第六章生物氧化
第六章 生物氧化
基本内容, 教学手段和时间分配第六章生物氧化第一节概述一、生物氧化的定义物质在生物体内进行的氧化称生物氧化，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。
其中有相当一部分能量可使ADP 磷酸化生成ATP，供生命活动之需，其余能量主要以热能形式释放，可用于维持体温。
二、生物氧化的化学本质与特点（一）本质：生物氧化是发生在生物体内的氧化还原反应 , 因而具有氧化还原反应的共同特征。
并且物质被氧化时总伴随能量的释放。
（二）特点：生物氧化是在活细胞内进行的 , 它与体外氧化相比又有许多不同的特点 :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；2 、生物氧化在常温、常压、接近中性的 pH 和多水环境中进行；是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐步进行的；3 、氧化反应分阶段进行 , 能量逐步释放 , 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通常被偶联磷酸化反应所利用 , 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。
三、生物氧化的方式：生物氧化是在一系列氧化 - 还原酶催化下分步进行的。
每一步反应，都由特定的酶催化。
在生物氧化过程中，主要包括如下几种氧化方式：（ 1 ）脱氢（ 2 ）加水（ 3 ）加氧（ 4 ）失电子第二节电子传递链细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所，主要功能是将代谢物脱下的成对氢原子通过多种酶及辅酶所组成的传递体系的传递，最终与氧结合生成水。
这一系列酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上成链状结构，又由于此过程与细胞呼吸有关，所以称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。
•呼吸链的组成及作用机理线粒体呼吸链可拆分成四个具有传递电子功能的酶复合体，分别是：酶复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ：它们分别是ＮＡＤＨ－泛醌还原酶，琥珀酸－泛醌还原酶，泛醌－细胞色素Ｃ还原酶，细胞色素Ｃ氧化酶。
(生物科技行业类)生物氧化的特点及介绍
第六章生物氧化第一节概述一、生物氧化的意义生物机体在生命过程中需要能量，如生物合成、物质转运、运动、思维和信息传递等都需要消耗能量，这些能量从哪里来呢？能量的来源，主要依靠生物体内糖、脂肪、蛋白质等有机化合物在体内的氧化。
有机物质在生物细胞内氧化分解，最终彻底氧化成二氧化碳和水，并释放能量的过程，称为生物氧化。
生物氧化是在细胞中进行的，所以生物氧化又称为细胞呼吸。
生物氧化为机体生命活动所需要的能量。
真核生物细胞的生物氧化在线粒体中进行，原核生物细胞，生物氧化在细胞质膜上进行。
二、生物氧化的特点生物氧化与体外物质氧化或燃烧的化学本质是相同的，最终产物是二氧化碳和水，所释放的能量也相等。
但生物氧化与非生物氧化所进行的方式不同，其特点为：1、生物氧化在细胞内进行，是在体温和接近中性PH和有水的环境进行的，是在一系列酶、辅酶和传递体的作用下逐步进行的，每一步反应都放出一部分能量，逐步释放的能量的总和与同一氧化反应在体内进行是相同。
这样不会因氧化过程中能量骤然释放，体温突然上升而损害机体，而且释放的能量也能有效地利用。
2、生物氧化过程所释放的能量通常先贮存在一些高能化合物如ATP中，ATP相当于生物体内的能量转运站。
3、有机化合物在体内外是碳在氧中燃烧，产生二氧化碳，而生物氧化是通过羧酸脱羧作用产生二氧化碳。
第二节线粒体氧化体系生物体内存在多种氧化体系，其中最重要的是存在与线粒体中线粒体氧化体系。
此外还有微粒体氧化体系、过氧化体氧化体系、细菌的生物氧化体系等。
一、呼吸链的概念在生物氧化过程中，代谢物的氢由脱氢酶激活，脱下来的氢经过几种传递体的传递，将电子传递到细胞色素体系，最后将电子传递给氧，活化的氢（H+）和活化的氧（O2-）结合成水，在这个过程中构成的传递链称为电子传递链，或呼吸链。
二、呼吸链的组成构成呼吸链的成分有20多种。
大致可将它们分成五类。
