电子传递和氧化磷酸化作用
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1.光合磷酸化
植物叶绿体或者光合细菌的载色体利用光能从ADP和无机磷
酸合成ATP的过程。 2.底物水平磷酸化 底物的磷酸化是指ATP直接由一个代谢中间物上的磷酸基团 转移到ADP分子而形成。 3.氧化磷酸化作用 指直接与电子传递相偶联由ADP形成ATP的磷酸化作用。
ATP生成部位
FADH2
NADH
NADH
天冬 转氨酶 草酰乙酸 氨酸 天冬 转氨酶 草酰乙酸 氨酸
NAD+
胞液中：苹果酸脱氢酶
苹果酸 苹果酸
线粒体内：苹果酸脱氢酶
NADH
NAD+
线 粒 体 内 膜
NADH
FMD
CoQ
b
c1
c
aa3
O2
作业
呼吸链、氧化磷酸化作用、底物水平磷酸化、 P/O比、电子传递抑制剂、化学渗透学说 常见电子传递抑制剂有哪些？在电子传递的哪 些步骤发生抑制？ 氧化磷酸化偶联机理(化学渗透假说)？ 呼吸链组分和排列顺序
NAD+/NADH的E0’值最小，而O2/H2O的E0’ 值最 大，电子的传递方向是从NADH O2
-0.32 MH2 NADH FMN -0.30
FADH2
+0.10 CoQ
+0.22 b c1 +0.07 c +0.25
+0.29 aa3 O2 +0.816
-0.18
电位跨度最大的一步
根据接受氢的初受体不同，典型的呼吸链有两条 NADH呼吸链和FADH2呼吸链。
E0’越负，物质丢失电子的倾向愈大，愈容易成为还原剂。
二、生物பைடு நூலகம்化
概念：有机物质在生物体内被氧化分解成 CO2和水，并 释放出能量的过程。
细胞氧化、呼吸作用、细胞呼吸、组织呼吸
三、生物氧化的特点
在生物细胞内进行，反应条件温和
随着反应的进行，能量逐步释放 生物氧化释放的能量，与ATP合成相偶联
线粒体图示
2．呼吸链的组成
呼吸链上流动的电子载体： –NADHQ 还原酶 (Ⅰ) –琥珀酸-Q还原酶(Ⅱ) –细胞色素还原酶(Ⅲ) –细胞色素氧化酶(Ⅳ) –辅酶Q、细胞色素c 能够当做质子泵的复合体： Ⅰ 、Ⅲ、 Ⅳ 含Fe-S蛋白的复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
（1）复合物I
NADHQ 还原酶(NADH脱氢酶)
酶血红素辅基中的铁原子，在电子传 递中发生可逆的 2 价 Fe2+ 和 3 价 Fe3 + 的 变化催化
（4）复合物IV
（细胞色素氧化酶）
结构：四个氧化还原中心 还原型的细胞色素c
血红素a
血红素a3
血红素a3-CuB聚簇
血红素a-CuA聚簇
3.呼吸链电子传递成员的排列顺序
传递电子的顺序按照它们的氧化还原电势大小排列呼吸链中
4. 电子传递的抑制剂
P128
能够阻断呼吸链中某一部位电子传递的物质称为电子 传递抑制剂。
（1）ＮADH——›C0Q 鱼藤酮，安密妥，杀粉蝶菌素 （2） QH2 ——›c1 抗酶素A （3） aa3 ———› O2 氰化物、叠氮化物、一氧化碳等
第三节 氧化磷酸化作用
一、高能磷酸化合物ATP的生成
第二节 生物氧化的历程
有机物 + O2
生物氧化
H20 + CO2 + 能量
一、二氧化碳的生成 二、水的生成
一、二氧化碳的生成
1．氧化脱羧
丙酮酸氧化脱羧酶系
3
3
2
NAD＋ 辅酶A
NADH＋H＋ 乙酰辅酶A
丙酮酸
2．非氧化脱羧
2 2
－COOH
草酰琥珀酸脱羧酶
2
＋ CO2
草酰琥珀酸
α－酮戊二酸
二、生物氧化中水的生成
02
FADH2
1.5 ATP
二、氧化磷酸化作用机制
化学渗透假说
化学渗透假说：电子传递的自由能驱动H+从线粒体基质跨过内膜进 入到膜间隙，从而形成了跨线粒体内膜的质子电化学梯度。这个 梯度的电化学电势就驱动了ATP的合成。P131
最直接的证据是纯化得到了F1/F0 ATP合酶。
ATP合酶系统（Fo/F1 ATP酶）
ATP
CoQ
ATP
细胞色素C
ATP
½
O2
P/O比
电子经过呼吸链的传递作用最终与氧结合生成水，在此过程中所 释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。经此过程消耗一个原子的氧 所要消耗的无机磷酸的分子数（即生成ATP的分子数）为。。。 是一对电子通过呼吸链到氧所产生的ATP分子数。
