军队文职人员招聘考试《专业科目(农学)》辅导教材(生物能学与生物氧化)【圣才出品】
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2．自由能（G）的概念 自由能是指凡是能够用于做功的能量。通常可用的能量分为两种。一种是热能，热能做 功只能引起温度或压力的变化；另一种是自由能，这种能可在恒温恒压下做功。自由能可用 来判断机体内某一过程能否自发进行。
3．ΔG、GӨ、ΔGӨ、ΔGӨ′所表示的化学含义 （1）ΔG：在恒温恒压下，体系发生变化时的自由能变化。 （2）GӨ：标准条件下的自由能。标准条件是指反应的温度为25℃，大气压为1atm （101325Pa），参加反应的物质和生成物质的浓度都是1mol/L。反应环境的pH为7。 （3）ΔGӨ：化学反应的自由能变化是指反应物自由能的总和与产物自由能总和之差，
图 1-9-1 ATP 的结构 ATP生物学作用： （1）是机体能量的暂时贮存形式：在生物氧化中，ADP能将呼吸链上电子传递过程中 所释放的电化学能以磷酸化生成ATP的方式贮存起来，因此ATP是生物氧化中能量的暂时贮 存形式。 （2）是机体其他能量形式的来源：ATP分子内所含有的高能键可转化成其他能量形式， 以维持机体的正常生理机能。
三、从反应熵和平衡常数计算标准自由能变化 ΔG（T）与KӨ的反应关系式为：
G RT ln K
式中 R 为气体常数，R＝1.98×10－3kcal/mol·K（K 为绝对温度 298K，即 25℃）。
四、在热力学上不能自发进行的反应可以由有利反应所推动 1．不能自发进行的反应被推动的原因 在给定的条件下，无需外界帮助，一经引发即能自动进行的过程或反应，称为自发反应。 同等条件下，自发反应的逆反应为非自发的。反应总是在一定条件下进行的。要讨论反应的 自发性，也要指明反应条件。
2．ΔGӨ与ΔEӨ的反应关系式
G nFE
2 / 17
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
www.100xuexi.com
其中n表示转移的电子数，F为法拉第常数（1法拉第＝96485C/mol），ΔEӨ的单位为V， ΔGӨ的单位为J/mol。当ΔEӨ为正值时，ΔGӨ为负值，是放能反应，反应能自发进行；ΔEӨ为 负值时，ΔGӨ为正值，是吸能反应，反应不能自发进行。
六、ATP是生物系统中自由能的“通用货币” 1．ATP的中文名称 ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的核苷酸，其中文名为 三磷酸腺苷。
4 / 17
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
www.100xuexi.com
2．分子结构特性、活化形式、水解方式以及生物学作用 ATP（三磷酸腺苷）是高能磷酸化合物的典型代表，它是由一分子腺嘌呤、一分子核糖 和三个相连的磷酸基团构成的核苷酸。与分子中的腺苷基团相连的三个磷酸基团开始依次为 α、β和γ基团。酸酐键相连的每个磷酸基团缺失两个电子，使酸酐键之间的稳定性降低（低 于 磷 脂 键 ）， 极 易 断 裂 。 ATP 水 解 时 能 释 放 出 大 量 能 量 ， 标 准 条 件 下 ATP 水 解 能 释 放 约 30.5kJ/mol能量。
二、从标准氧化还原电势差计算标准自由能变化 1．E、EӨ、ΔEӨ、ΔEӨ′所表示的化学含义 （1）E：还原剂失去电子的倾向（或氧化剂得到电子的倾向）的大小，则称为氧化还 原电势。 （2）EӨ：在标准条件下，每一个氧化还原电对都有一个标准的氧化还原电势。 （3）ΔEӨ：标准氧化还原电势的变化。 （4）ΔEӨ′：通常在标准条件下，并且反应进行的环境为pH＝7时所发生的标准氧化电 势变化。
1 / 17
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
www.100xuexi.com
标准生成自由能变化的符号用∆Gϴ表示。 （4）ΔGӨ′：通常在标准条件下，并且反应进行的环境为pH＝7时所发生的标准自由能
变化，用ΔGӨ′表示。
