第二节：电子传递链ppt课件
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电子传递和氧化呼吸链
脂肪
多糖
蛋白质
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递 （氧化）Fra bibliotek+Pi
e-
三羧酸 循环
生物氧化的三个阶段
大分子降解成 基本结构单位
小分子化合物分 解成共同的中间 产物（如丙酮酸 、乙酰CoA等）
共同中间产物进 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。
Reduced
方法四:分 离并鉴定 每个多蛋 白质复合 物：
链上组分 中特有的 电子供体 和受体可 以确定。
（三）呼吸链的组成 琥珀酸等
黄素蛋白酶类 （flavoproteins, FP）
黄素蛋白 （FAD）
铁-硫蛋白类 （iron—sulfur proteins)
铁硫蛋白 （Fe-S）
细胞色素类
二、电子传递链（呼吸链）
（一）线粒体结构特点 （二）电子传递呼吸链的概念 （三）呼吸链的组成 （四）机体内两条主要的呼吸链及其能量变化 （五）电子传递抑制剂
（一）线粒体结构
嵴
➢线粒体外膜
自由透过小分子和离子
➢线粒体内膜
不能自由透过大部分小分子和离子 ,包括H+。
含有：电子传递体（复合体I、II 、III、IV）
（二）线粒体呼吸链
线粒体基质是呼吸底物氧化的场所，底物在这 里氧化所产生的NADH和FADH2将质子和电子转 移到内膜的载体上，经过一系列氢载体和电子载 体的传递，最后传递给O2生成H2O。这种由载体 组 成 的 电 子 传 递 系 统 称 电 子 传 递 链 （ electron transfer chain),因为其功能和呼吸作用直接相关 ，亦称为呼吸链。
62电子传递链PPT36页
（2）抗霉素A：它是由链酶素分离出的抗生素，有 干扰细胞色素还原酶中电子从细胞色素bH的传递作 用，从而抑制电子从还原型QH2向cytC1的传递作用。 （3）氰化物（CN-）、叠氮化物（N3-）、一氧化碳 （CO）等：其作用是阻断电子在细胞色素氧化酶中 传递，即阻断了电子由cytaa3向分子氧的传递。
一、电子传递链的概念（91页下方）
在生物氧化过程中，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为电子传递链。又称呼吸链。
还原型 代谢物
脱氢后的代谢物
典型的呼吸链
NADH呼吸链 FADH2呼吸链
真核细胞中，电子传递链存在于线粒体的内膜上
课后网络学习：如何有效除去食物中
的氰化物？
鱼藤酮
一种杀虫剂，存在于亚洲热带及亚 热带区所产豆科鲁藤属植物根中， 在一些中草药如地瓜子、苦檀子、 昆明鸡血藤根中也含有。鱼藤酮杀 虫作用较强，可用作蔬莱的杀虫剂， 对蚜虫的毒性较烟碱大10～15倍， 对家蝇的毒性比除虫菊大6倍,对人 畜没有大的危害。鱼藤酮对鱼毒性 特大，浓度为 1：13000000就可使 鱼类昏迷而导致死亡，故民间将鱼 藤用于捕鱼。鱼藤酮的急性毒性与 滴滴涕相仿，使用中仍须注意。
自学空间
小组合作，阅读课本91-93页有关电子传递链的 组成及其功能，找到下列问题的答案：
1、烟酰胺脱氢酶类传递体的辅酶是
和
；它们的功能
是
。
2、黄素脱氢酶类传递体的辅酶是
或
；它们的功能是
。
3、铁硫蛋白类传递体的辅酶是
；
它们的功能是
。
1、烟酰胺脱氢酶类 ，以NAD,NADP为辅酶
NADH所携带的高能电子是线粒体呼吸链主要 电子供体之一。
一、电子传递链的概念（91页下方）
在生物氧化过程中，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为电子传递链。又称呼吸链。
还原型 代谢物
脱氢后的代谢物
典型的呼吸链
NADH呼吸链 FADH2呼吸链
真核细胞中，电子传递链存在于线粒体的内膜上
课后网络学习：如何有效除去食物中
的氰化物？
鱼藤酮
一种杀虫剂，存在于亚洲热带及亚 热带区所产豆科鲁藤属植物根中， 在一些中草药如地瓜子、苦檀子、 昆明鸡血藤根中也含有。鱼藤酮杀 虫作用较强，可用作蔬莱的杀虫剂， 对蚜虫的毒性较烟碱大10～15倍， 对家蝇的毒性比除虫菊大6倍,对人 畜没有大的危害。鱼藤酮对鱼毒性 特大，浓度为 1：13000000就可使 鱼类昏迷而导致死亡，故民间将鱼 藤用于捕鱼。鱼藤酮的急性毒性与 滴滴涕相仿，使用中仍须注意。
自学空间
小组合作，阅读课本91-93页有关电子传递链的 组成及其功能，找到下列问题的答案：
1、烟酰胺脱氢酶类传递体的辅酶是
和
；它们的功能
是
。
2、黄素脱氢酶类传递体的辅酶是
或
；它们的功能是
。
3、铁硫蛋白类传递体的辅酶是
；
它们的功能是
。
1、烟酰胺脱氢酶类 ，以NAD,NADP为辅酶
NADH所携带的高能电子是线粒体呼吸链主要 电子供体之一。
2024届高考一轮复习生物课件(新教材人教版鲁湘辽)：光系统及电子传递链
跟踪训练
