体系: 线粒体生物氧化体系:产能 非线粒体生物氧化体系:生物转化 主要解毒,参与代谢物、药物及 毒物的清除、排泄
非线粒体生物氧化:生物转化 主要功能:解毒 超氧化物歧化酶(SOD )
清除体内的超氧离子(O2﹣)
2O2﹣+ 2H+ SOD H2O2 + O2 过氧化氢酶 H2O + O2
1.以下有关生物氧化的叙述有误的是 ( )。
A.生物氧化是有机物质在生物体内的氧 化分解过程;
B.生物氧化的两大体系是:线粒体生物 氧化体系及非线粒体生物氧化体系;
C.生物氧化过程ATP在人体内的生成方式 有底物磷酸化和氧化磷酸化;
第6章 生物氧化
第6章生物氧化一、名词解释1.氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)2.呼吸链(oxidative respiratory)3.底物水平磷酸化(substrate–level phosphorylation) 4.P/O比值(P/O ratio)二、选择题A1型题1.关于生物氧化与体外氧化燃烧的比较,正确的是( ) A.反应条件相同B.终产物相同C.产生C02方式相同D.能量释出方式相同E.均需催化剂2.能使氧化磷酸化加速的物质是( )A.ATPB.ADPC.CoAD.NAD+E.2,4-二硝基苯酚3.能作为递氢体的物质是( )A.Cytaa3B.CytbC.CytcD.FADE.铁硫蛋白4.下列有关生物氧化的叙述,错误的是( )A.三大营养素为能量主要来源B.生物氧化又称组织呼吸或细胞呼吸C.物质经生物氧化或体外燃烧产能相等D.生物氧化中C02经有机酸脱羧生成E.生物氧化中主要为机体产生热能5.人体内能量生成和利用的中心是( )A.葡萄糖B.ATPC.GTPD.磷酸肌酸E.脂肪酸6.下列哪种酶属于氧化酶( )A.NADH脱氢酶B.琥珀酸脱氢酶C.Cytaa3D.铁硫蛋白E.CoQ7.不以复合体形式存在而能在线粒体内膜碳氢相中扩散的是( ) A.CytcB.CoQC.CytcD.NAD+E.FAD8.高能化合物水解释放能量大于( )A.10kJ/molB.15kJ/molC.21kJ/molD.25kJ/molE.30kJ/mol9.肌肉组织中能量贮藏的主要形式是( )A.ATPB.GTPC.UTPD.磷酸肌酸E.磷酸肌醇10.生物氧化中( )A.C02为有机酸脱羧生成B.能量全部以热的形式散发C.H2O是有机物脱水生成D.主要在胞液中进行E.最主要的酶为加单氧酶11.下列有关细胞色素的叙述正确的是( )A.细胞色素P450位于线粒体基质中B.都受CN-与-CO的抑制C.有的细胞色素是递氢体D.不同细胞色素的酶蛋白部分不同E.辅基为铁卟啉12.在胞质中进行的与生成能量有关的代谢途径是( )A.三羧酸循环B.脂肪酸氧化C.电子传递D.氧化磷酸化E.糖酵解13.肌肉收缩时能量的直接供给者是( )A.UTPB.ATPC.磷酸肌酸D.葡萄糖E.脂肪酸14.体内ATP生成的主要方式是( )A.氧化磷酸化B.底物水平磷酸化C.有机磷酸化D.肌酸磷酸化E.糖原磷酸化15.不能阻断呼吸链电子传递的物质是( )A.CN-B.鱼藤酮C.抗霉素AD.2,4-二硝基苯酚E.阿米妥16.关于ATP的描述不正确的是( )A.体内所有合成反应能量都是由ATP提供B.ATP在提供高能磷酸键后,转变为ADP或AMPC.能量的生成、贮存和利用以ATP为中心D.ATP可以通过氧化磷酸化生成E.ATP的化学能可以转变为机械能17.呼吸链中能将电子直接传递给氧的传递体是( ) A.细胞色素bB.细胞色素CC.细胞色素aa3D.细胞色素C1E.铁一硫蛋白18.微粒体中下列哪种酶催化的反应需CytP450参加( ) A.加单氧酶B.过氧化氢酶C.细胞色素氧化酶D.过氧化物酶E.SOD19.关于电子传递链,错误的叙述是( )A.递氢体同时也是在递电子B.递电子体同时也是在递氢体C.电子传递方向从低向高电位D.电子传递释能使ADP磷酸化E.氧化磷酸化在线粒体内进行20.呼吸链中起电子传递作用的金属是( )A.MgB.ZnC.FeD.CoE.Mn21.辅酶Q能将电子传递给( )A.CytbB.CytcC.Cytc1D.CytaE.Cyta322.电子在细胞色素间传递的顺序为( )A.aa3→b→cl→c→02B.b→c1→c→aa3→02C.c l→b→aa3→02D.c→b→c l→aa3→02E.b→c→c l→aa3→0223.细胞色素aa3中除含有铁原子外还含有金属元素( ) A.MnB.MgC.CoD.ZnE.Cu24.关于电子传递链的叙述,错误的是( )A.电子传递链各组分组成4个复合体B.