即以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶类；以FAD或FMN为辅基的黄素蛋白酶类；铁硫蛋白类；泛醌和细胞色素类。
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
人民卫生出版社《生物化学》第六章 生物氧化
⊿Gº’ = -nF ⊿Eº'
n：传递电子数；F：法拉第常数
➢ 合成1摩尔ATP 需能量约30.5kJ
偶联部位
NADH~CoQ CoQ~Cytc Cyta-a3~O2
电位变化 (∆E0')
0.36V 0.21V 0.53V
自由能变化 (∆G0')
69.5KJ/mol 40.5KJ/mol 102.3KJ/mol
三、NADH和FADH2是呼吸链的电子供体
1、NADH氧化呼吸链 NADH →复合体Ⅰ→CoQ →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
2、琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸 →复合体Ⅱ →CoQ →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
呼吸链各组分的排列顺序的实验依据
➢ 标准氧化还原电位 ➢ 特异抑制剂阻断 ➢ 还原状态呼吸链缓慢给氧 ➢ 将呼吸链拆开和重组
生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
➢ 反应环境温和，酶促反应逐步进 行，能量逐步释放，能量容易捕 获，ATP生成效率高。
体外氧化
➢ 能量突然释放。
➢ 通过加水脱氢反应使物质能间接 获得氧；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 。
生物氧化的一般过程
胞液侧 4H+
2H+ 4H+ Cyt c
+
+++++ +
++
+
Q
Ⅰ
--
NADH+H+
NAD+
Ⅱ
-
延胡索酸
琥珀酸
Ⅳ
Ⅲ- - -
第六章 生物氧化
转运机制不同！ 转运机制不同！
转运机制 ：
α-磷酸甘油穿梭（脑、骨骼肌） 磷酸甘油穿梭（ 磷酸甘油穿梭 骨骼肌）
FADH2 2 ATP 分子葡萄糖氧化生成36分子 （1酸-天冬氨酸穿梭 肝 心肌) 苹果酸 天冬氨酸穿梭 (肝、心肌
NADH+H+ 3 ATP
O2 CO2和H2O ADP+Pi
能量
ATP
热能
二、生物氧化的一般过程
糖原 三酯酰甘油 蛋白质 氨基酸
葡萄糖
脂酸+甘油 脂酸 甘油
乙酰CoA 乙酰CoA
呼吸链 ATP
CO2
TAC
2H
H2O
氧化 磷酸化
ADP+Pi
三、生物氧化特点
一般规律：加氧、脱氢、失电子等； 一般规律：加氧、脱氢、失电子等； 最终产物： 最终产物：CO2，H2O和释放能量 和释放能量 反应：温和，释能：逐步； 反应：温和，释能：逐步； 加水脱氢反应：物质间接获氧，增加脱氢。 加水脱氢反应：物质间接获氧，增加脱氢。
ADP
~P
生物体内能量的储存和利 用都以ATP为中心。 为中心。 用都以 为中心
思考题：
呼吸链概念？ 呼吸链概念？ 氧化磷酸化概念？ 氧化磷酸化概念？ 氧化磷酸化抑制剂有哪些？作用部位？ 氧化磷酸化抑制剂有哪些？作用部位？
谷氨酸
H
谷草转 氨酶
O -OOC-CH2-CH2-C-COO-
NADH +H+
α-酮戊二酸 酮戊二酸
OH
NAD+
苹果酸
胞液
苹果酸-α苹果酸 酮 戊二酸 转运体
-OOC-CH 2-C-COO H
基质
ATP的生成和利用 ATP
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
29
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；
生物化学第六章 生物氧化(共77张PPT)
O O- P
O-
O O P O-
O-
NH2
N
N
焦磷酸
ATP（三磷酸腺苷） 千卡/摩尔
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
（3）烯醇式磷酸化合物
COOH O CO PO CH2 O
磷酸烯醇式丙酮酸
千卡/摩尔
2.氮磷键型
O
NH
PO
C NH O
N CH3 C H 2C O O H
利用专一性电子传递抑制剂选择性的阻断呼吸 链中某个传递步骤，再测定链中各组分的氧化-还原 状态情况，是研究电子传递中电子传递体顺序的一 种重要方法。