光反应发生在叶绿体的类囊体的薄膜上，即图b表示图a的类囊体膜， 光反应过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的 化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体 NADP＋减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。
跟踪训练
(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构 完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体， 以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。
√A.图中过程产生了O2、ATP和NADPH等 √B.H＋可由叶绿体基质进入类囊
体腔，该过程属于主动运输， 但消耗的能量不是由ATP提 供的
√C.通过类囊体膜转运H＋的两种
机制不相同 D.据图分析，O2产生后扩散到细胞外共需要穿过3层生物膜
跟踪训练
图示过程为光合作用的光反应阶段，发生在类囊体膜上，该过程产生 了O2、ATP和NADPH等，A正确； 图中在类囊体膜上H＋的顺浓度梯度的推动下促进了ATP的合成，显 然H＋由叶绿体基质进入类囊体腔是逆浓度梯度进行的，属于主动运 输，B正确；
跟踪训练
根据图b可知，ATP的合成依赖于水光解的电子传递和氢离子顺浓度 梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体膜的 受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。
跟踪训练
3.下图为类囊体薄膜上发生的光反应示意图，PS Ⅰ和PS Ⅱ分别是光系统 Ⅰ和光系统Ⅱ，是叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收利用光能进行 电子的传递。PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，其中PQ在传递电子 的同时能将H＋运输到类囊体 腔中。图中实线为电子的传 递过程，虚线为H＋的运输过 程。ATP合成酶由CF0和CF1 两部分组成，在进行H＋顺浓 度梯度运输的同时催化ATP的合成。请回答下列问题：
第二节_呼吸链
二. 呼吸链的组成
呼吸链中的电子传递体共有五种： 呼吸链中的电子传递体共有五种：
5. 细胞色素 (Cyt)
Cytc
唯一能溶 于水的细 胞色素 Lys残基形成环状包围血红素。 残基形成环状包围血红素。 残基形成环状包围血红素
三. 呼吸链的电子传递顺序
呼吸链中的电子传递有着严格的方向和顺序， 呼吸链中的电子传递有着严格的方向和顺序，即电 子从电位较低的传递体依次通过电位较高 较低的传递体依次通过电位较高的传递体逐步 子从电位较低的传递体依次通过电位较高的传递体逐步 流向氧分子。 流向氧分子。 NADH FMN FAD Fe-S CoQ Cytb Fe-S Cytc1 Cytc Cytaa3 O2
Fe3+ + e = Fe2+
Ferredoxin1
二. 呼吸链的组成
呼吸链中的电子传递体共有五种： 呼吸链中的电子传递体共有五种：
3. 铁硫蛋白
二. 呼吸链的组成
呼吸链中的电子传递体共有五种： 呼吸链中的电子传递体共有五种：
3. 铁硫蛋白 单电子传递体。 单电子传递体。 它通常与其它的电子传递体（ 如黄素蛋白、 它通常与其它的电子传递体 （ 如黄素蛋白 、 细 胞色素）结合成复合物 ， 从而具有不同的氧化还原 胞色素 ） 结合成复合物， 电位，在呼吸链的不同部位传递电子。 电位，在呼吸链的不同部位传递电子。
第二节 呼吸链
一、 呼吸链的概念
在生物氧化过程中， 在生物氧化过程中 ， 代谢物脱下的氢和电子经 过一系列的传递体的传递， 过一系列的传递体的传递 ， 最终交给分子氧生成水 ，这一电子传递体系称为呼吸链（电子传递链）。 这一电子传递体系称为呼吸链（电子传递链） 呼吸链 在生物细胞中，接受代谢物上脱下的氢 或电子 或电子) 在生物细胞中，接受代谢物上脱下的氢(或电子 的载体有三种 —— NADH、NADPH和FADH2。 、 和 其中NADPH作为生物合成的还原剂。 作为生物合成的还原剂。 其中 作为生物合成的还原剂 所以呼吸链有两条： 所以呼吸链有两条： 呼吸链； 由NADH开始的呼吸链 —— NADH呼吸链； 开始的呼吸链 呼吸链 呼吸链。 由FADH2开始的呼吸链 —— FADH2呼吸链。
呼吸链
各种呼吸链抑制剂的阻断位点
抗霉素A 二巯基丙醇
×
CO、CN-、 N3-及H2S
×
×
鱼藤酮 杀粉蝶菌素（粉蝶霉素A） 阿米妥（异戊巴比妥）
细胞色素
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。
❖ 呼吸链包括四种 具有传递电子功能 的酶复合体和两种 单独成分。
❖ 用毛地黄皂苷、 胆酸盐等去垢剂 处理线粒体