有NADH氧化呼吸链等两条呼吸链C.每对氢原子氧化时都生成2.5个ATPD.抑制细胞色素氧化酶后,各组分都处于还原态E.如氧化不与磷酸化偶联,仍可传递电子25.呼吸链中下列哪些物质之间存在偶联部位( ) A.CoQ和CytcB.Cytb和CytcC.丙酮酸和NAD+D.FAD和黄素蛋白E.Cytc和Cytaa326.琥珀酸氧化呼吸链的描述是( )A.由FAD、CoQ、细胞色素等组成B.琥珀酸脱氢酶含FMN和铁硫中心C.琥珀酸脱氢酶不属于黄素酶D.琥珀酸呼吸链电子传递过程消耗1个ATPE.细胞色素aa3传递1个电子以激活氧原子27.下列哪个物质不是琥珀酸呼吸链的组分( ) A.NAD+B.FADC.CoQD.Cytaa3E.Cytb28.心肌中乳酸彻底氧化可产生多少分子ATP( ) A.18B.17C.15D.13E.1129.脂溶性的递氢体是( )A.FADB.FMNC.NAD+D.Fe-SE.CoQ30.位于线粒体内膜的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是( ) A.FADB.NAD+C.NADP+D.FMNE.FH431.在二硝基苯酚存在下,β-羟丁酸氧化时的P/O比值为( ) A.0B.1C.2D.3E.432.参与呼吸链组成成分的维生素是( )A.VitB1B.VitB2C.VitCD.VitDE.VitE33.关于ATP合酶的叙述正确的是( )A.由F l和F0两部分组成B.F l含有寡霉素敏感蛋白C.F0部分构成电子通道D.F l由αβγ3个亚基组成E.F1的γ亚基构成质子通道34.关于高能磷酸键的叙述正确的是( )A.所有高能键都是高能磷酸键B.高能键只在电子传递链中偶联产生C.实际上并不存在键能特别高的高能键D.有ATP参与的反应都是不可逆的.E.高能磷酸键都是以核苷二磷酸或核苷三磷酸的形式存在35.1分子NAD+在电子传递链中可接受( )A.两个氢原子B.两个电子C.1个H+和1个电子D.1个H和1个电子E.两个H+和两个电子36.呼吸链中不具有质子泵功能的是( )A.复合体IB.复合体ⅡC.复合体ⅢD.复合体ⅣE.Cytaa337.P/O比值的含义是( )A.每消耗1mol氧分子所消耗的无机磷摩尔数B.每消耗1mol氧分子所合成ADP的摩尔数C.每消耗1mol氧原子所消耗ATP的摩尔数D.每消耗1mol氧原子所合成ATP的摩尔数E.每消耗1mol氧分子所合成ATP的摩尔数38.能以底物水平磷酸化的方式生成ATP的代谢途径是( )A.糖酵解B.糖异生C.磷酸戊糖途径D.脂肪酸β氧化E.糖原分解39.关于ATP合成机制的叙述正确的是( )A.合成ATP在ATP合酶的F1部分进行B.ATP合酶F0含有较多亲水氨基酸C.仅有β亚基参加ATP的合成D.F0的作用仅是固定F1于线粒体内膜E.质子逆浓度梯度回流时释放出能量40.近年来关于氧化磷酸化机制最普遍公认的学说为( )A.Wieland学说B.Mitchell学说C.Keilin学说D.Warbuig学说E.化学偶联学说41.胞液中NADH经α-磷酸甘油穿梭作用进入线粒体内完成氧化磷酸化,其P/O比值为( )A.1B.1.5C.2D.4E.542.氰化物中毒是由于抑制了哪种细胞色素( )A.CytaB.CytbC.CytcD.Cvtc1E.Cytaa343.体外实验证明β-羟丁酸氧化时的P/O比值为2.7,脱下的2H从何处进入呼吸链( ) A.FADB.Cytaa3C.C O QD.CytbE.NAD+44.二硝基酚是氧化磷酸化的( )A.激活剂B.抑制剂C.解偶联剂D.促偶联剂E.无影响物45.调节氧化磷酸化的最主要的因素是( ) A.氰化物B.解偶联剂C.Cytaa3D.[ADP]/[ATP]E.甲状腺素46.可抑制ATP合酶作用的物质是( )A.寡霉素B.鱼藤酮C.异戊巴比妥D.抗霉素AE.氰化物47.CoQ能传递氢是因为分子中含有( )A.异戊二烯B.苯醌结构C.异咯嗪环D.铁硫簇E.铁卟啉类48.关于细胞色素的叙述,正确的是( )A.各种细胞色素的辅基完全相同B.细胞色素b560可被CN-抑制C.细胞色素C氧化酶不含细胞色素D.所有细胞色素与线粒体内膜紧密结合E.线粒体外也有细胞色素存在49.CO影响氧化磷酸化的机制是( )A.加速ATP水解为ADP和PiB.解偶联作用C.使物质氧化所释放的能量大部分以热能形式消耗D.影响电子在细胞素b与c l之间传递E.影响电子在细胞色素aa3与02之间传递50.关于化学渗透假说,错误的是( )A.由PeterMitchell首先提出B.把H+从内膜外侧泵到内膜基质侧C.在线粒体内膜两侧形成电化学梯度D.