2、常用的几种电子传递抑制剂及其作用部位
（1）鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素：其作用是阻断电子在NADH— Q还原酶内的传递，所以阻断了电子由NADH向CoQ的传递。
3．生成二氧化碳的氧化反应
（1）直接脱羧作用 氧化代谢的中间产物羧酸在脱羧酶的催化下，直接
从分子中脱去羧基。例如丙酮酸的脱羧。 （2）氧化脱羧作用
氧化代谢中产生的有机羧酸（主要是酮酸）在氧化脱
羧酶的催化下，在脱羧的同时，也发生氧化（脱氢）作用。 例如苹果酸的氧化脱羧生成丙酮酸。
第二节、生物能及其存在形式
4、复合体Ⅳ: 细胞色素c氧化酶
功能：将电子从细胞色素c传递给氧
复合体IV
还原型Cytc → CuA→a→a3→CuB
→O2
其中Cyt a3 和CuB形成的活性部位将电子交给O2。
复 合 体 Ⅳ 的 电 子 传 递 过 程
Cytc
e-
胞液侧
第六章--生物氧化
第六章生物氧化与氧化磷酸化第一节生物氧化概述一切生物都靠能量维持生存，生物体所需的能量大都来自体内糖、脂肪、蛋白质等有机物的氧化。
生物体内的氧化和生物体外的燃烧在化学本质上虽然最终产物都是水和CO2，所释放的能量也完全相等，但二者所进行的方式却大不相同。
糖、脂肪、蛋白质在生物体内彻底氧化之前，都先经过分解代谢，在不同的分解代谢过程中都伴有代谢物的脱氢过程和辅酶NAD+或FAD的还原。
这些携带着氢离子和电子的还原型辅酶，在最终将氢离子和电子传递给氧时，都经历一段相同的过程，即生物氧化过程。
一、生物氧化的概念人们把有机分子在体内氧化分解成CO２和H２O并释放出能量的过程称为生物氧化(biological oxidation)。
生物氧化实际上是需氧细胞呼吸作用中的一系列氧化－还原反应，是在细胞或组织中发生的，所以又称为细胞氧化或细胞呼吸，有时也称为组织呼吸。
二、生物氧化的特点生物氧化是发生在生物体内的氧化－还原反应，它具有自然界物质发生氧化－还原反应的共同特征，这主要表现在被氧化的物质总是失去电子，而被还原的物质总是得到电子，并且物质被氧化时，总伴随能量的释放。
有机物在生物体内完全氧化和在体外燃烧而被彻底氧化，在化学本质上是相同的。
例如1mol的葡萄糖在体内氧化和在体外燃烧都是产生CO２和H２O，放出的总能量都是2 867.5kJ。
这并不奇怪，因为氧化作用释放的能量等于这一物质所含化学能与其氧化产物所含的化学能差，放出的总能量的多少与该物质氧化的途径无关，只要在氧化后所生成的产物相同，放出的总能量必然相同。
但是，由于生物氧化是在活细胞内进行的，故它与有机物在体外燃烧有许多不同之处，即生物氧化有它本身的特点：（1）有机物在空气中燃烧时，CO２和H２O的生成是空气中氧直接与碳、氢原子结合的产物。
而有机物在细胞中氧化时，CO２是在代谢过程中经脱羧反应释放出来的，H２O的生成则是通过更复杂的过程完成的。
（2）生物氧化是在一系列酶的催化下、在恒温恒压下进行的反应，而有机分子在体外燃烧时需要高温。
[生化]生物氧化
![[生化]生物氧化](https://img.taocdn.com/s3/m/27c25d72cf84b9d529ea7a11.png)
泵到胞浆侧，复合体Ⅰ有质子泵功能。
组成
第六章 生物氧化
黄素蛋白，辅基为FMN或FAD; 铁硫蛋白，辅基为Fe-S。
1.NADH
复合体Ⅰ
2.FMN
3.Fe-S 4.CoQ
第六章 生物氧化
（1）NAD+和NADP+的结构
R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+
• •
FMNH•
第六章 生物氧化
复合体Ⅰ成分2 Fe-S：单电子传递体
铁硫簇(Fe-S)是铁硫蛋白(酶)中辅基，含有 等量铁原子和硫原子，其中铁原子可进行
Fe2+ Fe3++e 反应传递电子。
第六章 生物氧化
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。
第六章 生物氧化
第六章 生物氧化
Biological Oxidation
第六章 生物氧化
目
概述
生成ATP的氧化磷酸化体系
录
其他不生成ATP的氧化体系
第目六的章要生求物氧化
（一）掌握氧化磷酸化的概念及偶联部位。熟悉氧 化磷酸偶联部位确定的实验及数据，P/O比值的定义 及意义。了解氧化磷酸化的偶联机制。熟悉ATP合酶 组成及作用
（1） Cyt的本质