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 NADH-Q还原酶 39 FMN，Fe-S 复合体Ⅱ 琥珀酸-Q还原酶 4 FAD，Fe-S 复合体 Ⅲ QH-2 细胞色素C 10 铁卟啉，Fe-S 复合体 Ⅳ 细胞色素c氧化酶 13 铁卟啉，Cu
Fe-S
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+
Cyt-Fe2+
2
e－21 O2
b
c1
c
a
a3
Fe-S
CoQH2 2e- Cyt-Fe3+
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ O2- H2O
2H+
琥珀（酸泛分醌－子细中复胞合脱色物下素II的cI还氢原原酶子） 不经NAD+，直（接细胞传复色合递素物给cI氧V黄化素酶辅）酶
生物氧化过程中，底物脱下的氢和电子经一系 列按一定顺序排列的氢传递体和电子传递体，传递 给被激活的分子氧而生成水，同时放出能量，这样 一系列嵌合与线粒体内膜的酶和辅酶组成的电子传 递体系称为电子传递链又称呼吸链。
Revealed by Eugene Kennedy and Albert Lehninger in the 1940s
微生物学-第六章-微生物的代谢课件
G
6-磷酸-果糖
特征性酶 磷酸己糖酮解酶
4-磷酸-赤藓糖 + 乙酰磷酸
6-磷酸-果糖
5-磷酸-木酮糖 ，5-磷酸-核糖
戊糖酮解酶
乙酸
3--磷酸甘油醛+ 乙酰磷酸
乳酸
乙酸
1 G 乳酸 + 1.5乙酸 + 2.5 ATP
三、发酵（fermentantion）
1、定义
广义：利用微生物生产有用代谢一种生产方式。 狭义：厌氧条件下，以自身内部某些中间代谢
氧化氮还原酶
反硝化意义：
1）使土壤中的氮（硝酸盐NO3-）还原成氮气而消失，降低土壤的肥力；
2）反硝化作用在氮素循环中起重要作用。
硫酸盐呼吸（硫酸盐还原）
——厌氧时，SO42- 、SO32-、S2O32- 等为末端电 子受体的呼吸过程。
特点：
a、严格厌氧； b、大多为古细菌 c、极大多专性化能异氧型，少数混合型； d、最终产物为H2S；
用所需的硝酸盐还原酶A亚硝酸还原酶等 c 兼性厌氧 细菌：铜绿假单胞、地衣芽孢杆菌等。
硝酸盐作用
同化性硝酸盐作用：
NO3- NH3 - N R - NH2 异化性硝酸盐作用：
无氧条件下，利用NO3-为最终氢受体
NO3- NO2 NO N2O N2
硝酸盐还原酶
亚硝酸还原酶
氧化亚氮还原酶
a、a1、a2、a4、b、b1、c、c1、c4、c5、d、o等； 末端氧化酶：
cyt a1、a2、a3、d、o，H2O2酶、过氧化物酶；呼吸链组分多变 存在分支呼吸链：
细菌的电子传递链更短并P／O比更低，在电子传递链的几个位置进入链和 通过几个位置的末端氧化酶而离开链。 E.coli （缺氧） CoQ cyt.b556 cyt.o
生物化学生物氧化电子传递链
颜色 α带波长 与酶蛋白连接 红色 560nm 非共价结合
Cytc
原卟啉Ⅸ (血红素)
红色
550nm
与多肽链中 Cys 的 –SH相连
Cyta 血红素A 绿色 600nm 非共价结合
Cytochrome bc1 complex (complex III)
④泛醌 (ubiquinone, UQ)
即辅酶Q（ Coenzyme Q， CoQ），属于脂溶性 醌类化合物，带有多个异戊二烯侧链。
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
Iron atoms cycle between Fe2+ (reduced) and Fe3+(oxidized).
③ 细胞色素（Cytochrome, Cyt）
是一类以铁卟啉为辅基的电子传递蛋白。
呼吸链中主要有a、b、c三类。差别在于铁卟啉的 侧链以及铁卟啉与蛋白部分连接的方式不同。 Cyt b、c的铁卟啉与血红素相同； Cyt a的铁卟啉为血 红素A。
NADH
FMN （Fe-S）
CoQ
Cyt b
c1
c
aa3 O2
2）琥珀酸氧化呼吸链
琥珀酸
FAD （Fe-S）
CoQ
Cyt b c1
c
aa3 O2
NADH氧化呼吸链
生物化学：第二节 电子传递链
由NADH开始的呼吸链 —— NADH呼吸链； 由FADH2开始的呼吸链 —— FADH2呼吸链。
2、电子传递链分布 原核细胞存在于质膜上 真核细胞存在于线粒体的内膜上
二. 呼吸链的组成
电子传递中有四个复合体参与：
NADH-CoQ还原酶（复合物I） 琥珀酸-CoQ还原酶（复合物Ⅱ ） CoQ-细胞色素c还原酶（复合物III ） 细胞色素氧化酶（复合物Ⅳ）
铁硫中心只有1个Fe起氧化还原反应，在氧化型（ Fe3+）和还原型（Fe2+）之间转变。
呼吸链中的电子传递体：
3. 铁硫蛋白
铁硫蛋白在呼吸链中作为电子传递体，不传递氢 。
呼吸链中的铁硫蛋白通常与其它的电子传递体的 蛋白质（如黄素酶、细胞色素）结合成复合物，从 而具有不同的氧化还原电位，在呼吸链的不同部位 传递电子。目前对其具体作用机制并不十分清楚.
