基础生物化学-考研重点总结2 PPT课件

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磷酸化
电子传递 （氧化）
e-
三羧酸 循环
三、生物能学简介
1、生物能的转换及生物系统中的能流
2、自由能的概念及化学反应自由能的计算
自由能（free energy）的概念
定义式：Δ Ｇ=Δ H-TΔ S 物理意义：－Δ Ｇ＝Ｗ* (体系中能对环境作功的能量) 自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即： Δ G<0，反应能自发进行
第三部分 生物能的产生和储藏 及生物大分子前体的合成和分解
一、生物膜的结构和功能 二、新陈代谢的概念及研究方法 三、生物体内能量的产生和转化 四、糖代谢 五、脂类代谢 六、蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢 七、核酸的酶促降解和核苷酸的代谢
一、生物膜的结构和功能
1、 生物膜的结构模型—流动镶嵌模型 2、 生物膜的主要功能
正极反应：1/2O2+2H++2e H2O E+°′ 0.82 负极反应：NAD++H++2e NADH E-°′ -0.3 Δ G°′-nFΔ E°′ -2×96485×[0.82-(-0.32)] -220 KJ· mol-1
生物系统中的能流
生物界的能量传递及转化过程
丙酮酸脱氢酶系
CH3COSCoA+CO2
NADH+H+
NAD+
H2O的生成
代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载 体（ NAD+、NADP+、FAD、FMN 等）所接受，再通过 一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O 。
例： CH3CH2OH
乙醇脱氢酶
CH3CHO
NAD+
NADH+H+
NAD+
Δ G>0，反应不能自发进行
Δ G=0，反应处于平衡状态 在参与反应的物质浓度为 1moL.L-1,温度为250C，pH=0的条件下进行
反应，其自由能的变化称为标准自由能变化，用Δ Ｇ0表示。由于机体内的 生化反应一般是在 pH=7的条件下进行，在pH=7和上述浓度、压力、温度下 的标准自由能变化用Δ Ｇ0表示。
生物氧化的特点
生物氧化过程中CO2的生成和H2O的生成
生物氧化的特点
在活的细胞中（ pH 接近中性、体温条件下）， 有机物的氧化在一系列酶、辅酶和中间传递体参与 下进行，其途径迂回曲折，有条不紊。 氧化过程中 能量逐步释放，其中一部分由一些高能化合物（如 ATP）截获，再供给机体所需。在此过程中既不会因
（1）生物氧化的定义、特点和方式
（2）生物体获取能量的三个阶段 （3）线粒体呼吸链电子传递系统 （4）氧化磷酸化作用 （5）呼吸链和氧化磷酸化的抑制 （6）非线粒体氧化体系
第六章 电子传递体系与氧化磷酸化 主要内容和要求：重点讨论线
粒体电子传递体系的组成、电子传
递机理和氧化磷酸化机理。对非线 粒体氧化体系作一般介绍。
2e
电子传递链
1\2 O2 O=
2H+
H2 O
生物氧化的三个阶段 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
乙酰CoA
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（如 丙酮酸、乙酰 CoA等）
共同中间物进 入三羧酸循环, 氧化脱下的氢由 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。
高能化合物
生化反应中，在水解时或基团转移反应中可
释放出大量自由能（ >21 千焦 / 摩尔）的化合物称
为高能化合物。
高能化合物的类型 ATP的特点及其特殊作用
高 能 化 合 物 类 型
ATP的特点
在 pH=7 环境中， ATP 分子中的三个磷酸基团完 全解离成带 4 个负电荷的离子形式（ ATP4-），具有 较大势能，加之水解产物稳定，因而水解自由能很 大（Δ G°′=-30.5千焦/摩尔）。
计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化
例题： 反应G-1-PG-6-P在380C达到平衡时， G-1-P占 5%，G-6-P占95%，求 G0。如果反应未达到平 衡，设[G-1- P]=0.01mol.L， [G-6-P]=0.001mol.L， 求反应的 G是多少？
解：达平衡时

=Keq=19
思考

目录
第一节 生物氧化概述 第二节 线粒体电子传递体系 第三节 氧化磷酸化作用
第四节 非线粒体氧化体系（自学）
第一节 生物氧化概述
一、生物氧化的概念和特点
二、生物能学简介 三、 高能化合物
生物氧化的特点和方式
糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生 成 CO2 和 H2O 并释放出能量的过程称为生物氧化（ biological oxidation），其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的 一系列氧化还原反应过程。
（1）物质运输（主动运输，被动运输）
（2）能量转化（生物氧化） （3）信息传递（细胞识别，激素、神经等信号转导）
三、生物体内能量的产生和转化 1、生物能学简介 （1）自由能(G0´)的概念及意义
（2）反应平衡常数及其与自由能计算的关系
（3）氧化还原电位及其与自由能计算的关系 （4）高能化合物
2、生物氧化
Δ G°′= - RTlnKeq =-2.3038.314 311 log19 =-7.6KJ.mol-1 未达平衡时 =Qc=0.1
Δ G′=Δ G°′+ RTlnQc (Qc-浓度商) =-7.6+ 2.3038.314 311 log0.1 =-13.6KJ.MOL-1
例题：计算下反应式Δ G°′ NADH+H++1/2O2====NAD++H2O
氧化过程中能量骤然释放而伤害机体，又能使释放
的能量尽可得到有效的利用。
CO2的生成
方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含 羧基的中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成 CO2。 类型：α-脱羧和β-脱羧
氧化脱羧和单纯脱羧
例：
R
H2N-CH-COOH
O CH3-C-COOH
CoASH
氨基酸脱羧酶
R
CH2-NH2 +CO2
化学反应自由能的计算
利用化学反应平衡常数计算 基本公式：Δ G′=Δ G°′+ RTlnQc Δ G°′= - RTlnKeq 例：计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化 利用标准氧化还原电位（E°）计算（限于氧化还
原反应）
(Qc-浓度商)
基本公式：Δ G°′=－nFΔ E°′
(Δ E°′=E+°′-E-°′) 例：计算NADH氧化反应的Δ G°′