生物能学与生物氧化汇总
- 格式:ppt
- 大小:12.45 MB
- 文档页数:90
生物能学与生物氧化代谢总论营养物质进入体内,转变为生物体内自身的分子以及生命活动中所需的物质和能量等等。
营养物质在生物体内所经历的一切化学变化总称新陈代谢新城代谢靠酶催化,都有其特殊的调节机制。
ATP的合成反应在线粒体上进行的,而ATP的供能反应大多是在细胞溶胶内进行的。
物质分解代谢产生ATP的的过程大致可分为三个阶段,第一个阶段由营养物的大分子分解为较小的分子,第二个阶段是由各种小分子进一步转化成少数几种共同物质,第三个阶段由柠檬酸循环和氧化磷酸化两个个共同代谢途径组成,这个阶段是形成ATP的主要阶段ATP在提供能量时,在ATP远端的那个磷酸基团水解成无极磷酸分子,ATP分子失掉一个磷酰基而变成腺苷二磷酸(ADP)。
腺苷二磷酸又可以在捕获能量的前提下,再与无极磷酸结合形成ATP。
ATP分子一旦形成就马上被利用掉,所以严格的说ATP并不是能量的储存形式,而是一种传递能量的分子。
递能作用由营养物质分解大写释放出的化学能,除了通过合成APP的途径捕获外,还有另外一种途径就是以氢原子和电子的形式将自由能转移给生物合成的需能反应。
这种具有高能的氢原子是由脱氢反应形成的。
脱氢酶催化物质的脱氢反应,将脱下的氢原子和电子传递给一类特殊能接受这种氢原子和电子的辅酶,叫做辅酶一或辅酶二FMN,译名为黄素腺嘌呤单核甘酸,FAD 译名黄素嘌呤二核苷酸,它们是另一类在传递电子和氢原子中起作用的载体。
FMN和FAD都能接受两个电子和两个氢原子,它们在氧化还原反应当中,特别是在氧化呼吸链中起着传递电子和氢原子的作用辅酶 A 简写为CoA,分子中含有腺嘌呤、D-核糖、磷酸、焦磷酸、泛酸和巯基乙胺。
巯基是CoA的活泼基团,它在酶促转乙酰基的反应中个,起着接受或提供乙酰基的作用。
乙酰基和辅酶 A 是通过一个硫脂键结合的。
这个硫脂键与ATP的高能磷酸键类似,在水解时能放出大量热量,因此乙酰辅酶A具有高的乙酰基转移势能。
乙酰辅酶A 携带的乙酰基不是一般的乙酰基,而是活泼的乙酰基团。
生物氧化总结生物氧化:物质在生物体内氧化,主要指糖类、脂肪、蛋白质等在体内逐步的分解释放能量,最终生成CO2 O的过程。
和H其他氧化酶:(1)过氧化氢酶(触酶,其辅基含有四个血红素)和过氧化物酶(以血红素为辅基,催化双氧水直接氧化酚类或胺类化合物).(2)加氧酶:加单氧酶和加双氧酶。
—需要NADPH+H+和细胞色素P450参加。
(3)超氧化物歧化酶(SOD):清除体内自由基。
二、生物氧化中CO2的生成:α-单纯脱羧;α-氧化脱羧(还有NADH+H+生成);β-单纯脱羧;β-氧化脱羧三、生物氧化中H2O的生成:(一)底物脱水(二)呼吸链生成水:呼吸链:代谢物脱下的成对氢原子(2H)通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递,最终与氧结合生成水,这一系列酶和辅酶称为呼吸链或电子传递链。
1、组成:递氢体+电子传递体。
主要如下:烟酰胺核苷酸、黄素蛋白类(NADH脱氢酶)(FMN和FAD可以参与单电子或两个电子的传递)、铁硫蛋白(通过铁原子化合价的改变传递电子)、辅酶Q(能接受一个或两个电子)、细胞色素类(含有血红素铁卟啉的蛋白质;a、b、c三种)和铜蛋白。
2、呼吸链复合体:3、呼吸链的排列顺序:标准还原电位从低到高;自由能从高到低(1)NADH呼吸链或长呼吸链:NADH→FMN→(FeS)→CoQ→Cytb→(FeS)→Cytc→Cyta,a3→O2每转运一对电子到氧气分子,就有10个质子从线粒体基质泵到膜间隙。
(2)琥珀酸脱氢酶(也称FAD呼吸链)或短呼吸链:琥珀酸→FADH→(FeS)→CoQ→Cytb→(FeS)→Cytc→Cyta,a3→O2每转运一对电子到氧气分子,就有6个质子从线粒体基质泵到膜间隙。
4、呼吸链抑制剂:阻断NADH→CoQ氢和电子传递的有:鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素。
阻断CoQ→Cytc1电子传递的有:抗霉素A,二巯基丙醇。
阻断Cyta,a3→O2电子传递的有:氰化物,如氰化钾、氰化钠以及叠氮化物和一氧化碳。
(生物科技行业)生物化学习题(生物能学与生物氧化)生物化学习题(生物能学和生物氧化)壹、名词解释:1.生物氧化(bioogicaloxidation)生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。