4．ΔG的计算公式及意义 ∆G＝∆H－TΔS 式中，∆G：在恒温恒压下，体系发生变化时的自由能变化；ΔH：体系焓的变化；T： 体系的绝对温度；ΔS：体系的熵变。 在一个反应中，如果∆G＝0，则表示该反应是可逆反应；∆G＜0，该反应不能发生； ∆G＞0，反应可以进行。
2．计算公式 ∆G＝∆H－TΔS 式中，∆G：在恒温恒压下，体系发生变化时的自由能变化；ΔH：体系焓的变化；T： 体系的绝对温度；ΔS：体系的熵变。 在一个反应中，如果∆G＝0，则表示该反应是可逆反应；∆G＜0，该反应不能发生； ∆G＞0，反应可以进行。所谓非自发过程（它的逆向过程必∆G ＜0，并能自发发生）。因 此G单独可以作为过程自发性的判据。
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
www.100xuexi.com
第九章 生物能学与生物氧化
第一节 生物能学原理
一、自由能变化是一个反应能否自发反应的根据 1．生物氧化的定义及概念 生物氧化是在生物体内，从代谢物wk.baidu.com下的氢及电子，通过一系列酶促反应与氧化合成水， 并释放能量的过程。也指物质在生物体内的一系列氧化过程。主要为机体提供可利用的能量。 在真核生物细胞内，生物氧化都是在线粒体内进行，原核生物则在细胞膜上进行。
3 / 17
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
www.100xuexi.com
五、高能磷酸化合物 1．高能磷酸化合物的定义 机体内有许多磷酸化合物，当其磷酰基水解时，能释放出大于 25kJ/mol 的自由能，这 类化合物称为高能磷酸化合物。这些分子中的酸酐键，能释放出大量自由能。
2．高能化合物的主要类型——磷氧键型和氮磷键型 （1）磷氧键型 高能磷酸键指磷酸化合物中具有高能的磷酸键，其键能在5kcal/mol（1cal＝4.18J）以 上。如酰基磷酸化物、焦磷酸化物、烯醇式磷酸化物中的磷氧键型（-O～P），酰基辅酶A 中的硫酯键型（-CO-S），S-腺苷甲硫氨酸中的甲硫键型（-S-CH3）和胍基磷酸化物的氮 磷键型（-N～P）均属高能磷酸键。 （2）氮磷键型 磷酸肌酸又称肌酸磷酸，肌酸N-磷酸。肌肉或其他兴奋性组织（如脑和神经）中的一 种高能磷酸化合物，是高能磷酸基的暂时贮存形式。它属于氮磷键型中的胍基高能磷酸化合 物之一。
3．ΔG、GӨ、ΔGӨ、ΔGӨ′所表示的化学含义 （1）ΔG：在恒温恒压下，体系发生变化时的自由能变化。 （2）GӨ：标准条件下的自由能。标准条件是指反应的温度为25℃，大气压为1atm （101325Pa），参加反应的物质和生成物质的浓度都是1mol/L。反应环境的pH为7。 （3）ΔGӨ：化学反应的自由能变化是指反应物自由能的总和与产物自由能总和之差，
图 1-9-1 ATP 的结构 ATP生物学作用： （1）是机体能量的暂时贮存形式：在生物氧化中，ADP能将呼吸链上电子传递过程中 所释放的电化学能以磷酸化生成ATP的方式贮存起来，因此ATP是生物氧化中能量的暂时贮 存形式。 （2）是机体其他能量形式的来源：ATP分子内所含有的高能键可转化成其他能量形式， 以维持机体的正常生理机能。
三、从反应熵和平衡常数计算标准自由能变化 ΔG（T）与KӨ的反应关系式为：
G RT ln K
式中 R 为气体常数，R＝1.98×10－3kcal/mol·K（K 为绝对温度 298K，即 25℃）。
四、在热力学上不能自发进行的反应可以由有利反应所推动 1．不能自发进行的反应被推动的原因 在给定的条件下，无需外界帮助，一经引发即能自动进行的过程或反应，称为自发反应。 同等条件下，自发反应的逆反应为非自发的。反应总是在一定条件下进行的。要讨论反应的 自发性，也要指明反应条件。
2．ΔGӨ与ΔEӨ的反应关系式
G nFE
2 / 17
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
www.100xuexi.com
其中n表示转移的电子数，F为法拉第常数（1法拉第＝96485C/mol），ΔEӨ的单位为V， ΔGӨ的单位为J/mol。当ΔEӨ为正值时，ΔGӨ为负值，是放能反应，反应能自发进行；ΔEӨ为 负值时，ΔGӨ为正值，是吸能反应，反应不能自发进行。