细胞色素 = 酶蛋白 + 血红素
（2） Cyt的功能
血红素中的铁原子可进行Fe2+ 传递电子, 属单电子传递体。
生物化学 第六章 生物氧化
电子传递链(呼吸链)
琥珀酸 复 合 体 Ⅰ
2H
复合体Ⅱ FAD.H2 (Fe-S)
2H 2H 2e
2H NAD+
复 合 体 琥珀酸氧化呼吸链 Ⅳ
2e
FMN (Fe-S)
Q10
2H+
Cytb Cytc1 2e (Fe-S) 复合体Ⅲ H2O
Cytc
2e
aa3
2e
NADH氧化呼吸链
O2-
1 2 O2
第三节 ATP的生成
（二）呼吸链成分的排列
由以下实验确定 ① 标准氧化还原电位 ② 拆开和重组 ③ 特异抑制剂阻断 ④ 还原状态呼吸链缓慢给氧
呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位 氧化还原对 NAD+/NADH+H+ FMN/ FMNH2 FAD/ FADH2 Cyt b Fe3+/Fe2+ Q10/Q10H2 Cyt c1 Fe3+/ Fe2+ Cyt c Fe3+/Fe2+ Cyt a Fe3+ / Fe2+ Cyt a3 Fe3+ / Fe2+ 1/2 O2/ H2O Eº (V) ' -0.32 -0.30 -0.06 0.04（或0.10） 0.07 0.22 0.25 0.29 0.55 0.82
故又称混合功能氧化酶(mixed-function oxidase) 或羟化酶(hydroxylase)。 上述反应需要细胞色素P450 (Cyt P450)参与。
微粒体氧代谢的意义
参与体内正常物质代谢，如羟化、合成等
参与体内生理活性物质的灭活及药物、毒
物解毒转化和代谢清除反应、保护机体
生物化学-第六章生物氧化-精选文档
二.呼吸链分组成成分
1.烟酰胺脱氢酶类
S-2H NAD/NADP S NADH/NADPH
2.黄素脱氢酶类
NADH FMN NAD FMN2H
S-2H FAD S FAD2H
3.铁硫蛋白类 Fe3+ Fe2+
－－－－－半胱－－－－－－半胱－－－－－ S Fe S S S Fe S S
－－－－－半胱－－－－－－半胱－－－－－
4.细胞色素类
细胞色素（简写为cyt. ）是含铁的电子传递体，辅基为 铁卟啉的衍生物，铁原子处于卟啉环的中心，构成血红 素。各种细胞色素的辅基结构略有不同。线粒体呼吸链 中主要含有细胞色素a, a3,b, c 和c1等，组成它们的辅基 分别为血红素A、B和C。细胞色素a, b, c可以通过它们 的紫外-可见吸收光谱来鉴别。 细胞色素a, b, c 和c1是通过Fe3+ Fe2+ 的互 变起传递电子的作用的。 a3是通过Cu2+ Cu+ 的互 变起传递电子的作用的。
5.辅酶Q---泛醌 泛醌（简写为Q）或辅酶-Q（CoQ）：它是电子传递链中 唯一的非蛋白电子载体。为一种脂溶性醌类化合物。
O CH3O CH3O O CH3 (CH2CH C CH2)nH CH3
n=6-10
NADH泛醌还原酶
NADHCoQ 还原酶 复合体
CoQ2H-CytC 还原酶复合体
1.呼吸链的组成成分 2.氧化磷酸化的机制
难点:
第一节、生物氧化概念及特点
一.生物氧化概念
有机物在生物体内彻底氧化生成CO2和H2O， 并放出能量的作用。也称细胞呼吸/组织呼吸。 包括物质分解和产能
O2 呼吸作用
细胞呼吸（微生物）
第六章 生物氧化
E0‘(V)
－0.32 －0.219 －0.219
氧化还原对
Cyt c1 Fe3+ /Fe2+ Cyt c Fe3+ /Fe2+ Cyt a Fe3+ /Fe2+
E0‘(V)
0.22 0.254 0.29
Cyt bL(bH) Fe3+/Fe2+
Q10 /Q10H2
0.05(0.10)
0.06
Cyt a3 Fe3+ /Fe2+
FMN(FAD)的结构：
CH2OPO32H H H C C C CH2 H3C N N O OH OH OH
N H3C N
异 咯 嗪
O
异咯嗪环的作用：
FMN/FAD
FMNH /FADH
FMNH 2/FADH
2
（氧化型）
（还原型）
铁硫蛋白 铁硫蛋白（Fe-S）共有
9种同工蛋白；分子中
含有由半胱氨酸残基硫
目录
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
目录
细胞色素类：
这是一类以铁卟啉为辅基的酶。在生物氧 化反应中，其铁离子可为+2价亚铁离子，也可 为+3价高铁离子，通过这种转变而传递电子。