五. 呼吸链的电子传递过程
呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
呼吸链中的电子传递体：
1. 烟酰胺脱氢酶
是指以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶, 属于烟 酰胺的衍生物。以NAD+为辅酶的脱氢酶主要参与线 粒体底物到分子氧的传递, 以 NADP+为辅酶的脱氢 酶主要参与将电子传给生物合成过程.
呼吸链中的电子传递体：
（一）NADH-CoQ还原酶（复合物1） 由FMN + 铁硫蛋白
功能：先与NADH结合并将NADH上的两个高势能 电子转移到FMN辅基上，使NADH氧化，并使 FMN还原。
NADH+H++FMN
FMNH2+NAD+
二、琥珀酸-CoQ还原酶（复合体Ⅱ ）
琥珀酸脱氢酶，它是嵌在线粒体内膜的酶蛋白。也是此复合 体的一部分，其辅基包括FAD和Fe-S聚簇。
2、电子传递链分布 原核细胞存在于质膜上 真核细胞存在于线粒体的内膜上
二. 呼吸链的组成
电子传递中有四个复合体参与：
NADH-CoQ还原酶（复合物I） 琥珀酸-CoQ还原酶（复合物Ⅱ ） CoQ-细胞色素c还原酶（复合物III ） 细胞色素氧化酶（复合物Ⅳ）
铁硫中心只有1个Fe起氧化还原反应，在氧化型（ Fe3+）和还原型（Fe2+）之间转变。
呼吸链中的电子传递体：
3. 铁硫蛋白
铁硫蛋白在呼吸链中作为电子传递体，不传递氢 。
呼吸链中的铁硫蛋白通常与其它的电子传递体的 蛋白质（如黄素酶、细胞色素）结合成复合物，从 而具有不同的氧化还原电位，在呼吸链的不同部位 传递电子。目前对其具体作用机制并不十分清楚.
五. 呼吸链的电子传递过程
呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
呼吸链中的电子传递体：
1. 烟酰胺脱氢酶
是指以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶, 属于烟 酰胺的衍生物。以NAD+为辅酶的脱氢酶主要参与线 粒体底物到分子氧的传递, 以 NADP+为辅酶的脱氢 酶主要参与将电子传给生物合成过程.
呼吸链中的电子传递体：
（一）NADH-CoQ还原酶（复合物1） 由FMN + 铁硫蛋白
功能：先与NADH结合并将NADH上的两个高势能 电子转移到FMN辅基上，使NADH氧化，并使 FMN还原。
NADH+H++FMN
FMNH2+NAD+
二、琥珀酸-CoQ还原酶（复合体Ⅱ ）
琥珀酸脱氢酶，它是嵌在线粒体内膜的酶蛋白。也是此复合 体的一部分，其辅基包括FAD和Fe-S聚簇。
电子传递链
1 3
1mol葡萄糖需氧呼吸产生多少ATP？ 30molATP
2 3
需氧呼吸产生的能量有哪些形式？ 一部分能量以热能的形式散失 一部分转移到ATP中
畅通高考站
生物体吸收的O2用于 A.在线粒体内合成CO2 B.在细胞质基质中与【H】结合生成水 C.部分形成CO2，部分与【H】结合生成水 D.在线粒体内与【H】结合生成水 （ D ）
电子传递链
魔法背知识
电子传递链（【H】的氧化）
线粒体内的生物氧化依赖于线粒体内膜上一系列酶或辅酶的作用。它 们作为递氢体或递电子体，按一定的顺序排列在内膜上，组成递氢或 递电子体系，称为电子传递链.