质子回流时驱动ATP的生成E.质子泵的作用在于贮存能量51.胞液中产生的NADH可以( )A.直接进入线粒体氧化B.将H交给FAD,生成FADH2进入线粒体氧化C.还原磷酸二羟丙酮后生成的还原产物可进入线粒体D.由肉毒碱协助进入线粒体进一步氧化E.通过线粒体内膜上相应载体进入线粒体52.关于线粒体DNA(mtDNA)的叙述,错误的是( )A.mtDNA是线状双螺旋结构B.人mtDNA编码13条多肽链C.mtDNA基因突变常可影响氧化磷酸化D.mtDNA缺乏蛋白质保护和损伤修复系统E.mtDNA突变以母系遗传为主53.下列不属于高能化合物的是( )A.1,3-二磷酸甘油酸B.磷酸肌酸C.磷酸烯醇式丙酮酸D.6-磷酸葡萄糖E.琥珀酰辅酶A54.苹果酸-天冬氨酸穿梭的生理意义是( )A.将草酰乙酸带入线粒体彻底氧化B.维持线粒体内外有机酸的平衡C.为三羧酸循环提供足够的草酰乙酸D.将胞液中NADH上的H带入线粒体E.将乙酰CoA转移出线粒体55.下列哪种物质脱下的一对氢经呼吸链传递后P/O比约为3( )A.β-羟丁酸B.琥珀酸C.α-磷酸甘油D.抗坏血酸E.脂酰CoA56.能在线粒体内膜自由移动,破坏电化学梯度的是( )A.寡霉素B.鱼藤酮C.2,4-二硝基苯酚D.抗霉素AE.ADP57.线粒体内膜外的H+( )A.浓度高于线粒体内的H+浓度B.浓度低于线粒体内的H+浓度C.可自由进入线粒体D.进入线粒体需载体转运E.进入线粒体需耗能58.线粒体氧化磷酸化解偶联意味着( )A.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ATPE.线粒体内ADP浓度降低59.胞液NADH经苹果酸-天冬氨酸穿梭进入线粒体发生氧化磷酸化反应,其P/O 比值为( )A.1B.1.5C.2D.2.5E.360.可兼作需氧脱氢酶和不需氧脱氢酶辅酶的是( )A.NAD+B.NADP+C.FADD.CytbE.CoQ61.调节氧化磷酸化作用的激素( )A.肾上腺素B.甲状腺素C.肾上腺皮质激素D.胰岛素E.生长素62.劳动或运动时ATP因消耗而大量减少,此时( )A.ADP相应增加,ATP/ADP下降,呼吸随之加快,氧化磷酸化升高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.氧化磷酸化速度不变E.以上都不对63.脱下的氢进入琥珀酸氧化呼吸链的反应是( )A.脂酰CoA→烯脂酰CoAB.6-磷酸葡萄糖→6一磷酸葡萄糖酸C.丙酮酸→乙酰CoAD.苹果酸→草酰乙酸E.谷氨酸→α-酮戊二酸64.ATP从线粒体转运至胞液是通过( )A.简单扩散B.易化扩散C.通过载体与ADP交换D.逆浓度梯度主动转运E.协同运输B1型题(1-4题共用备选答案)A.NADHB.NADPHC.细胞色素bD.铁卟啉E.细胞色素P4501.属于呼吸链中递氢体的是( )2.既是呼吸链中递氢体,又是递电子体的是( )3.属于呼吸链中递电子体的是( )4.为羟化反应提供氢的是( )(5-7题共用备选答案)A.异戊巴比妥B.寡霉素C.铁螯合剂D.COE.二硝基苯酚5.氧化磷酸化的解偶联剂是( )6.细胞色素氧化酶的抑制剂是( )7.可与ATP合酶结合的物质是( )(8-10题共用备选答案)A.F0F l复合体B.F1的γ的亚基C.F0D.F l的ε亚基E.F l的β亚基8.构成H+通道的是( )9.催化合成ATP的是( )10.结合ADP、Pi的部位是( )(11-15题共用备选答案)A.氧化酶类B.需氧脱氢酶类C.加单氧酶D.过氧化物酶E.SOD(1-5题共用备选答案)11.防御超氧离子对人体侵害的酶是( )12.催化代谢物脱氢并以氧为受氢体,反应产物是过氧化氢的酶称( ) 13.直接作用于底物并获电子再交给氧生成水的酶称( )14.将一个氧原子加到底物,另一个氧原子还原为水的酶称( ) 15.催化过氧化氢氧化不同底物的酶是( )(16-20题共用备选答案)A.1,3-二磷酸甘油酸B.琥珀酰CoAC.ATPD.AMPE.磷酸肌酸16.高能硫酯化合物是( )17.不属于高能化合物的是( )18.含有两个高能磷酸键的是( )19.能量的暂时储存形式是( )20.糖酵解过程中产生的高能化合物是( )三、填空题1.ATP生成的主要方式有和。
第六章 生物氧化
第六章生物氧化Biological Oxidation一、授课章节及主要内容:第六章生物氧化二、授课对象:临床医学、预防、法医(五年制)、临床医学(七年制)三、授课学时本章共4节课时(每个课时为45分钟)。