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 FMNH· 。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。
生物化学06.第六章生物氧化
⽣物化学06.第六章⽣物氧化幻灯⽚1第六章⽣物氧化 (Biological Oxidation)物质在⽣物体内进⾏氧化称⽣物氧化，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。
ADP+Pi 幻灯⽚2第⼀节概述 (Outline)⼀、⽣物氧化的⽅式与特点 (⼀)⽣物氧化的⽅式⽣物氧化与物质在体外的氧化⽅式在化学本质上是相同的，⽣物氧化的⽅式有加氧、脱氢和失电⼦反应。
幻灯⽚3 1.加氧反应RCHO+1/2O2 RCOOH醛酸2.脱氢反应CH3CH(OH)COOH CH3COCOOH+2H乳酸丙酮酸3.失电⼦反应Fe2+ Fe3+ + e幻灯⽚4(⼆)⽣物氧化的特点体外氧化⽣物氧化热能糖CO2和H2O O2能量ATP 脂肪蛋⽩质相同点氧化⽅式均为加氧、脱氢、失电⼦。
耗氧、释放能量、终产物（CO2，H2O ）均相同。
不同点为细胞内恒定条件下酶促反应逐步进⾏，能量逐步释放，⽣成ATP 。
加⽔脱氢反应使物质间接获得氧，脱下的氢与氧结合产⽣H2O ，有机酸脱羧产⽣CO2。
为不恒定条件下⾮酶促反应，能量以热能形式突然释放。
产⽣的CO2、H2O 由物质中的碳和氢直接与氧结合⽣成。
幻灯⽚5⼆、⽣物氧化的酶类 (⼀) 氧化酶类细胞⾊素氧化酶、抗坏⾎酸氧化酶等属于此类酶，该类酶的亚基常含有铁、铜等⾦属离⼦。
幻灯⽚62eSH2:底物S:产物2H+ H2OSH2+2Cu2+O2- S 2Cu+1/2O22e(⼆) 需氧脱氢酶类L -氨基酸氧化酶、黄嘌呤氧化酶等属于此类酶。
(三) 不需氧脱氢酶类乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等。
幻灯⽚7三、⽣物氧化过程中C O 2的⽣成⼈体内C O 2的⽣成来源于有机酸的脱羧反应。
根据脱去的羧基在有机酸分⼦中的位置不同，分为α-脱羧和β-脱羧两种；⼜根据脱羧是否伴有氧化，可分为单纯脱羧和氧化脱羧两种类型。
(⼀)α-单纯脱羧氨基酸脱羧酶CO R-CH NH + 2 22HH2O2SH2SO2FMN 或 FADFMNH2 或 FADH22HSH2SFMN(或FAD)FMNH2(或FADH2) SH2SNAD+(NADP+)NADH+H+(NADPH+H+)α2 NHR- CH- COOH2胺α-氨基酸幻灯⽚8(⼆)α-氧化脱羧(三)β-单纯脱羧丙酮酸羧化酶丙酮酸草酰⼄酸(四)β-氧化脱羧幻灯⽚9第⼆节呼吸链与氧化磷酸化(r e s p i r a t o r y c h a i n a n d o x i d a t i v e p h o s p h o r y l a t i o n )⼀、什么是呼吸链⼄酰辅酶A+ CO2SCoA ~ CH 3 C HSCoA+ 丙酮酸α CH 3 CCOO丙酮酸脱氢酶系 +NADH+H+NADαβCOCOOH HCH2 - COOC2 +CH3COCOOH+ C2CHOH-COOHCH-COOH CH 2 -COO αβ异柠檬酸 CH 2 -COO CH 2 CO-COO α-酮戊⼆酸异柠檬酸脱氢酶+NADH+H+NAD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，这⼀系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain)⼜称电⼦传递链(electron transfer chain)。
第六章生物氧化的学习指引
学习指引:第六章、生物氧化掌握: 1.电子传递链: 概念、存在部位、功能、组成及各成分的作用；体内两条主要的电子传递链的排列顺序。
2.氧化磷酸化: 概念、与底物水平磷酸化的区别、氧化磷酸化的偶联部位、电子传递链抑制剂的作用部位；P/O比值的概念及意义；氧化与磷酸化的偶联机制（化学渗透学说的具体内容）；影响氧化磷酸化的因素；氧化磷酸化的调节。
3.胞液中NADH的再氧化利用（胞液→Mit）: 两种穿梭机制的概念、过程、意义。
4.高能磷酸化合物的储存和利用；微粒体加单氧酶的作用机制。
一、生成ATP的氧化磷酸化体系（一）呼吸链（电子传递链）1.概念、组成、存在部位、功能、体内两条主要的呼吸链的传递顺序。