魔法背知识
电子传递链（【H】的氧化）
1.场所：线粒体内程：
26ATP
24[H] + 6O2
酶
12H2O + 能量（大量）
线粒体 内膜
魔法背知识
电子传递链（【H】的氧化）
场所： 反应物： 生成物： 产生ATP数量： 与氧的关系： 线粒体内膜 【H】和O2 H2 O 26ATP 需要O2参与
答疑全频道
需氧呼吸总反应式
C6H12O6+6O2+6H2O
酶
6CO2+12H2O+(大量) 能量
2023届高考生物二轮复习微专题C4、CAM、光呼吸、电子传递链(共35张ppt)
被固定为__C_3___。
2.以景天科植物为代表的多种植物，其体内具有特殊的CO2固定方式，即CAM途径又 称为景天酸代谢途径。其过程为：夜晚气孔开放，在PEP羧化酶等酶催化作用下，通 过一系列反应将CO2固定于苹果酸内，储存在液泡中；白天气孔关闭，苹果酸从液泡 中运出并释放CO2，为叶绿体提供光合作用的原料。具体过程如下图所示，请据图回 答下列问题：
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式 既能防止_____,又能保证_____正常进行。
答案：（1）细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类
囊体薄膜
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
细胞呼吸（或呼吸作用）
（2）蒸腾作用过强导致水分散失过多
光合作用
注：维管束主要作用是为植物体输导水分、无机盐和有机养料等。 热带植物为了防止水分过度蒸发，常常关闭叶片上的气孔，这样空气中 的CO2就不易进入叶肉细胞，不能满足光合作用对CO2的需求。而C4途径中 能固定CO2的那种酶对CO2有很高的亲和力，使叶肉细胞能有效地固定和浓 缩CO2，供维管束鞘细胞中叶绿体内的C3途径利用。
探究路径(一) 景天科植物的CO2固定
景天科酸代谢是许多肉质植物的一种特殊代谢方式，这类植物特别适
合于炎热干旱地区。其特点是气孔夜间开放，吸收并固定CO2，形成以苹 果酸为主的有机酸储存在液泡中；白天则气孔关闭，不吸收CO2，但却从 苹果酸中释放出CO2参与卡尔文循环。
1.羧化：夜晚气孔开放，吸收CO2， 在PEP羧化酶作用下，被PEP固定为 OAA（草酰乙酸，C4）
2.还原：OAA被NADH还原为苹果酸， 储存在液泡中。
3.脱羧：白天气孔关闭，液泡中苹果 酸运送到细胞质基质，在苹果酸脱羧 酶作用下产生丙酮酸和CO2，丙酮酸 转变为淀粉，CO2参与卡尔文循环。
2.以景天科植物为代表的多种植物，其体内具有特殊的CO2固定方式，即CAM途径又 称为景天酸代谢途径。其过程为：夜晚气孔开放，在PEP羧化酶等酶催化作用下，通 过一系列反应将CO2固定于苹果酸内，储存在液泡中；白天气孔关闭，苹果酸从液泡 中运出并释放CO2，为叶绿体提供光合作用的原料。具体过程如下图所示，请据图回 答下列问题：
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式 既能防止_____,又能保证_____正常进行。
答案：（1）细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类
囊体薄膜
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
细胞呼吸（或呼吸作用）
（2）蒸腾作用过强导致水分散失过多
光合作用
注：维管束主要作用是为植物体输导水分、无机盐和有机养料等。 热带植物为了防止水分过度蒸发，常常关闭叶片上的气孔，这样空气中 的CO2就不易进入叶肉细胞，不能满足光合作用对CO2的需求。而C4途径中 能固定CO2的那种酶对CO2有很高的亲和力，使叶肉细胞能有效地固定和浓 缩CO2，供维管束鞘细胞中叶绿体内的C3途径利用。
探究路径(一) 景天科植物的CO2固定
景天科酸代谢是许多肉质植物的一种特殊代谢方式，这类植物特别适
合于炎热干旱地区。其特点是气孔夜间开放，吸收并固定CO2，形成以苹 果酸为主的有机酸储存在液泡中；白天则气孔关闭，不吸收CO2，但却从 苹果酸中释放出CO2参与卡尔文循环。
1.羧化：夜晚气孔开放，吸收CO2， 在PEP羧化酶作用下，被PEP固定为 OAA（草酰乙酸，C4）
2.还原：OAA被NADH还原为苹果酸， 储存在液泡中。
3.脱羧：白天气孔关闭，液泡中苹果 酸运送到细胞质基质，在苹果酸脱羧 酶作用下产生丙酮酸和CO2，丙酮酸 转变为淀粉，CO2参与卡尔文循环。
生物化学：第二节 电子传递链
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
四、细胞色素氧化酶（复合体Ⅳ）
10个亚基的多聚蛋白
由 cyt.a和a3 组成。复合物中除了含有铁卟啉 外，还含有2个铜原子（CuA，CuB）。当电子传递时，
细胞色素的Fe3+
Fe2+间循环，同时Cu2+
Cu+间循环，将电子从cytc直接传递给O2。也叫末端 氧化酶。
功能：将电子从细胞色素C传递给O2
电子传递中的四个复合体
三. 呼吸链的电子传递顺序
呼吸链中的电子传递有着严格的方向和顺序，即电 子从氧化还原电位较低(电负性较强)的传递体依次通 过氧化还原电位较高(电正性较强)的传递体逐步流向 氧分子。
NADH FMN
FAD
Fe-S
CoQ
Cytb Fe-S Cytc1 Cytc Cytaa3 O2
2. 黄素脱氢酶 以FMN,FAD为辅酶
FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是异咯嗪
参与线粒体电子传递链的黄素脱 氢酶有两种: NADH脱氢酶
琥珀酸脱氢酶
3.铁硫蛋白（Fe—S）
铁硫蛋白含铁原子(非血红素的铁)和硫原子(对酸 不稳定的硫)，构成2Fe-2S簇、4Fe-4S簇，称为铁 硫中心，常用符号“Fe-S”表示。铁硫中心通过Fe与 蛋白质的半胱氨酸残基连接。
【生物化学】第五章-生物氧化-第二节-电子传递链
（还原型）
② 铁硫蛋白（Fe-S） （非血红素蛋白）
与电子传递有关
与其他递氢体或电 子传递体结合成复 合物存在
②铁硫蛋白(Iron-sulfur protein, Fe-S)
又叫铁硫中心或铁硫簇。 含有等量铁原子和硫原子。 铁除与硫连接外，还与肽链中Cys残基的巯 基连接。 铁原子可进行Fe2+ Fe3++e 反应传递电子， 为单电子传递体。
Cyt-Fe2+
2e－21 O2
b
c1
c
a
a3
Fe -S
CoQH2 2e- Cyt-Fe3+
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ O2- H2O
2H+
复合物III （泛醌－细胞色素 c还原酶）
复合物IV （细胞色素 c氧化酶）
－
2.电子传递链的成员组成
细胞色素a、b、c的区别
Cytb
辅基
原卟啉Ⅸ (血红素)
颜色 α带波长 与酶蛋白连接 红色 560nm 非共价结合
Cytc
原卟啉Ⅸ (血红素)
红色
550nm
与多肽链中 Cys 的 –SH相连
Cyta 血红素A 绿色 600nm 非共价结合
Cytochrome bc1 complex (complex III)
Reduced
The end of Chap1 !
