生化课件-生物氧化
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2、 氮磷键型。
磷酸肌酸，磷酸精氨酸。
3、 硫酯键型。
3’一磷酸腺苷一5’一磷酰硫酸，酰基辅酶A。
4、 甲硫键型。
S一腺苷甲硫氨酸。
（二） ATP的特殊的作用。
1、 是细胞内产能反应和需能反应的化学偶联剂。能量的释放 利用转移贮存都以ATP为中心。
2、 在磷酸基转移中的作用 。 Glc进入血液中，唯一出路是磷酸化。G-6-P是Glc的一种活化
当△G为正值时，反应体系为吸能反应，此时只有与 放能反应相偶联，反应才能进行。
二、 标准自由能变化及其与化学反应平衡常数 的关系
aA+bB → cC+dD 标准自由内能变化：在规定的标准条件下的自由能变化，用
△G°表示。 标准条件：25℃，参加反应的物质的浓度都是1mol∕L（气体则
是1大气压）。若同时定义pH =7.0，则标准自由能变化用 △G°′表示。 对于一个溶液中的化学反应：
因此，一个热力学上不能进行的反应，可与其它反应偶 联，驱动整个反应进行。此类反应在生物体内是很普 遍的。
四、 高能磷酸化合物
高能化合物：化合物含自由能特别多，随着水解反应 或基团转移反应可放出大量自由能的化合物，释放 能量在5000卡/mol及以上。
高能磷酸化合物：水解每摩尔磷酸基能释放5000cal以 上能量的磷酸化合物。
形式。已糖激酶催化：Glc+ATP→G-6-P+ADP。 3一磷酸甘油是甘油的活化形式，能参与脂肪合成。甘油激酶：
甘油+ATP→3一磷酸甘油+ADP。
（三） 磷酸肌酸、磷酸精氨酸的储能作用 P40
磷酸肌酸是易兴奋组织（如肌肉、脑、神经）唯一的能起暂时 储能作用的物质。
磷酸精氨酸是无脊椎动物肌肉中的储能物质
王镜岩P36 表20-3 某些磷酸化合物水解时的标准自由 能变化。
（一） 高能化合物的类型 P34—36 1、 磷氧键型。
（1）、 酰基磷酸化合物。 3—磷酸甘油酸磷酸，乙酰磷酸，氨甲酰磷酸，酰基腺苷酸，氨
酰腺苷酸。
（2）、 焦磷酸化合物。 无机焦磷酸，ATP，ADP （3）、 烯醇式磷酸化合物。 磷酸烯醇式丙酮酸。
（2）从△G o / = -RT lnK/，可以求出K/及△G o /，根 据△G o /、△G 与K/可以判断任何条件下反应进行的方 向及程度。
三、 自由能变化的可加和性。
在偶联的几个化学反应中，自由能的总变化等于每一步 反应自由能变化的总和。
例如：Glc+ATP→G—6—P+ADP（总反应）
第 一 步 ， Glc+Pi→G—6—P+H2O, 此 反 应 不 能 自 发 进 行 。 第二步，ATP+H2O→ADP+Pi 总反应：Glc+ATP→G—6—P+ADP.
和电子传递体参与氧化过程，逐步氧化，逐步释放能量，转 化成ATP。 真核细胞，生物氧化中还原能力的氧化多在线粒体内进行，在 不含线粒体的原核细胞中，生物氧化在细胞膜上进行。
图示 ：生物氧化的三阶段
第一阶段：多糖，脂，蛋白质等分解为构造单位——单糖、甘 油与脂肪酸、氨基酸，该阶段几乎不释放化学能。
第十一章 生物氧化
第一节 生物能学的几个概念
一、 化学反应中的自由能变化及其意义
1、 化学反应中的自由能
自由能：在一个体系中，能够用来做有用功的那一部 分能量称自由能，用符号G表示。
在恒温、恒压下进行的化学反应，其产生有用功的能 力可以用反应前后自由能的变化来衡量。
自由能的变化：△G = G 产物 — G反应物 = △H _ T△S △G 代表体系的自由能变化，△H代表体系的焓变化，
aA ＋ bB → cC + dD
G G/ RT ln [C]c[D]d [ A]a[B]b
对于一个溶液中的化学反应： aA bB → cC + dD
G G/ RT ln [C]c[D]d [ A]a[B]b
当反应达到平衡时，△G = 0
G /
RT
ln
[C]c [D]d [ A]a [B]b
（1） △G o /是标准条件下的自由能变化，既反应物A、 B、C、D 的 起 始 浓 度 都 为 1 mol/L， 温 度 为 2 5 ℃ ， pH=7.0时的△G。每一个化学反应都有其特定的标准自 由能变化（既△G o /），是一个固定值，
△G是任意给定条件下的自由能变化，它是反应物A、B、 C、D的起始浓度、温度、pH的状态函数，在一个自发 进行的化学反应中，自由能总是在降低，△G总是负值， 随着反应向平衡点的趋近，△G的绝对值逐渐缩小，直 到为0。