2.四种复合体的组成、功能、电子的传递顺序。
3.CoQ和CytC的性质和功能问题：叙述体内两条主要呼吸链的组成及递氢递电子顺序、氧化磷酸化的偶联部位。
（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.氧化磷酸化的概念、与底物水平磷酸化的比较。
2.P/O比值的概念及意义；氧化磷酸化偶联的部位（复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ）3.氧化磷酸化偶联机制（是产生跨线粒体内膜的质子梯度）⑴电子传递------化学渗透学说①核心内容: 质子梯度形成（化学势能: 质子的浓度差；电势能: 内负外正）②质子梯度是怎样建立的？Q循环：一对电子在复合体Ⅲ经Q循环共有4个质子进入膜间隙；质子泵模型：有人认为复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ具有质子泵的功能, 一对电子经过复合体Ⅰ传递时共有4个质子进入膜间隙, 一对电子经过复合体Ⅲ传递时共有4个质子进入膜间隙, 一对电子通过复合体Ⅳ传递时共有2个质子进入膜间隙。
⑵ATP合成------ATP合酶的结构和功能---结合变构学说①质子顺梯度回流释放能量被ATP合酶利用催化ATP合成②ATP合成的结合变构机制: 当质子顺浓度梯度经Fo中a亚基和c亚基之间回流时, (亚基发生旋转, 3个(亚基的构象发生改变（O、L、T三种构象）；结合变构学说可简化为:质子流动→驱动C单位转动→带动γ亚基转动→诱导β亚基构象变化→ATP释放和重新合成（三）氧化磷酸化作用可受某些内外因素的影响1.氧化磷酸化抑制剂⑴呼吸链抑制剂阻断氧化磷酸化的电子传递: 复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ抑制剂要记住；⑵解偶联剂破坏电子传递建立的跨膜质子电化学梯度: 基本作用机制---能够快速消耗跨膜质子梯度,使得质子难以通过F1F0-ATP合酶上的质子通道来合成ATP,从而使储存在质子梯度中的电化学势能转变成热。
- 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)。
第六章生物氧化一、单项选择题1、下列哪一分子中含维生素B2(核黄素)A.NAD+B.NADP+C.FMND.Fe-SE.CoQ2、氰化物能与下列哪一种物质结合A.细胞色素aa3B.细胞色素bC.细胞色素cD.细胞色素nE.细胞色素P4503、细胞色素aa3中除含有铁外还含有A.钼B.镁C.锰D.铜E.钴4、经过呼吸链氧化的终产物是A.H2OB.H2O2C.O2-D.CO2E.H+5、下列物质哪一个是细胞色素氧化酶A.细胞色素bB.细胞色素cC.细胞色素aD.细胞色素aa3E.细胞色素P4506、下列物质中哪一个不经NADH氧化呼吸链氧化A.琥珀酸B.苹果酸C.β-羟丁酸D.异柠檬酸E.谷氨酸7、参与药物毒物生物转化过程的是A.Cytaa3B.CytbC.CytcD.CytP450E.CytC18、能将2H+游离于介质而将电子递给细胞色素的是A.NADH+H+B.FADH2C.CoQD.FMNH2E.NADPH9、能使氧化磷酸化加速的物质是A.ATPB.ADPC.CoA-SHD.GTPE.阿米妥10、与线粒体内膜结合得最疏松的细胞色素是A.细胞色素bB.细胞色素cC.细胞色素aa3D.细胞色素c1E.细胞色素p45011、不是呼吸链抑制剂的物质是A.鱼藤酮B.阿米妥 C 寡霉素 D.CO -12、体内CO2来自A.碳原子被氧原子氧化B.呼吸链的氧化还原过程C.有机酸脱羧D.糖原分解E.甘油三酯水解13、调节氧化磷酸化的重要激素是A.肾上腺素B.甲状腺素C.肾皮质素D.胰岛素E.生长素14、谷胱甘肽过氧化物酶含有A.铜B.锌C.硒D.钼E.硫15、ATP分子中含有A.1个高能磷酸键B.2个高能磷酸键C.3个高能磷酸键D.4个高能磷酸键E.高能硫酯键16、属于生物氧化的方式是A.燃烧B.脱氢C.得电子D.脱氧E.脱羧17、呼吸链中，不与其他成分形成蛋白复合体的是A.辅酶ⅠB.黄素蛋白C.细胞色素C1D.细胞色素CE.铁硫蛋白18、呼吸链中属于脂溶性成分的是A.FMNB.NAD＋C.铁硫蛋白D.细胞色素CE.辅酶Q19、携带胞液中的NADH进入线粒体的是A.肉碱B.苹果酸C.草酰乙酸D.α-酮戊二酸E.天冬氨酸20、肝细胞中的NADH进入线粒体主要是通过A.