电子传递的方向为：琥珀酸→FAD→Fe-S→Q。
复合体Ⅱ
琥珀酸→ Fe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3 →CoQ
琥珀酸
FAD
2Fe2+-S Q
② 铁硫蛋白（Fe-S） （非血红素蛋白）
与电子传递有关
与其他递氢体或电 子传递体结合成复 合物存在
②铁硫蛋白(Iron-sulfur protein, Fe-S)
又叫铁硫中心或铁硫簇。 含有等量铁原子和硫原子。 铁除与硫连接外，还与肽链中Cys残基的巯 基连接。 铁原子可进行Fe2+ Fe3++e 反应传递电子， 为单电子传递体。
Cyt-Fe2+
2e－21 O2
b
c1
c
a
a3
Fe -S
CoQH2 2e- Cyt-Fe3+
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ O2- H2O
2H+
复合物III （泛醌－细胞色素 c还原酶）
复合物IV （细胞色素 c氧化酶）
－
2.电子传递链的成员组成
细胞色素a、b、c的区别
Cytb
辅基
原卟啉Ⅸ (血红素)
颜色 α带波长 与酶蛋白连接 红色 560nm 非共价结合
Cytc
原卟啉Ⅸ (血红素)
红色
550nm
与多肽链中 Cys 的 –SH相连
Cyta 血红素A 绿色 600nm 非共价结合
Cytochrome bc1 complex (complex III)
Reduced
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电子传递的方向为：琥珀酸→FAD→Fe-S→Q。
复合体Ⅱ
琥珀酸→ Fe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3 →CoQ
琥珀酸
FAD
2Fe2+-S Q
6.2 电子传递链
电子从参考电势到样品流动,氧化还原电势为正样品具有较强的受电子影响氧化剂，受电子体例如:O 2，Fe 3+等标准氢电极测试电极盐桥电子从样品流动到参考电势,氧化还原电势为负样品具有较强的电子转移势能还原剂,供电子体例如：NADH，FADH2等氧呼吸链呼吸链膜间腔NADH → NADH-Q 还原酶 → Q → 细胞色素还原酶 → 细胞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 ⅣNADH-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3941013FMN,Fe-SFAD,Fe-S铁卟啉，Fe-S铁卟啉，Cu四种具有传递电子功能的酶复合体(complex) 人线粒体呼吸链复合体- 测定各载体的E’o - 测定各载体被氧化的速率- 测定各载体的氧-还状态呼吸链及其相关电子载体的标准还原电势由E ’o 推断的载体顺序：NADH → Q → cyt b → cyt c 1 → cyt c → cyt a → cyt a 3 → O 2e–趋向于自发从E’o较低的载体流向较高在整条载体链被还原后测定各载体的氧化速率ⅠⅣCytcQNAD H +H +延胡索酸琥珀酸1/2O 2+2H +H 2O胞液侧基质侧线粒体内膜e -e -e -e-e-ⅡⅢ以氢负离子( H-)形式转移进入水溶剂异咯嗪结构FMN组成成分作用传递机制2Fe-2S型4Fe-4S型参与单电子转移：Fe-S簇中只有1个Fe被氧化或还原蓝细菌Anabaena7120的铁氧还蛋白为2Fe-2S型仅指无机S为一种脂溶性醌类化合物。
泛醌半醌泛醇5元含氮吡咯环（卟啉）共价原态复合体Ⅰ→FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4;Fe-SN-3; Fe-SN-2膜间隙NADH+H++FMN FMNH2+NAD+复合体ⅡFe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3酶结合位点Fe-S中心细胞质辅酶Q亚铁血红素外周胞质双磷脂酰甘油复合体Ⅲb562; b566; Fe-S; c1细胞色素 c1细胞间隙细胞色素 b细胞色素 c1和细胞色素 b结构示意图细胞色素 c 细胞色素 c1铁硫蛋白细胞色素 b复合体ⅣCuA→a→a3→CuB复合体IV：细胞色素氧化酶激活分子氧H+离子泵鱼藤酮,安密妥,杀粉蝶菌素抗酶素A氰化物,叠氮化物,一氧化碳。
电子传递和氧化呼吸链ppt课件
.