讲授安排如下:第一次课(2学时):第一节生成A TP的氧化体系——氧化磷酸化偶联部位第二次课(2学时):影响氧化磷酸化的偶联机理——第二节其他氧化体系四、教学目的与要求生物氧化、呼吸链和氧化磷酸化的定义; ATP生成的方式;氧化磷酸化的过程。
五、重点与难点重点:1.主要是生成ATP的氧化体系;2.呼吸链电子传递的过程;3.ATP生成的方式;4.A TP的利用和储存形式;5.胞浆NADH+H+的氧化。
难点:氧化磷酸化的偶联机理六、教学方法及授课大致安排以面授为主,适当结合临床提问启发。
每次课预留5分钟小结本次课掌握内容及预留复习题,全章结束后小结本章内容。
七、主要外文专业词汇biological oxidation (生物氧化) electron transfer chain (电子传递链)respiratory chain (呼吸链) NAD+ (氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)oxidative phosphorylation (氧化磷酸化) α-glycerophosphate shuttle (α-磷酸甘油穿梭)uncoupler (解偶联剂) CoQ (辅酶Q)malate-asparate shuttle (苹果酸-天冬氨酸穿梭) superoxide dismutase(SOD) (超氧物歧化酶) catalase (过氧化氢酶) FMN (黄素腺嘌呤单核苷酸)mixed-function oxidase (混合功能氧化酶) creatine phosphate (磷酸肌酸)ATP synthase (ATP合酶) FAD (黄素腺嘌呤二核苷酸)chemiosmotic hypothesis (化学渗透假说) peroxidase (过氧化物酶)cytochrome (细胞色素) NADP+ (氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)八、思考题1.何为生物氧化?有何特点?2.试述呼吸链的定义,体内有哪两条呼吸链?3.试写出两条呼吸链组分的排列次序和ATP的生成部位。
生物化学 生物氧化(6)
基质 嵴 内膜
外膜
外膜 膜间腔 F1-F0复合体
内膜
F1亚基 F0亚基
膜间腔
线粒体结构模式图
线粒体嵴的分子组成
2020/6/11
27
线粒体的结构
2020/6/11
呼吸链
28
二、电子传递链的组成及电子传递顺序
1、电子传递中有四个复合体参与:
OO CH3 C O P O-
O-
乙酰磷酸
O
O
RC O P O A
O
O
O-
H3N+ C O P OO-
酰基腺苷酸
O
O
氨甲酰磷酸 RCH C O P O A
N+H3
O-
氨酰基腺苷酸
(B) 焦磷酸化合物
OO
O- P O P O-
O-
O-
焦磷酸
O O- P
O-
ATP(三磷酸腺苷)
7.3千卡/摩尔
O O- P
O-
O O- P
O-
NH2
N
N
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
(C)烯醇式磷酸化合物
COOH O CO PO CH2 O
磷酸烯醇式丙酮酸 14.8千卡/摩尔
(2) 氮磷键型
O
O
NH
PO
NH
PO
C NH O N CH3 CH2COOH
C NH O N CH3 NH2 CH2CH2CH2CHCOOH
CH2 H3C S+ A
3.最重要的高能化合物ATP (三磷酸腺苷)
NH2
N
N
~ ~ O-
Oγ
P O-
第六章 生物氧化与氧化磷酸化(ok)
H2 O
FADH2呼吸链
琥珀酸 FAD CoQH2 2Fe3+
细胞色素
O2-
H2 O
Fe
延胡索酸 FADH2
S
CoQ
b- c1 - c-aa3
2Fe2+
1 2 O2
2H+
呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
电子传递中有四个复合体参与(P179):
NADH脱氢酶(复合体I) 琥珀酸脱氢酶(复合体Ⅱ ) 细胞色素还原酶(复合体 III ) 细胞色素氧化酶(复合体Ⅳ)
细胞色素类 铁硫蛋白 (Fe-S)
Cyt c1 Cyt c Cyt aa3 O2
原核细胞存在于质膜上 真核细胞存在于线粒体的内膜上
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
NAD(P)H + H+
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
传递电子机理:Fe3+
-e
Fe2+
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
