线粒体氧化体系 教学PPT课件

化值在0.2V以上。一对氢通过NADH呼吸链传递释放的能
琥珀酸呼吸链氧化磷酸化：
琥珀酸→FAD→CoQ→Cyt b→Cyt c1→Cyt c→Cyt aa3→O2
+0.07 +0.23 +0.25 +0.29 +0.82
↓～P ↓～P
A D P — AT P A D P — AT P
+0.1
+0.07 +0.23
↓～P
↓～P
↓～P
A D P — AT P
ADP —ATP
A D P — AT P
氧化还原电位 E0′低 → 高 电子迁移方向→
有ADP和Pi存在时，从NADH →O2的呼吸链中，三处使氧 化 还 原 过 程 释 放 的 能 量 转 化 为 AT P 。 在 这 三 个 部 位 ， 电 位 差 的 变
4、氧化磷酸化作用与能量的产生
生物体通过生物氧化产生的能量： 热能—维持体温 磷 酸 化 作 用 — 以 高 能 磷 酸 键 贮 存 ， 产 物 为 AT P 。
氧化磷酸化：伴随生物氧化过程而发生的磷酸化作用。 （一） ATP的生成
AT P 由 A D P 或 A M P 磷 酸 化 而 生 成 。 ADP + Pi + 能量 → ATP AMP + PPi + 能量 → ATP （少数情况下）
AT P 生 成 有 三 种 方 式 ： ① 电子传递体系磷酸化（氧化磷酸化）：
底物氧化过程中，H通过呼吸链传递释放的能量， 用 于 AT P 生 成 。 ② 底物磷酸化： 直 接 由 作 用 物 中 的 高 能 磷 酸 键 转 移 形 成 AT P 中 的 高 能 键 生 成 AT P 。 ③ 光合磷酸化： 绿 色 植 物 、 光 合 细 菌 利 用 太 阳 能 使 A D P 转 化 为 AT P 。
FMN——NADH脱氢酶的辅基。
Cyt——细胞色素
Fe-S——铁-硫蛋白
3．呼吸链中传递体的排列顺序 呼吸链中H和e的传递有严格的顺序和方向： 按氧化还原电位Eo′：由低 → 高。 Eo′愈低，组分供电子倾向愈大，愈易为
还原剂，在 呼吸链前面。
NADH氧化呼吸链
简写： SH2→NAD+→FMN→CoQ→Cytb→c1→c→aa3 →O2
1．底物磷酸化：从具有高能磷酸键的底物直 接 将 能 量 转 给 A D P 形 成 AT P 。
通式：X～P + ADP → X + ATP
↑
高能磷酸化合物 在发酵作用中进行生物氧化取得能量的唯一方式， 与氧存在与否无关。
2．电子传递体系磷酸化——氧化磷酸化 （重点）
AH 2 2H
A
NADH+H+ (或 FADH2)
线粒体氧化体系
(mitochondrion)
1．呼吸链
在生物氧化过程中代谢物（底物）分子上脱下的 氢，经一系列排列有序的中间传递体传递，最后 传递给被激活的氧分子，生成水的全部体系叫呼 吸链（电子传递链，电子传递体系）。
线粒体内膜上一组排列有 序的递氢体和递电子体 （酶与辅酶）构成的功能 单位，也称电子传递链 (electron transport chain)
递氢体
细胞色素(Cytochrome)类
组成呼吸链的细胞色素: Cytb、 Cytc1、 Cytc、 Cytaa3
细胞色素氧化酶
递电子体
Fe2+
Fe3+ + e-
依靠铁的化学价变化传递电子； 在典型的线粒体呼吸链中，顺序是b→c1→c→aa3→O2
蛋白质
细
Cys
胞 色
S H3C-CH
Cys
CH3
烟酰胺(nicotinamide)核苷酸类（NAD+、NADP+）
黄素蛋白(flavoprotein)类（FMN、FAD）
递氢体
铁硫蛋白(iron-sulfur cluster)
递电子体
传递电子方式：
Fe2+
Fe3+ + e-
借铁的变价互变进行电子传递
泛醌 （CoQ）
(Ubiquinone)
2、呼吸链主要成分和作用
递氢体 递电子体 • 烟酰胺(nicotinamide)脱氢酶（NAD+、NADP+） • 黄素蛋白(flavoprotein)脱氢酶（FMN、FAD） • 铁硫蛋白(iron-sulfur cluster)（Fe-S） • 泛醌(Ubiquinone)（CoQ） • 细胞色素类(Cytochrome)（Cyt）
根据接受代谢物上脱下的氢的初始受体不同 体内分成两条呼吸链：
• NADH氧化呼吸链 应用广泛，绝大部分是通过NADH呼吸链完成
• 琥珀酸氧化呼吸链（FADH2氧化呼吸链）
琥珀酸
FAD.H2
2H
(Fe-S)
2H
2H
2H
NADH FMN (Fe-S)
Q10 2e
Cytb 2e (Fe-S)
Cytc1 2e
S
素
H3C-
-CH-CH3
c
NN
辅
Fe3+
基
N
H3C-
N
-CH3
CH2
CH2 COO-
CH2
CH2 COO-
细胞色素系统传递电子的过程
e3+ 2e
2e 2Fe2+ 2Fe3+
2e 2Fe2+ 2Fe3+
2H+
O2- H2O
b
c1
c
aa3、
Cu2+
2Fe2+
2Fe3+
2Fe2+ 1/2O2
2e
2e
3、呼吸链主要成分的排列顺序
H2O
电子传递链
氧化过程
NAD+ (或 FAD)
氧
1/2 O2
化
磷
释放能量
酸 化
ADP + Pi
ATP 磷酸化过程
ATP合成酶பைடு நூலகம்
NADH呼吸链氧化磷酸化：
S → NADH →
FMN→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→O2
E0′-0.42 -0.32
-0.03
+0.25
+0.29 +0.82
② 琥珀酸氧化呼吸链 （ FADH2氧化呼吸链）：
简写：琥珀酸 → FA D → C o Q → C y t b → c 1→ c → a a 3→ O 2
③ 呼吸链抑制剂 某些物质能抑制呼吸链传递H和e —— 氧化作用受
阻 → 自 由 能 释 放 减 少 → AT P 不 能 合 成 。
抑制剂：阿密妥、鱼藤酮，抗霉素，CO，CN等。
Cytc
2e
aa3
2e
2H+
H2O
O2-
1 2 O2
线粒体呼吸链复合体
FMN,Fe-S 复合体Ⅰ
FAD,
Fe-S,Cytb 复合体Ⅱ
Cytb, Fe-S,Cytc1 复合体Ⅲ
Cytaa3,Cu 复合体Ⅳ
① NADH氧化呼吸链 是体内最常见的呼吸链。重点
SH2—底物（代谢物）：苹果酸、异柠檬酸、乳酸等。 NAD+ ——各种脱氢酶的辅酶。