生物化学课件-生物氧化

nF
cg([还 电子原 供体型 ] )
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（二）自由能的变化（ P306 ）
氧化- 还原反应自由能的变化与标准电势的关系如下：
ΔG°′=－nFΔE°′
例题：计算下反应式Δ G °′ （ P306 ） Δ G °′ = - nFΔE°′=-2×96.485×0.123
=- 23.74kJ/mol
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。
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二、有氧氧化和无氧氧化（ P303 ）
总
命
过
现
程
象
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ADP
(CH2O) +O2
ADP
太阳
（光 能）
自
电子传递
（电 能）
养
ATP
细
（化 学 能）
胞
合成 分解
(CO2) +H2O
（化 学 能）
电子传递
（电 能）
异
ATP
养
（化 学 能）
细
生物合成
机械功
胞
主动运输
生物发光
生物发电教学ppt 生物发热
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第一节 代谢的一般过程
一、分解代谢与合成代谢
V
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1 、标准氧化还原电势
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2、非标准状态下的氧化还原电势（ P305 ） Nernst(能斯特)方程
则非标准状态下的可通过能斯特方程进行计算：
2.303RT ca[(电氧 子化 受体型 ] )
Eφ’ =EφΘ0’ +
lg
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cg([还 电子原 供体型 ] )
R为气体常数，其值为8.314J·K-1 ·mol-1，F为法拉第常数， 其值为96.485kJ /(V. mol )， T为热力学温度，当T = 298K时
Eφ’ =EφΘ0’ +
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2.03.0033RTlg ca[(电氧 子化 受体型 ] )
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ATP 在能量转运中地位和作用
★ ATP 是细胞内的 "能量通货" ★ ATP 是细胞内磷酸基团转移的中间载体
（一）氧化还原电势
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原电池示意图
负极反应: Zn=Zn2++2 e E0 Zn2+/Zn= - 0.76 V
正极反应: Cu=Cu2++2 e E0 Cu2+/Cu=+0.34 V
Δ
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E0=E0正极-
E0
负极=+0.3教4学Vp-pt(-0.76
V)=+1.10
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2. 有氧氧化
生物氧化在有氧和无氧条件下都能进行。在有 氧条件下，好气生物或兼性生物吸收空气中的氧作 为电子受体，可将燃料分子完全氧化分解，这称为 有氧氧化。因为有氧氧化燃烧完全，产能多，所以， 只要有氧气存在，细胞都优先进行有氧氧化。
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三、生物氧化与生物能
特点：特异、有序、高度适应和灵敏调节、代谢途 径逐步进行
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新陈代谢的概念及内涵
小分子 大分子
合成代谢（同化作用）
需要能量
新
能
物信
陈
量
质息
代
代
代交
谢
谢
谢换
释放能量
分解代谢（异化作用）
大分子 小分子
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光
合
生
作
物

用
界
能
量
呼
传
吸 作
递
用
及
转
化
生
中一部分通过磷
酸化储存在ATP
中。
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二、中间代谢
1、酶抑制剂的应用 2、利用遗传缺陷症研究代谢途径 3、气体测量法 4、同位素示踪法
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三、微生物代谢与发酵工程（略）
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第二节 生物氧化
一、生物氧化的本质与特点（ P302 ）
在活的细胞中（ pH 接近中性，体温条件下），
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）
+Pi
e-
三羧酸 循环
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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
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）。
O
O
O
腺嘌呤—核糖—
O
—
P
+ —
O
~
+ P—O
~
P —+ O-
O-
O-
O-
Mg2+
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第八章 代谢作用概论
主要内容：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。
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新陈代谢（metabolism）是生命最基本的特征之一，泛 指生物与周围环境进行物质交换、能量交换和信息交换的 过程。生物一方面不断地从周围环境中摄取能量和物质， 通过一系列生物反应转变成自身组织成分，即所谓同化作 用（assimilation）；另一方面，将原有的组成成份经过一 系列的生化反应，分解为简单成分重新利用或排出体外， 即所谓异化作用（dissimilation ），通过上述过程不断地 进行自我更新。
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（三）高能键和高能化合物
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。
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1 、高能键和高能化合物的概念
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2、ATP 在能量代谢中的作用
1. 无氧氧化
• 在无氧条件下，兼性生物或厌气生物能利用细 胞中的氧化型物质作为电子受体，将燃料分子氧 化分解，这称为无氧氧化。这些生物有的以有机 物分子作为最终的氢受体(如厌氧发酵)，有的则 以无机物分子作为氢受体(如微生物中的化能自养 菌对NO3-、SO42-的利用)。
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O-
Oγ
P O
～ -
O
O P
～β
O
O-
O Pα O-
NH2 NN
NN O
CH2 O
OH OH AMP ADP
ATP
ATP+H2O ＝ ADP+ Pi ADP+H2O ＝ AMP+ Pi
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△G ＝-30.5 kJ/摩尔 △G ＝-33. 1 kJ/摩尔
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