细胞色素
特点 : 以血红素(heme)为辅基,血红素的主要
成份为铁卟啉。
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cytc1、cytc在呼 吸链中为电子传递体,a和a3以复合物物存在,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。
第6章 生物氧化
生物化学与分子生物学教研室
FMN的结构
黄素蛋白中的FAD的结构
1、复合体Ⅰ—— NADH脱氢酶
其作用是催化NADH的2H传递至泛醌(辅酶Q), 同时将4个质子由线粒体基质(M侧)转移至膜 间隙(C侧)。 动物的复合物Ⅰ由42条肽链组成,呈L型,含有 黄素蛋白(FMN为辅酶)和铁硫蛋白(铁硫簇为 辅酶),分子量接近1MD,以二聚体形式存在。 电子传递的方向为:NADH→FMN→Fe-S→Q,总 的反应结果为:NADH + 5H+M + Q→NAD+ + QH2 + 4H+C
生物化学与分子生物学教研室
线粒体结构
生物化学与分子生物学教研室
(一) 呼吸链的组成
用胆酸、脱氧胆酸处理线粒体内膜,可以得到 四个具有电子传递功能的酶复合体和1个ATP合酶。
辅酶Q和细胞色素C 不属于任何一种复合物。辅 酶Q溶于内膜、细胞色素C位于线粒体内膜的外侧, 属于膜的外周蛋白。
生物化学与分子生物学教研室
(Fe-S)
O2
-
NDP
-
ATP
寡霉素
生物化学与分子生物学教研室
2、ADP的调节作用:ADP增多,促进磷酸化。 3、甲状腺激素:促进氧化磷酸化;使偶联蛋白 基因表达增加,引起耗氧和产热增加。 4、线粒体DNA突变
生物化学与分子生物学教研室
四、ATP
(一)高能化合物与ATP
第6章生物氧化习题
第6章生物氧化习题第六章生物氧化复习测试(一)名词解释1.生物氧化2.α-脱羧3.氧化脱羧4.呼吸链5.氧化磷酸化6.底物水平磷酸化7.P/0比值8.氧化磷酸化解偶联9.递氢体和递电子体10.苹果酸-天冬氨酸穿梭(二)选择题A型题:1.生物氧化CO2的产生是:A.呼吸链的氧化还原过程中产生B.有机酸脱羧C.碳原子被氧原子氧化D.糖原的合成E.以上都不是2.生物氧化的特点不包括:A.遂步放能B.有酶催化C.常温常压下进行D.能量全部以热能形式释放E.可产生ATP3.可兼作需氧脱氢酶和不需氧脱氢酶的辅酶是:A.NAD+B.NADP+C.FADD.CoQE.CytC4.NADH氧化呼吸链的组成部份不包括:A.NAD+B.CoQC.FADD.Fe-SE.Cyt5.下列代谢物经过一种酶脱下的2H,不能经过NADH呼吸链氧化的是:A.苹果酸B.异柠檬酸C.琥珀酸D.丙酮酸E.a-酮戊二酸6.丙酮酸转变成乙酸辅酶A的过程是:A.α-单纯脱酸,B.β-单纯脱酸C.α-氧化脱酸D.β-氧化脱酸E.以上都不是7.下列关于呼吸链的叙述哪项是错误的:A.复合体Ⅲ和Ⅳ为两条呼吸链共有B.可抑制Cytaa3阻断电子传递C.递氢体只递氢,不传递电子D.Cytaa3结合较紧密E.ATP的产生为氧化磷酸化8.各种细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是:A.a→a3→b→C1→1/2O2B.b→C1→C→a→a3→1/2O2C.a1→b→c→a→a3→1/2O2D.a→a3→b→c1→a3→1/2O2E.c→c1→b→aa3→1/2O29.电子按下列各式传递,能偶联磷酸化的是:A.Cytaa3→1/2O2B.琥珀酸→FADC.CoQ→CytbD.SH2→NAD+E.以上都不是10.关于呼吸链组成成分说法错误的是:A.CoQ通常与蛋白质结合形式存在B.Cyta与Cyta3结合牢固C.铁硫蛋白的半胱氨酸的硫与铁原子连接D.细胞色素的辅基为铁卟啉E.FAD的功能部位为维生素B211.体内参与各种供能反应最普遍最主要的是:A.磷酸肌酸B.ATPC.UTPD.CTPE.GTP12.肌酸激酶催化的化学反应是:A.肌酸→肌酐B.肌酸+ATP磷酸肌酸+ADPC.肌酸+CTP磷酸肌酸+CDPD.乳酸→丙酮酸E.肌酸+UTP磷酸肌酸+UDP13.调节氧化磷酸化作用中最主要的因素是:A.ATP/ADPB.FADH2C.NADHD.Cytaa3E.以上都不是14.胞液中的NADH:A.可直接进入线粒体氧化B.以α-磷酸甘油穿梭进入线粒体氧化C.不能进入线粒体进行氧化D.在微粒体内氧化E.以上都不是15.关于苹果酸-天冬氨酸穿梭错误的是:A.主要在肝和心肌中发生B.以苹果酸形式进入线粒体C.经该穿梭作用,NADH氧化产生3分子ATPD.穿梭过程中有转氨基作用E.