02 2.5ATP
NADH
递氢体：FMN、FAD、NAD、NADP 、辅酶Q 递电子体：铁硫蛋白、细胞色素
1．呼吸链(电子传递链)
在生物氧化过程中，代谢物上的氢被脱氢酶激活脱 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呼吸链。 原核细胞电子传递发生在质膜上，真核细胞电子传 递发生在线粒体内膜上。
作用：在电子传递过程中利用跨线粒体内膜的 质子电化学梯度驱动ATP的合成
Peter
Mitchell
三 胞液中的NADH 的再氧化
肌肉、神经组织中的甘油-α -磷酸穿梭作用（1.5ATP）
肝、肾、心等组织的苹果酸穿梭作用（2.5ATP）
生物意义：使细胞溶胶中的NADH逆浓度梯度转运到 线粒体内膜进入电子传递进行氧化。
电子传递 NADH
FMN
Fe-S
辅酶Q
（2）复合物II 琥珀酸-Q还原酶
FADH2
铁硫聚簇
辅酶Q
FADH2+ COQ
COQH2 + FAD
（3）复合物III （细胞色素还原酶、细胞色素bc1复合体、 bc1 ）
细胞色素：是一类含有血红素辅基的电子传递蛋白 的总称。 复合物III含细胞色素b、细胞色素c1、铁硫蛋白。 催化电子从QH2传递到细胞色素c细胞色素还原
第九章 生物氧化
---电子传递与氧化磷酸化
第一节 第二节 第三节
生物氧化概论 生物氧化的历程 氧化磷酸化作用
第一节
一 氧化还原反应
生物氧化概论
凡是反应中有电子从一种物质转移到另一种物 质的化学反应称为氧化还原反应
ee-
氧化还原对 氧化剂
还原剂
氧化－还原电势（E）：还原剂失掉电子的倾向，也就是氧化剂得到电子的倾向， 称为。。。 E0 ’ ：标准氧化还原电势（ 测定条件为pH=7.0、25 0C）
1.肌肉、神经组织中的甘油-3-磷酸穿梭作用
1 NADH 4
NAD 2
3
二羟丙酮 磷酸 线粒体外膜 膜间隙 二羟丙酮磷酸 线粒体内膜
胞液中：甘油-3-磷酸脱氢酶
甘油-α-磷酸
线粒体内：甘油-3-磷酸脱氢酶
甘油-3-磷酸
FADH2
FAD
NADH
FMD
CoQ
b
c1
c
aa3
O2
2.肝、肾、心等组织的苹果酸穿梭作用
植物叶绿体或者光合细菌的载色体利用光能从ADP和无机磷
酸合成ATP的过程。 2.底物水平磷酸化 底物的磷酸化是指ATP直接由一个代谢中间物上的磷酸基团 转移到ADP分子而形成。 3.氧化磷酸化作用 指直接与电子传递相偶联由ADP形成ATP的磷酸化作用。
ATP生成部位
FADH2
NADH
NADH
天冬 转氨酶 草酰乙酸 氨酸 天冬 转氨酶 草酰乙酸 氨酸
NAD+
胞液中：苹果酸脱氢酶
苹果酸 苹果酸
线粒体内：苹果酸脱氢酶
NADH
NAD+
线 粒 体 内 膜
NADH
FMD
CoQ
b
c1
c
aa3
O2
作业
呼吸链、氧化磷酸化作用、底物水平磷酸化、 P/O比、电子传递抑制剂、化学渗透学说 常见电子传递抑制剂有哪些？在电子传递的哪 些步骤发生抑制？ 氧化磷酸化偶联机理(化学渗透假说)？ 呼吸链组分和排列顺序
NAD+/NADH的E0’值最小，而O2/H2O的E0’ 值最 大，电子的传递方向是从NADH O2
-0.32 MH2 NADH FMN -0.30
FADH2
+0.10 CoQ
+0.22 b c1 +0.07 c +0.25
+0.29 aa3 O2 +0.816
-0.18
电位跨度最大的一步
根据接受氢的初受体不同，典型的呼吸链有两条 NADH呼吸链和FADH2呼吸链。
E0’越负，物质丢失电子的倾向愈大，愈容易成为还原剂。
二、生物பைடு நூலகம்化
概念：有机物质在生物体内被氧化分解成 CO2和水，并 释放出能量的过程。
细胞氧化、呼吸作用、细胞呼吸、组织呼吸
三、生物氧化的特点
在生物细胞内进行，反应条件温和
随着反应的进行，能量逐步释放 生物氧化释放的能量，与ATP合成相偶联
线粒体图示
2．呼吸链的组成
呼吸链上流动的电子载体： –NADHQ 还原酶 (Ⅰ) –琥珀酸-Q还原酶(Ⅱ) –细胞色素还原酶(Ⅲ) –细胞色素氧化酶(Ⅳ) –辅酶Q、细胞色素c 能够当做质子泵的复合体： Ⅰ 、Ⅲ、 Ⅳ 含Fe-S蛋白的复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