生物氧化在细胞内进行,氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水,所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。
生物氧化包括:有机碳氧化变成CO2;底物氧化脱氢、氢及电子通过呼吸链传递、分子氧和传递的氢结成水;在有机物被氧化成CO2和H2O的同时,释放的能量使ADP转变成ATP。
2.呼吸链(respiratorychain)有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子,经过壹系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递,最终和氧结合生成水,这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。
电子在逐步的传递过程中释放出能量被用于合成ATP,以作为生物体的能量来源。
3.氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)在底物脱氢被氧化时,电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成ATP的作用,称为氧化磷酸化。
氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成ATP的主要方式。
4.磷氧比(P/O)电子经过呼吸链的传递作用最终和氧结合生成水,在此过程中所释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。
经此过程消耗壹个原子的氧所要消耗的无机磷酸的分子数(也是生成ATP的分子数)称为磷氧比值(P/O)。
如NADH的磷氧比值是3,FADH2的磷氧比值是2。
5.底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)在底物被氧化的过程中,底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键(或高能硫酯键),由此高能键提供能量使ADP(或GDP)磷酸化生成ATP(或GTP)的过程称为底物水平磷酸化。
此过程和呼吸链的作用无关,以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP。
如在糖酵解(EMP)的过程中,3-磷酸甘油醛脱氢后产生的1,3-二磷酸甘油酸,在磷酸甘油激酶催化下形成ATP的反应,以及在2-磷酸甘油酸脱水后产生的磷酸烯醇式丙酮酸,在丙酮酸激酶催化形成ATP的反应均属底物水平的磷酸化反应。
生物氧化相关知识点总结1.生物氧化的基本过程生物氧化是生物体维持生命活动的重要化学反应过程。
它包括有机物的分解和氧化两个方面。
有机物的分解主要发生在细胞内质中的细胞器内,有机物在一系列酶的作用下先分解为较小的分子,然后被氧化,最终转化为细胞能量。
生物氧化的氧化部分发生在线粒体内,通过氧化酶的作用,有机物被氧化成为水和二氧化碳,同时释放大量的能量。
2.生物氧化的反应酶生物氧化反应过程需要许多酶参与。
这些酶在生物氧化过程中起着催化作用,加速有机物的分解和氧化反应。
其中最重要的酶包括葡萄糖氧化酶、柠檬酸循环中的酶以及氧化磷酸化酶等。
这些酶参与有机物分解和氧化的各个步骤,保证生物氧化能够高效进行。
3.生物氧化的能量转化有机物在生物氧化的过程中产生大量的能量。
这些能量最终被转化为细胞能量,在细胞呼吸链中合成ATP分子。
ATP是生物体内能量的主要搬运体,它携带能量在细胞内进行能量转移和利用。
在生物氧化的过程中,有机物的能量被高效地转化为ATP,供细胞进行各种生命活动。
因此,生物氧化过程是维持生物体生命活动不可或缺的过程。
4.生物氧化的关键物质生物氧化过程涉及到许多重要的分子和物质。
最重要的是葡萄糖,它是生物氧化的原料之一,是体内能量的主要来源。
此外,氧气是生物氧化必需的物质,它作为氧化剂参与有机物的氧化反应。
还有线粒体是生物氧化的主要场所,它是细胞内膜系统中的一种细胞器,参与了有机物的氧化过程。