以上都不是16.属于底物水平磷酸化的反应是:A.1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸B.苹果酸→草酰乙酸C.丙酮酸→乙酰辅酶AD.琥珀酸→延胡索酸E.异柠檬酸→α-酮戊二酸17.体内ATP生成较多时可以下列何种形式储存:A.磷酸肌酸B.CDPC.UDPD.GDPE.肌酐18.某底物脱下的2H氧化时P/O比值约为3.0,应从何处进入呼吸链:A.FADB.NAD+C.CoQD.CytbE.Cytaa319.催化的反应与H2O2无关的是:A.SODB.过氧化氢酶C.羟化酶D.过氧化物酶E.以上都不是20.符合不需氧脱氢酶的叙述是:A.其受氢体不是辅酶B.产物一定有H2O2C.辅酶只能是NAD+而不能是FADD.还原型辅酶经呼吸链后氢与氧结合成H2OE.辅酶一定含有Fe-S21.调节氧化磷酸化最重要的激素为:A.肾上腺素B.甲状腺素C.肾上腺皮质的激素D.胰岛素E.生长素22.细胞色素含有:A.胆红素B.铁卟啉C.血红素D.FADE.NAD+23.在胞液中进行与能量生成有关的过程是:A.三羧酸循环B.电子传递C.糖酵解D.脂肪酸的β氧化E.糖原合成24.关于NAD+的性质说法错误的是:A.烟酰胺部分可进行可逆的加氢与脱氢B.与蛋白质等物质结合形成复合体C.不需氧脱氧酶的辅酶D.每次接受两个氢及两个电子E.其分子中含维生素PP25.阻断Cytaa3→O2的电子传递的物质不包括:A.CN-B.N3-C.COD.阿米妥E.NaCN26.关于非线粒体的生物氧化特点叙述错误的是:A.可产生氧自由基B.仅存在于肝C.参与药物、毒物及代谢物的生物转化D.不伴磷酸化E.包括微粒体氧化体系,过氧化物酶体系及SOD27.线粒体氧化磷酸化解偶联是指:A.线粒体内膜ATP酶被抑制B.线粒体能利用氧但不能生成ATPC.抑制电子传递D.CN—为解偶联剂E.甲状腺素亦为解偶联剂28.下列不是加单氧酶生理功能的是:A.参与某些激素的灭活B.参与维生素D的灭活C.参与胆汁酸的合成D.参与肝的生物转化E参与药物代谢29.符合高能磷酸键叙述的是:A.含高能键的化合物都含有高能磷酸键B.有高能磷酸键变化的反应都是不可逆的C.体内高能磷酸键产生主要是氧化磷酸化方式D.体内的高能磷酸键主要是CTP形式E.体内的高能磷酸键仅为ATP30.催化反应RH+NADPH+H++O2→ROH+NADP++H2O的酶是:A.混合功能氧化酶B.过氧化物酶C.SODD.过氧化氢酶E.以上都不是B 型题:A.异咯嗪B.铁硫蛋白C.苯醌结构D.烟酰胺E.铁卟啉1.FAD传递氢的功能部分:2.NAD+能传递氢的功能部分:3.CoQ能传递氢的功能部分:4.细胞色素传递电子的功能部分:A.α-单纯脱羧B.β-单纯脱羧C.α-氧化脱羧D.β-氧化脱羧E.转氨基作用5.氨基酸脱羧:6.丙酮酸脱氢生成乙酰辅酶A:7.草酰乙酸脱羧生成丙酮酸:8.苹果酸脱羧生成为丙酮酸:A.丙酮酸B.磷酸烯醇式丙酮酸C.磷酸肌酸D.UTPE.ATPP的物质是:9.不含高~○10.高能磷酸键利用的主要形式是:11.糖原合成过程中能量的利用形式是:12.高能磷酸键的主要储存形式是:A.过氧化氢酶B.混合功能氧化酶C.CKD.LDHE.LPL13.细胞定位在微粒体的是:14.定位在过氧化物酶体的是:15.与H2O2有关的酶是:(三)问答题1.比较体内氧化与体外氧化的异同2.体内CO2的产生的方式有哪些?3.试述呼吸链的组成成分及功能?并写出体内两条主要呼吸链的传递链?4.影响氧化磷酸化的因素有哪些?5.如何理解生物体内的能量代谢是以ATP为中心的?五、参考答案(一)名词解释1.营养物质在体内氧化分解为CO2和H2O,并逐步释放能量的过程称生物氧化。
(整理)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CO2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。