苹果酸-天冬氨酸穿梭B.肉碱穿梭C.柠檬酸-丙酮酸循环D.α-磷酸甘油穿梭E.丙氨酸-葡萄糖循环21、脂肪酸β-氧化过程中生成的1分子FADH2经呼吸链传递给氧生成水，同时经氧化磷酸化反应可生成ATP的分子数是A.0B.1C.1.5D.2E.322、含有尼克酰胺的物质是A.FMNB.FADC.辅酶QD.NAD＋E.CoA23、呼吸链存在于：A.细胞膜B.线粒体外膜C.线粒体内膜D.微粒体E.过氧化物酶体24、呼吸链中可被一氧化碳抑制的成分是A.FMNB.FADC.细胞色素cD.铁硫蛋白E.细胞色素aa325、呼吸链中细胞色素的排列顺序是A.b→c→c1→aa3→O2B.c→b→c1→aa3→O2C.c1→c→b→aa3→O2D.b→c1→c→aa3→O2E.c→c1→b→aa3→O226、下列哪种不是高能化合物A.GTPB.ATPC.磷酸肌酸D.3-磷酸甘油醛E.1，3-二磷酸甘油酸27、有关生物氧化哪项是错误的A.在生物体内发生的氧化反应B.生物氧化是一系列酶促反应C.氧化过程中能量逐步释放D.线粒体中的生物氧化可伴有ATP生成E.与体外氧化结果相同，但释放的能量不同28、呼吸链中不具质子泵功能的是A.复合体ⅠB.复合体ⅡC.复合体ⅢD.复合体ⅣE.以上均不是29、机体生命活动的能量直接供应者是A.葡萄糖B.蛋白质C.乙酰CoAD.ATPE.脂肪30、参与呼吸链电子传递的金属离子是A.铁离子B.钴离子C.镁离子D.锌离子E.以上都不是31、甲亢患者不会出现：A.耗氧增加B.ATP生成增多C.ATP分解减少D.ATP分解增加E.基础代谢率升高32、下列哪种物质是解偶联剂A.一氧化碳B.氰化物C.鱼藤酮D.二硝基苯酚E.硫化氢33、ATP生成的主要方式是A.肌酸磷酸化B.氧化磷酸化C.糖的磷酸化D.底物水平磷酸化E.有机酸脱羧34、只催化电子转移的酶是A.加单氧酶B.加双氧酶C.不需氧脱氢酶D.需氧脱氢酶E.细胞色素与铁硫蛋白35、下列哪种酶以氧为受氢体催化底物氧化生成水A.丙酮酸脱氢酶B.琥珀酸脱氢酶C.乳酸脱氢酶D.黄嘌呤氧化酶E.细胞色素C氧化酶36、线粒体外NADH经苹果酸穿梭进入线粒体后氧化磷酸化，能得到的P/O比值约为：A.0B.1C.2D.2.5E.1.537、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38、影响氧化磷酸化进行的因素包括A.异戊巴比妥B.寡霉素C.氰化物D.二硝基苯酚E.以上都包括39、下列对二硝基苯酚的描述正确的是A.属于呼吸链阻断剂B.是水溶性物质C.可破坏线粒体内外的H＋浓度D.可抑制还原当量的转移E.可抑制ATP合成酶的活性40、下列关于营养素在体内氧化和体外燃烧的共同点是A.都不需要催化剂B.都需要在温和的条件下进行C.都是逐步释放能量D.生成的终产物基本相同E.氧和碳原子直接化合成二氧化碳41、在胞液中进行的与能量生成有关的代谢过程是A.三羧酸循环B.脂肪酸氧化C.电子传递D.糖酵解E.氧化磷酸化42、琥珀酸脱氢酶的辅基是A.NAD＋B.NADP＋C.FMND.FADE.CoQ43、肌肉中能量的主要贮存形式是A.ATPB.GTPC.磷酸肌酸D.CTPE.UTP44、P/O比值是指A.每消耗1摩尔氧分子所消耗的无机磷的摩尔数B.每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数C.每消耗1摩尔氧分子所消耗的无机磷的克分子数D.每消耗1摩尔氧分子所消耗的ADP的摩尔数E.每消耗1摩尔氧分子所合成的ATP的摩尔数二、多项选择题1、能作为递氢体的物质有A.NAD+B.Cytaa3C.FADD.Fe-SE. Cytb2、能经过NADH氧化呼吸链氧化的物质有A.苹果酸B.异柠檬酸 C .β-羟丁酸 D.α-磷酸甘油 E.磷酸肌酸3、下列物质中属于高能磷酸化合物的有A.G-6-PB.磷酸肌酸C.磷酸甘油D.1,3二磷酸甘油酸E.3-磷酸甘油醛4、下列物质中哪些是呼吸链抑制剂A.氰化物B.一氧化碳C.抗霉素AD.寡霉素E.2-硝基苯酚5、下列物质中哪些不是氧化磷酸化抑制剂A.叠氮化物B.阿米妥C.寡霉素D.一氧化碳E.粉蝶霉素A6、细胞色素氧化酶含有A.镁B.铁C.铜D.钼E.钴7、氧化磷酸化偶联部位是在A.NADH→CoQB.FADH2→CoQC.Cytb→CytcD.Cytaa3→O2E.Cytb→Cytc18、下列可发生底物水平磷酸化的物质有A.琥珀酰辅酶AB.6-磷酸葡萄糖C.1，3-二磷酸甘油酸D.