CuB
2CuA
Heme a
CuA CuA
Heme a3
The three critical subunits of cytochrome oxidase (Complex IV) A 204 kD 13-subunit protein complex, with structure determined in 1996
基酸构成的单一肽链。
.
12
8
3
7
4
65
.
半胱氨酸
6. 细胞色素氧化酶
（复合体Ⅳ、细胞色素c氧化酶 ）
❖由 cyta和a3 组成。复合物中除了含有铁卟 啉外，还含有2个铜原子（CuA，CuB）。 Cyta与CuA相配合，cyta3与CuB相配合，当 电子传递时，细胞色素的Fe3+ 、 Fe2+间循环， 同时Cu2+ 、 Cu+间循环，将电子从cytc直接 传递给O2，也叫末端氧化酶。
Cyt a: ~600 nm Cyt b: ~560 nm Cyt c: ~550 nm
.
Cytochrome bc1 complex (Complex III) .
5.细胞色素c
❖在复合体III和Ⅳ之间传递电子。
（细胞色素c 交互地与细胞色素还原酶的 C1和细胞色素氧化酶接触）
❖是唯一能溶于水的细胞色素。 ❖相对分子质量为13000，由104个氨
二、电子传递链（呼吸链）
（一）线粒体结构特点 （二）电子传递呼吸链的概念 （三）呼吸链的组成 （四）机体内两条主要的呼吸链及其能量变化 （五）电子传递抑制剂
（一）线粒体结构
嵴
➢线粒体外膜
自由透过小分子和离子
➢线粒体内膜
CuB
2CuA
Heme a
CuA CuA
Heme a3
The three critical subunits of cytochrome oxidase (Complex IV) A 204 kD 13-subunit protein complex, with structure determined in 1996
基酸构成的单一肽链。
.
12
8
3
7
4
65
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半胱氨酸
6. 细胞色素氧化酶
（复合体Ⅳ、细胞色素c氧化酶 ）
❖由 cyta和a3 组成。复合物中除了含有铁卟 啉外，还含有2个铜原子（CuA，CuB）。 Cyta与CuA相配合，cyta3与CuB相配合，当 电子传递时，细胞色素的Fe3+ 、 Fe2+间循环， 同时Cu2+ 、 Cu+间循环，将电子从cytc直接 传递给O2，也叫末端氧化酶。
Cyt a: ~600 nm Cyt b: ~560 nm Cyt c: ~550 nm
.
Cytochrome bc1 complex (Complex III) .
5.细胞色素c
❖在复合体III和Ⅳ之间传递电子。
（细胞色素c 交互地与细胞色素还原酶的 C1和细胞色素氧化酶接触）
❖是唯一能溶于水的细胞色素。 ❖相对分子质量为13000，由104个氨
二、电子传递链（呼吸链）
（一）线粒体结构特点 （二）电子传递呼吸链的概念 （三）呼吸链的组成 （四）机体内两条主要的呼吸链及其能量变化 （五）电子传递抑制剂
（一）线粒体结构
嵴
➢线粒体外膜
自由透过小分子和离子
➢线粒体内膜
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2Fe3+
细胞色素bc1复合体（ Ⅲ ）
复合体Ⅳ 2H+
•每个分子氧被还原共需4个电子
三、呼吸链的电子传递顺序
呼吸链的各组分在线粒体内膜上是按一定顺序排列的，在线粒 体内膜上主要有两条呼吸链：
NADH+H+ FMN Fe-S Fe S Ⅰ Fe-S Fe-S Ⅱ FAD FADH2 CoQ cytb Fe-S Fe-S cytc cytc Cytb 1 1 Ⅲ cytc cytaa3 Ⅳ O2
第二节：电子传 递链
第二节 电子传递链
一、概念
需氧细胞内糖、脂肪、氨基酸等通过各自的分 解途径所形成的还原性辅酶，包括NADH和 FADH2通过电子传递途径被重新氧化。即还原 型辅酶上的氢原子以质子的形式脱下，其电子 沿一系列按一定顺序排列的电子传递体转移， 最后转移给分子氧并生成水，这个电子传递体 系称为电子传递链。由于消耗氧，故也叫呼吸 链。 电子传递链在原核生物存在于质膜上，在真核 细胞存在于线粒体内膜上。
5、细胞色素c
在复合体III和Ⅳ之间传递电子。（细胞色 是唯一能溶于水的细胞色素
素c 交互地与细胞色素还原酶的C1和细胞色素氧化酶 接触）
6、细胞色素氧化酶（复合体Ⅳ、细胞色素c氧化酶 ）
由 cyt.a和a3 组成。复合物中除了含有铁卟啉外，还含有 2个铜原子（CuA，CuB）。Cyta与CuA相配合，cyta3与 CuB相配合，当电子传递时，细胞色素的Fe3+ Fe2+间循 环，同时Cu2+ Cu+间循环，将电子从cytc直接传递给O2 。 也叫末端氧化酶。
+e-
Fe3+
Fe3+
-e-
Cys
Cys
S
S Fe3+
S
S Fe2+
S
S
Cys
Cys
NADH-Q还原酶先与NADH结合并将NADH 上的两个氢转移到 FMN辅基上， NADH + H+ + FMN FMNH2 + NAD+
e铁硫络合物 eCoQ
NADH-Q还原酶各辅基（辅酶）的氧化还原循环
泵到线粒体内膜外侧
氢以及电子。
FMN
FMNH2
铁硫聚簇（Fe-S中心 ）
Hale Waihona Puke 铁硫聚簇主要以（ Fe-S ） (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在，铁硫聚簇与蛋白质结合 称为铁硫蛋白。
铁硫聚簇通过Fe3+
Fe2+ 变化，将氢从FMNH2上脱 下传给CoQ，同时起传递电子的作用，每次传递一个电 子.