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,下列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.下列哪一种氧化还原体系的氧化还原电位最大?( C )A、延胡羧酸→丙酮酸B、CoQ(氧化型) →CoQ(还原型)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,可能是由于阻断下列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.下列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.下列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.下列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.下列呼吸链组分中氧化还原电位最高的是:( 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、氧化还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。
第六章生物氧化(本科第七版)
FADH2或FMNH2
2)铁硫蛋白(铁硫中心)及其辅基铁硫簇(Fe-S):在 生物氧化中起递电子的作用。
5、复合体Ⅲ
复合体Ⅲ又叫泛醌-细胞色素C还原酶,细胞色素 b-c1复合体,含有细胞色素b(b562, b566)、细胞 色素c1和一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein)。
电子传递过程:CoQH2→(Cyt b566(L)→Cyt
NADH氧化呼吸链
FADH2氧化呼吸链
琥珀酸
FAD (Fe-S) NADH FMN (Fe-S) CoQ Cyt b→Cyt c1→Cyt c Cyt aa3 O2
二、 ATP的生成
底物水平磷酸化
ATP生成方式 氧化磷酸化
底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation ): 底 物脱氢使分子内部能量重新分布,生成的高能键, 直接转给ADP磷酸化生成ATP的过程。
F
+
-
Ⅰ
NAD+
Ⅱ
NADH+H+
延胡索酸 琥珀酸
-
Ⅲ -
- 1/2O2+2H+
- H2 O
Ⅳ
0
F1
基质侧
ADP+Pi ATP H+
2、ATP合酶(ATP synthase):复合体Ⅴ
F0(疏水部分):由a1b2c9~12亚基组成,是镶嵌
在线粒体内膜中的质子通道
ATP合酶
F1(亲水部分):由33亚基组成,其功能是
能量,当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。
简 单 示 意 图
线 粒 体 内 外 膜 间 隙
线粒体内膜 线粒体基质
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TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
H2O
目录
第一节
生成ATP的氧化磷酸化体系
The Oxidative Phosphorylation System with ATP Producing
目录
一、呼吸链
? 定义 指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具
有电子传递功能的酶复合体,可通过链锁的氧化 还原将代谢物脱下的电子最终传递给氧生成水。 这一系列酶和辅酶称为 呼吸链 (respiratory chain) 又称电子传递链 (electron transfer chain)。
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
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→
目录
人线粒体呼吸链复合体
复合体
酶名称
复合体Ⅰ NADH-泛醌 还原酶
复合体Ⅱ 琥珀酸-泛醌 还原酶
复合体Ⅲ 泛醌-细胞色 素C还原酶
细胞色素c
质量 (kD) 850
多肽 链数
39
功能辅基 FMN,Fe-S
140 4
FAD,Fe-S
250
11 血红素bL, bH, c1,
Fe-S
13
1
血红素c
含结合位点
? 电子传递过程: CoQH2→(Cyt bL→Cyt bH) →Fe-S →Cytc1→Cytc
目录
细胞色素 (cytochrome, Cyt) 细胞色素是一类以 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。
目录
? 复合体Ⅲ的电子传递通 过“Q循环” 实现。
? 复合体Ⅲ每传递2个电 子向内膜胞浆侧释放 4 个H+,复合体 Ⅲ也有 质子泵作用 。
目录
NADH+H+ NAD+
FMN FMNH2
还原型Fe-S 氧化型Fe-S
Q QH2
复合体Ⅰ的功能
目录