（1）复合物I
NADHQ 还原酶(NADH脱氢酶)
酶血红素辅基中的铁原子，在电子传 递中发生可逆的 2 价 Fe2+ 和 3 价 Fe3 + 的 变化催化
（4）复合物IV
（细胞色素氧化酶）
结构：四个氧化还原中心 还原型的细胞色素c
血红素a
血红素a3
血红素a3-CuB聚簇
血红素a-CuA聚簇
3.呼吸链电子传递成员的排列顺序
传递电子的顺序按照它们的氧化还原电势大小排列呼吸链中
4. 电子传递的抑制剂
P128
能够阻断呼吸链中某一部位电子传递的物质称为电子 传递抑制剂。
（1）ＮADH——›C0Q 鱼藤酮，安密妥，杀粉蝶菌素 （2） QH2 ——›c1 抗酶素A （3） aa3 ———› O2 氰化物、叠氮化物、一氧化碳等
第三节 氧化磷酸化作用
一、高能磷酸化合物ATP的生成
第二节 生物氧化的历程
有机物 + O2
生物氧化
H20 + CO2 + 能量
一、二氧化碳的生成 二、水的生成
一、二氧化碳的生成
1．氧化脱羧
丙酮酸氧化脱羧酶系
3
3
2
NAD＋ 辅酶A
NADH＋H＋ 乙酰辅酶A
丙酮酸
2．非氧化脱羧
2 2
－COOH
草酰琥珀酸脱羧酶
2
＋ CO2
草酰琥珀酸
α－酮戊二酸
二、生物氧化中水的生成
02
FADH2
1.5 ATP
二、氧化磷酸化作用机制
化学渗透假说
化学渗透假说：电子传递的自由能驱动H+从线粒体基质跨过内膜进 入到膜间隙，从而形成了跨线粒体内膜的质子电化学梯度。这个 梯度的电化学电势就驱动了ATP的合成。P131
最直接的证据是纯化得到了F1/F0 ATP合酶。
ATP合酶系统（Fo/F1 ATP酶）
ATP
CoQ
ATP
细胞色素C
ATP
½
O2
P/O比
电子经过呼吸链的传递作用最终与氧结合生成水，在此过程中所 释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。经此过程消耗一个原子的氧 所要消耗的无机磷酸的分子数（即生成ATP的分子数）为。。。 是一对电子通过呼吸链到氧所产生的ATP分子数。
02 2.5ATP
NADH
递氢体：FMN、FAD、NAD、NADP 、辅酶Q 递电子体：铁硫蛋白、细胞色素
1．呼吸链(电子传递链)
在生物氧化过程中，代谢物上的氢被脱氢酶激活脱 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呼吸链。 原核细胞电子传递发生在质膜上，真核细胞电子传 递发生在线粒体内膜上。
作用：在电子传递过程中利用跨线粒体内膜的 质子电化学梯度驱动ATP的合成
Peter
Mitchell
三 胞液中的NADH 的再氧化
肌肉、神经组织中的甘油-α -磷酸穿梭作用（1.5ATP）
肝、肾、心等组织的苹果酸穿梭作用（2.5ATP）
生物意义：使细胞溶胶中的NADH逆浓度梯度转运到 线粒体内膜进入电子传递进行氧化。
电子传递 NADH
FMN
Fe-S
辅酶Q
（2）复合物II 琥珀酸-Q还原酶
FADH2
铁硫聚簇
辅酶Q
FADH2+ COQ
COQH2 + FAD
（3）复合物III （细胞色素还原酶、细胞色素bc1复合体、 bc1 ）
细胞色素：是一类含有血红素辅基的电子传递蛋白 的总称。 复合物III含细胞色素b、细胞色素c1、铁硫蛋白。 催化电子从QH2传递到细胞色素c细胞色素还原
第九章 生物氧化
---电子传递与氧化磷酸化
第一节 第二节 第三节
生物氧化概论 生物氧化的历程 氧化磷酸化作用
第一节
一 氧化还原反应
生物氧化概论
凡是反应中有电子从一种物质转移到另一种物 质的化学反应称为氧化还原反应
ee-
氧化还原对 氧化剂
还原剂
氧化－还原电势（E）：还原剂失掉电子的倾向，也就是氧化剂得到电子的倾向， 称为。。。 E0 ’ ：标准氧化还原电势（ 测定条件为pH=7.0、25 0C）
1.肌肉、神经组织中的甘油-3-磷酸穿梭作用
1 NADH 4
NAD 2
3
二羟丙酮 磷酸 线粒体外膜 膜间隙 二羟丙酮磷酸 线粒体内膜
胞液中：甘油-3-磷酸脱氢酶
甘油-α-磷酸
线粒体内：甘油-3-磷酸脱氢酶
甘油-3-磷酸
FADH2
FAD
NADH
FMD
CoQ
b
c1
c
aa3
O2
2.肝、肾、心等组织的苹果酸穿梭作用