六、ATP是生物系统中自由能的“通用货币” 1．ATP的中文名称 ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的核苷酸，其中文名为 三磷酸腺苷。
4 / 17
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
www.100xuexi.com
2．分子结构特性、活化形式、水解方式以及生物学作用 ATP（三磷酸腺苷）是高能磷酸化合物的典型代表，它是由一分子腺嘌呤、一分子核糖 和三个相连的磷酸基团构成的核苷酸。与分子中的腺苷基团相连的三个磷酸基团开始依次为 α、β和γ基团。酸酐键相连的每个磷酸基团缺失两个电子，使酸酐键之间的稳定性降低（低 于 磷 脂 键 ）， 极 易 断 裂 。 ATP 水 解 时 能 释 放 出 大 量 能 量 ， 标 准 条 件 下 ATP 水 解 能 释 放 约 30.5kJ/mol能量。
二、从标准氧化还原电势差计算标准自由能变化 1．E、EӨ、ΔEӨ、ΔEӨ′所表示的化学含义 （1）E：还原剂失去电子的倾向（或氧化剂得到电子的倾向）的大小，则称为氧化还 原电势。 （2）EӨ：在标准条件下，每一个氧化还原电对都有一个标准的氧化还原电势。 （3）ΔEӨ：标准氧化还原电势的变化。 （4）ΔEӨ′：通常在标准条件下，并且反应进行的环境为pH＝7时所发生的标准氧化电 势变化。
1 / 17
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
www.100xuexi.com
标准生成自由能变化的符号用∆Gϴ表示。 （4）ΔGӨ′：通常在标准条件下，并且反应进行的环境为pH＝7时所发生的标准自由能
变化，用ΔGӨ′表示。
4．ΔG的计算公式及意义 ∆G＝∆H－TΔS 式中，∆G：在恒温恒压下，体系发生变化时的自由能变化；ΔH：体系焓的变化；T： 体系的绝对温度；ΔS：体系的熵变。 在一个反应中，如果∆G＝0，则表示该反应是可逆反应；∆G＜0，该反应不能发生； ∆G＞0，反应可以进行。
2．计算公式 ∆G＝∆H－TΔS 式中，∆G：在恒温恒压下，体系发生变化时的自由能变化；ΔH：体系焓的变化；T： 体系的绝对温度；ΔS：体系的熵变。 在一个反应中，如果∆G＝0，则表示该反应是可逆反应；∆G＜0，该反应不能发生； ∆G＞0，反应可以进行。所谓非自发过程（它的逆向过程必∆G ＜0，并能自发发生）。因 此G单独可以作为过程自发性的判据。
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
www.100xuexi.com
第九章 生物能学与生物氧化
第一节 生物能学原理
一、自由能变化是一个反应能否自发反应的根据 1．生物氧化的定义及概念 生物氧化是在生物体内，从代谢物wk.baidu.com下的氢及电子，通过一系列酶促反应与氧化合成水， 并释放能量的过程。也指物质在生物体内的一系列氧化过程。主要为机体提供可利用的能量。 在真核生物细胞内，生物氧化都是在线粒体内进行，原核生物则在细胞膜上进行。
3 / 17
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
www.100xuexi.com
五、高能磷酸化合物 1．高能磷酸化合物的定义 机体内有许多磷酸化合物，当其磷酰基水解时，能释放出大于 25kJ/mol 的自由能，这 类化合物称为高能磷酸化合物。这些分子中的酸酐键，能释放出大量自由能。
2．高能化合物的主要类型——磷氧键型和氮磷键型 （1）磷氧键型 高能磷酸键指磷酸化合物中具有高能的磷酸键，其键能在5kcal/mol（1cal＝4.18J）以 上。如酰基磷酸化物、焦磷酸化物、烯醇式磷酸化物中的磷氧键型（-O～P），酰基辅酶A 中的硫酯键型（-CO-S），S-腺苷甲硫氨酸中的甲硫键型（-S-CH3）和胍基磷酸化物的氮 磷键型（-N～P）均属高能磷酸键。 （2）氮磷键型 磷酸肌酸又称肌酸磷酸，肌酸N-磷酸。肌肉或其他兴奋性组织（如脑和神经）中的一 种高能磷酸化合物，是高能磷酸基的暂时贮存形式。它属于氮磷键型中的胍基高能磷酸化合 物之一。