2、 △G是判断一个过程能否自发进行的根据
△G<0，反应能自发进行，能做有用功。
△G>0，反应不能自发进行，必须供给能量。
△G=0，反应处于平衡状态。
一个放热反应(或吸热反应)的总热量的变化（△H）， 不能作为此反应能否自发进行的判据，只有自由能 的变化才是唯一准确的指标。
△G<0仅是反应能自发进行的必要条件，有的反应还 需催化剂才能进行，催化剂（酶）只能催化自由能 变化为负值的反应，如果一个反应的自由能变化为 正值，酶也无能为力。
RT ln K /
2.303 log K /
K/是化学反应的平衡常数，因此，△G°/ 也是一个常数。
常见物质的标准自由能△G°′已经列在各种化学手册中， 可以根据△G°′= -RT lnK的公式求出平衡常数K′。
可以利用上述公式利用K/求出△G o / 和△G
△G o / 和△G实际上是两个不同条件下的自由能变化值。
T代表体系的绝对温度，△S代表体系的熵变化。
焓与熵都是体系的状态函数。
焓代表体系的内能与压力P*体积V之和：H = U + P*V dH = dU + P*dV + V*dP
熵代表体系中能量的分散程度，也就是体系的无序程 度：△S = dHale Waihona Puke Baidu／T ，△S = △S体系+△S环境 ，只有 △S≥0，过程才能自发进行。
第二节 生物氧化、氧化电子传递链和 氧化磷酸化作用
一、 生物氧化的概念和特点。
糖，脂，蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解，生成CO2， H2O并释放出能量，这个过程称生物氧化。
生物氧化是需氧细胞呼吸代谢过程中的一系列氧化还原作用， 又称细胞氧化或细胞呼吸。
特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。 生物氧化在活细胞中进行，pH中性，反应条件温和，一系列酶
磷酸肌酸，磷酸精氨酸。
3、 硫酯键型。
3’一磷酸腺苷一5’一磷酰硫酸，酰基辅酶A。
4、 甲硫键型。
S一腺苷甲硫氨酸。
（二） ATP的特殊的作用。
1、 是细胞内产能反应和需能反应的化学偶联剂。能量的释放 利用转移贮存都以ATP为中心。
2、 在磷酸基转移中的作用 。 Glc进入血液中，唯一出路是磷酸化。G-6-P是Glc的一种活化
当△G为正值时，反应体系为吸能反应，此时只有与 放能反应相偶联，反应才能进行。
二、 标准自由能变化及其与化学反应平衡常数 的关系
aA+bB → cC+dD 标准自由内能变化：在规定的标准条件下的自由能变化，用
△G°表示。 标准条件：25℃，参加反应的物质的浓度都是1mol∕L（气体则
是1大气压）。若同时定义pH =7.0，则标准自由能变化用 △G°′表示。 对于一个溶液中的化学反应：
因此，一个热力学上不能进行的反应，可与其它反应偶 联，驱动整个反应进行。此类反应在生物体内是很普 遍的。
四、 高能磷酸化合物
高能化合物：化合物含自由能特别多，随着水解反应 或基团转移反应可放出大量自由能的化合物，释放 能量在5000卡/mol及以上。
高能磷酸化合物：水解每摩尔磷酸基能释放5000cal以 上能量的磷酸化合物。
形式。已糖激酶催化：Glc+ATP→G-6-P+ADP。 3一磷酸甘油是甘油的活化形式，能参与脂肪合成。甘油激酶：
甘油+ATP→3一磷酸甘油+ADP。
（三） 磷酸肌酸、磷酸精氨酸的储能作用 P40
磷酸肌酸是易兴奋组织（如肌肉、脑、神经）唯一的能起暂时 储能作用的物质。
磷酸精氨酸是无脊椎动物肌肉中的储能物质
王镜岩P36 表20-3 某些磷酸化合物水解时的标准自由 能变化。
（一） 高能化合物的类型 P34—36 1、 磷氧键型。
（1）、 酰基磷酸化合物。 3—磷酸甘油酸磷酸，乙酰磷酸，氨甲酰磷酸，酰基腺苷酸，氨
酰腺苷酸。
（2）、 焦磷酸化合物。 无机焦磷酸，ATP，ADP （3）、 烯醇式磷酸化合物。 磷酸烯醇式丙酮酸。
（2）从△G o / = -RT lnK/，可以求出K/及△G o /，根 据△G o /、△G 与K/可以判断任何条件下反应进行的方 向及程度。
三、 自由能变化的可加和性。
在偶联的几个化学反应中，自由能的总变化等于每一步 反应自由能变化的总和。
例如：Glc+ATP→G—6—P+ADP（总反应）
第 一 步 ， Glc+Pi→G—6—P+H2O, 此 反 应 不 能 自 发 进 行 。 第二步，ATP+H2O→ADP+Pi 总反应：Glc+ATP→G—6—P+ADP.