2、复合体Ⅱ功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌。 ? 复合体Ⅱ是三羧酸循环中的 琥珀酸脱氢酶 ,又 称琥珀酸-泛醌还原酶 。 ? 电子传递: 琥珀酸→FAD→几种Fe-S →CoQ ? 复合体Ⅱ没有H+泵的功能。
? Cyt a3–CuB形成活性双核中心,将电子传递给 O2。每2个电子传递过程使 2个H+跨内膜向胞浆 侧转移 。
? Cyt c是呼吸链唯一水 溶性球状蛋白 ,不包含 在复合体中。将获得的 电子传递到复合体 Ⅳ。
目录
4、复合体Ⅳ将电子从细胞色素 C传递给氧
? 复合体Ⅳ又称细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase) 。
? 电子传递: Cyt c→CuA→Cyt a→Cyt a 3– CuB→O 2
目录
目录
3、复合体Ⅲ功能是将电子从还原型泛醌传递给细 胞色素 c。
? 复合体Ⅲ又叫泛醌-细胞色素C还原酶,细胞色 素b-c1复合体,含有细胞色素 b(b562, b566) 、 细胞色素 c1和一种可移动的铁硫蛋白 (Rieske protein) 。
? 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。
第6章
生物氧化
Biological Oxidation
目录
?生物氧化的概念
物质在生物体内进行氧化称 生物氧化 (biological oxidation) ,主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解 时逐步释放能量,最终生成 CO2 和 H2O的过程。
糖 脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
ADP+Pi
能量
ATP
? 组成 递氢体和电子传递体( 2H ? 2H+ + 2e)
目录
(一)氧化呼吸链由4种具有传递电子能力 的复合体组成
酶复合体是线粒体内膜氧化呼吸链的天然存 在形式,所含各组分具体完成电子传递过程。电 子传递过程释放的能量驱动 H+移出线粒体内膜, 转变为跨内膜 H+梯度的能量,再用于 ATP的生物 合成。
CoQ→ Fe -S→ CoQ ? 每传递2个电子可将 4个H+从内膜基质侧泵到
胞浆侧,复合体Ⅰ有质子泵功能 。
目录
NAD+和NADP +的结构
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 FMN·。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。
目录
铁硫蛋白中辅基 铁硫中心 (Fe-S)含有等量铁原 子和硫原子,其中一个铁原子可进行 Fe2+ ? Fe3++e 反应传递电子。 属于单电子传递体 。
热能
目录
?生物氧化与体外氧化之相同点 ? 生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、 失电子,遵循氧化还原反应的一般规律。 ? 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。
目录
? 生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
体外氧化
? 反应环境温和,酶促反应逐步 进行,能量逐步释放,能量容
? 能量突然释放。
易捕获,ATP生成效率高。
? 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;
脱下的氢与氧结合产生 H2O, 有机酸脱羧产生CO2。
? 物质中的碳和氢直接 氧 结 合 生 成 CO2 和 H2O 。
目录
? 生物氧化的一般过程
糖原
三酯酰甘油
葡萄糖
脂酸+甘油
乙酰CoA
蛋白质 氨基酸
? 表示无机硫
目录
铁硫蛋白
S 无机硫 S 半胱氨酸硫
目录
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 。内膜中 可移动电子载体 , 在各复合体间募集并穿梭传递还原当量和电子。在 电 子传递和质子移动 的偶联中起着核心作用。
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
复合体Ⅳ 细胞色素C氧 162 13 血红素a,a3, Cyt c(膜间隙侧)
化酶
CuA, CuB
? 泛醌不包含在上述四种复合体中。
目录
4H+Βιβλιοθήκη Ⅱ琥珀酸胞液侧
延胡索酸
基质侧 Ⅰ