Cys Cys S S S S S S Cys Cys
含有两种细胞色素（细胞色素b、细胞色素c1 ）和一铁硫蛋白（ 2Fe-2S ）。 细胞色素bc1复合体的作用是将电子从QH2转 移到细胞色素c：
QH2 cyt.b Fe-S cyt.c1 cyt.c
细胞色素（cytochrome,cyt）
是以铁卟啉（血红素）为 辅基的蛋白质（有颜色）， 高等动物线粒体呼吸链中主 要含有5种细胞色素a、a3 、 b、 c 、c1等，细胞色素 b,c1,c的辅基都是铁-原朴啉 Ⅳ，细胞色素a、a3的辅基 为血红素A。 细胞色素主要是通过辅基 中Fe3+ Fe2+ 的互变起传 递电子的作用。一个细胞色 素每次传递一个电子。
细胞色素氧化酶（10个亚基的多聚蛋白）
NADH呼吸链每个传递体的氧化还原循环
MH2 NAD+ FMNH2
2Fe3+ 2(Fe-S) M NADH2 FMN 2H+ 2Fe2+ 2H+ CoQ 2H+
CoQH2
2Fe3+ 2cytb 2Fe2+
NADH-Q还原酶
2Fe3+ 2cytb 2Fe2+ 2Fe2+ 2(Fe-S) 2Fe3+ 2Cytc1 2Fe2+ 2Fe2+ 2cytc 2Fe3+ 2Fe3+ 2cytaa3 2Fe2+ 1/2O2 H2O
二、呼吸链的组成
呼吸链由一系列的氢传递体和电子传递体组成 。包括： NADH-Q还原酶、琥珀酸-Q还原酶、细胞色素 还原酶、细胞色素氧化酶。
细胞色素 还原酶 细胞 色素C 细胞色素 氧化酶 O2
NADH NADH-Q Q 还原酶
琥珀酸-Q还原酶 FADH2
二、呼吸链的组成
呼吸链由一系列的氢传递体和电子传递体组成。包 括： NADH-Q还原酶（复合体Ⅰ） 琥珀酸-Q还原酶（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）
3、琥珀酸-Q还原酶（复合体Ⅱ ）
琥珀酸脱氢酶也是此复合体的一部分，其辅基包 括FAD和Fe-S聚簇。 琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸氧化为延胡索酸，同时 其辅基FAD还原为FADH2，然后FADH2又将电子 传递给Fe-S聚簇。 最后电子由Fe-S聚簇传递给琥珀酸-Q还原酶的辅 酶CoQ。
4、细胞色素还原酶（细胞色素bc1复合体、复合体Ⅲ）
关于电子传递顺序的实验验证
呼吸链电子传递顺序的确定经历了半个多世纪的探索，最关键的实验 概括如下： 测得每个电子传递体的氧化还原电位E0。（P62） 呼吸链中传递体的氧化还原电位排列或对电子的亲和力
用已经分离出来的电子传递体进行体外重组
氧化还原反应只能在相邻的的传递体间发生
用分光光度法测得各个传递体发生吸收光谱的变化
2H+ MH2 NAD+ FMNH2 2Fe3+ 2(Fe-S) M NADH2 FMN 2Fe2+ 2H+ CoQ CoQH2
NADH-Q还原酶
2、辅酶Q（泛醌、亦简称Q。是许多酶的辅酶)
、
如： NADH-Q还原酶、琥珀酸-Q还原酶、脂酰-CoA脱氢酶等
是脂溶性醌类化合物，
而且分子较小，可在线粒 体内膜的磷脂双分子层的 疏水区自由扩散。 • 功能基团是苯醌,通过醌 /酚的互变传递氢，Q (醌 型结构) 很容易接受2个 电子和2个质子，还原成 QH2（还原型）；QH2也 容易给出2个电子和2个 质子，重新氧化成Q。因 此，它在线粒体呼吸链中 作为电子和质子的传递体。
1、 NADH-Q还原酶(NADH脱氢酶、复合体
Ⅰ、
亦是第一个质子泵)
NADH-Q还原酶是一个大的蛋白质复合体，
FMN和铁-硫聚簇（Fe-S）是该酶的辅基，辅酶 Q是该酶的辅酶，由辅基或辅酶负责传递电子和 氢。
以FMN或FAD为辅基的蛋白质统称黄素蛋白。 FMN通过氧化还原变化可接收NADH+H+的