和电子传递体参与氧化过程，逐步氧化，逐步释放能量，转 化成ATP。 真核细胞，生物氧化中还原能力的氧化多在线粒体内进行，在 不含线粒体的原核细胞中，生物氧化在细胞膜上进行。
图示 ：生物氧化的三阶段
第一阶段：多糖，脂，蛋白质等分解为构造单位——单糖、甘 油与脂肪酸、氨基酸，该阶段几乎不释放化学能。
第十一章 生物氧化
第一节 生物能学的几个概念
一、 化学反应中的自由能变化及其意义
1、 化学反应中的自由能
自由能：在一个体系中，能够用来做有用功的那一部 分能量称自由能，用符号G表示。
在恒温、恒压下进行的化学反应，其产生有用功的能 力可以用反应前后自由能的变化来衡量。
自由能的变化：△G = G 产物 — G反应物 = △H _ T△S △G 代表体系的自由能变化，△H代表体系的焓变化，
aA ＋ bB → cC + dD
G G/ RT ln [C]c[D]d [ A]a[B]b
对于一个溶液中的化学反应： aA bB → cC + dD
G G/ RT ln [C]c[D]d [ A]a[B]b
当反应达到平衡时，△G = 0
G /
RT
ln
[C]c [D]d [ A]a [B]b
（1） △G o /是标准条件下的自由能变化，既反应物A、 B、C、D 的 起 始 浓 度 都 为 1 mol/L， 温 度 为 2 5 ℃ ， pH=7.0时的△G。每一个化学反应都有其特定的标准自 由能变化（既△G o /），是一个固定值，
△G是任意给定条件下的自由能变化，它是反应物A、B、 C、D的起始浓度、温度、pH的状态函数，在一个自发 进行的化学反应中，自由能总是在降低，△G总是负值， 随着反应向平衡点的趋近，△G的绝对值逐渐缩小，直 到为0。
2、 △G是判断一个过程能否自发进行的根据
△G<0，反应能自发进行，能做有用功。
△G>0，反应不能自发进行，必须供给能量。
△G=0，反应处于平衡状态。
一个放热反应(或吸热反应)的总热量的变化（△H）， 不能作为此反应能否自发进行的判据，只有自由能 的变化才是唯一准确的指标。
△G<0仅是反应能自发进行的必要条件，有的反应还 需催化剂才能进行，催化剂（酶）只能催化自由能 变化为负值的反应，如果一个反应的自由能变化为 正值，酶也无能为力。
RT ln K /
2.303 log K /
K/是化学反应的平衡常数，因此，△G°/ 也是一个常数。
常见物质的标准自由能△G°′已经列在各种化学手册中， 可以根据△G°′= -RT lnK的公式求出平衡常数K′。
可以利用上述公式利用K/求出△G o / 和△G
△G o / 和△G实际上是两个不同条件下的自由能变化值。
T代表体系的绝对温度，△S代表体系的熵变化。
焓与熵都是体系的状态函数。
焓代表体系的内能与压力P*体积V之和：H = U + P*V dH = dU + P*dV + V*dP
熵代表体系中能量的分散程度，也就是体系的无序程 度：△S = dHale Waihona Puke Baidu／T ，△S = △S体系+△S环境 ，只有 △S≥0，过程才能自发进行。
第二节 生物氧化、氧化电子传递链和 氧化磷酸化作用
一、 生物氧化的概念和特点。
糖，脂，蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解，生成CO2， H2O并释放出能量，这个过程称生物氧化。
生物氧化是需氧细胞呼吸代谢过程中的一系列氧化还原作用， 又称细胞氧化或细胞呼吸。
特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。 生物氧化在活细胞中进行，pH中性，反应条件温和，一系列酶