乙酰辅酶AE.磷酸肌酸9、能使过氧化氢分解的酶有A.细胞色素氧化酶B.过氧化氢酶C.过氧化物酶D.超氧化物岐化酶E.需氧脱氢酶10、线粒体内的生物氧化酶类包括A.氧化酶类B.加单氧酶类C.过氧化物酶D.不需氧脱氢酶E.细胞色素氧化酶11、苹果酸穿梭作用可以A.生成3个ATPB.将线粒体外NADH转入线粒体氧化C.苹果酸可自由穿过线粒体内膜D.草酰乙酸可自由穿过线粒体内膜12、非线粒体生物氧化特点是A.不伴有磷酸化B.参与药物、毒物的生物转化C.主要包括微粒体和过氧化酶体氧化体系D.仅存在于肝脏中13、生物氧化的特点有A.是在含有水、近于中性pH、温和的条件下进行的B.是在酶的催化下进行的C.氧化时逐步放能并有相当一部分以ATP的形式储存D.水的生成是物质中的氢与空气中的氧化合成E.通过脱羧基作用生成二氧化碳14、关于加单氧酶的叙述，正确的是A.又称为羟化酶B.混合功能氧化酶就是加单氧酶C.产物中有H2O2D.催化的反应需要O2、NADPH参与E.反应时生成ATP15、NADH氧化呼吸链含有A.复合体ⅠB.复合体ⅡC.复合体ⅢD.复合体ⅣE.细胞色素C16、下列能够出入线粒体内膜的物质有A.NAD＋B.丙酮酸C.乙酰CoAD.苹果酸E.天冬氨酸17、影响氧化磷酸化的因素有A.ADP/ATPB.甲状腺素C.阿米妥D.解偶联剂E.寡霉素18、细胞色素类的性质包括A.为单电子传递体B.都可被氰化物抑制C.辅基都为铁卟啉D.属于结合蛋白质E.均以复合体的形式位于线粒体内膜上19、氧化磷酸化解偶联时A.底物水平磷酸化不能进行B.机体产热量增加C.电子传递照样进行D.线粒体能利用氧，但不能生成ATPE.线粒体内膜上ATP合酶被抑制20、含有维生素B2的酶是A.NADH泛醌还原酶B.琥珀酸脱氢酶C.黄素蛋白D.铁硫蛋白E.细胞色素类21、催化氧化还原反应的酶类包括A.脱氢酶类B.加氧酶C.过氧化物酶D.SOD .氧化酶22、下列属于高能化合物的是A.乙酰CoAB.ATPC.磷酸肌酸D.磷酸二羟丙酮E.磷酸烯醇式丙酮酸23、线粒体外生物氧化体系的特点有A.氧化过程不伴有ATP生成B.氧化过程伴有ATP生成C.与体内某些物质生物转化有关D.仅存在于过氧化物酶体中E.仅存在于微粒体中24、下列哪些底物脱下的氢可被FAD接受A.脂酰辅酶AB.β-羟脂酰辅酶AC.琥珀酸D.α-磷酸甘油E.3-磷酸甘油醛25、关于辅酶Q哪些叙述是正确的A.是一种水溶性化合物B.属于醌类化合物C.可在线粒体内膜中迅速扩散D.不参与呼吸链复合体E.是NADH呼吸链和琥珀酸呼吸链的交汇点26、下列有关ATP的叙述正确的是A.是机体最主要的直接供能者B.与放能反应偶联，可由ADP和Pi合成C.分子中高能磷酸键可转给肌酸形成磷酸肌酸D.水解时释放的能量为30.5千焦/摩尔E.能量可转移生成UTP、CTP等27、线粒体内可以进行A.三羧酸循环B.氧化磷酸化C.糖酵解D.酮体生成E.脂肪酸氧化28、糖、脂肪、蛋白质分解的最后通路是A.三羧酸循环B.氧化磷酸化C.糖酵解D.糖原分解E.磷酸戊糖途径29、胞液中的NADH是通过哪些途径进入线粒体的A.α-磷酸甘油穿梭系统B.苹果酸穿梭系统C.丙酮酸羧化支路D.乳酸循环E.底物循环30、甲状腺功能亢进病人基础代谢率升高主要是由于A.ADP分解增多B.ADP生成增多C.ATP分解增多D.ATP生成增多E.耗氧量减少31、琥珀酸氧化呼吸链的递氢体有A.NAD＋B.FMNC.NADP＋D.FADE.CoQ32、不需氧脱氢酶的辅酶包括A.NAD＋B.NADP＋C.FMND.FADE.CoQ33、过氧化物酶体中的氧化酶类有A.过氧化物酶B.加双氧酶C.不需氧脱氢酶D.超氧化物岐化酶E.细胞色素氧化酶34、苹果酸穿梭作用的特点A.传递的氢经线粒体氧化磷酸化生成3分子ATPB.苹果酸可以透过线粒体膜C.草酰乙酸可以透过线粒体膜D.天冬氨酸可以透过线粒体膜E.NADH可以透过线粒体膜35、ATP合酶A.由F1和F0两个部分组成B.F0是线粒体内膜的质子通道C.F1催化ATP的生成和释放D.F1是该酶的疏水部分E.F0是该酶的亲水部分36、H2O2在体内的生理作用A.形成过氧化脂质B.杀死粒细胞和巨噬细胞吞噬的细菌C.形成脂褐素D.使2I－氧化成I2E.促进酪氨酸转变成甲状腺素三、名词解释1、呼吸链2、氧化磷酸化3、生物氧化4、底物水平磷酸化5、P/O比值6、高能化合物四、填空题1、体内生成ATP的主要方式有______________和____________，其中以___________为主。