在生物氧化过程中,还有很多其他重要的物质,如NADH、FADH2等,它们是细胞内的氧化还原辅酶,参与了生物氧化反应的氧化还原过程。
5.生物氧化与健康生物氧化过程对维持生物体的健康是非常重要的。
如果生物氧化过程受到干扰,会导致细胞能量供应不足,产生一系列的生理病理问题。
生物氧化过程的干扰还可能导致细胞环境内氧化应激增加,引发细胞损伤和衰老。
因此,维护生物氧化过程的顺利进行对于维持身体健康非常重要。
总之,生物氧化是生物体内维持生命活动所必需的基本化学反应过程。
生物化学习题(生物能学与生物氧化)一、名词解释:1.生物氧化(bioogical oxidation)生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。
生物氧化在细胞内进行,氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水,所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。
生物氧化包括:有机碳氧化变成CO2;底物氧化脱氢、氢及电子通过呼吸链传递、分子氧与传递的氢结成水;在有机物被氧化成CO2和H2O的同时,释放的能量使ADP转变成A TP。
2.呼吸链(respiratory chain)有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子,经过一系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递,最终与氧结合生成水,这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。
电子在逐步的传递过程中释放出能量被用于合成ATP,以作为生物体的能量来源。
3.氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)在底物脱氢被氧化时,电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成A TP的作用,称为氧化磷酸化。
氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成A TP的主要方式。
4.磷氧比(P/O)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A TP。
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(也是生成ATP的分子数)称为磷氧比值(P/O)。
如NADH的磷氧比值是3,FADH2的磷氧比值是2。
5.底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)在底物被氧化的过程中,底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键(或高能硫酯键),由此高能键提供能量使ADP (或GDP)磷酸化生成A TP(或GTP)的过程称为底物水平磷酸化。
此过程与呼吸链的作用无关,以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP。
如在糖酵解(EMP)的过程中,3-磷酸甘油醛脱氢后产生的1,3-二磷酸甘油酸,在磷酸甘油激酶催化下形成ATP的反应,以及在2-磷酸甘油酸脱水后产生的磷酸烯醇式丙酮酸,在丙酮酸激酶催化形成ATP的反应均属底物水平的磷酸化反应。
第六篇生物能学和生物氧化(第十七~十八章小结)第十七章生物能学生物能学是专门研究生命系统内的能量流动和能量转化规律的一门学科。
恒温、恒压条件得出的方程ΔG =ΔH -TΔS也适用于生命系统。
一个化学反应的自由能变化有一部分是恒定的,它由反应物本身的性质决定,而另一部分是可变的,它由反应的温度和反应物与产物的浓度决定。
在给定的条件下,如果知道ΔGθ',可以计算出一个反应的ΔG。
通过计算ΔG,可以判断一个反应在给定条件下进行的方向性。
如果ΔG =0,则反应到达平衡;如果ΔG<0,则该反应为放能反应,可以自发地进行。
如果ΔG为一个非常大的负值,则表明此反应为不可逆反应;如果ΔG>0,则此反应为需能反应,不能自发地进行。
如果ΔG是一个非常大的正值,则意味着反应几乎没有发生的可能。
一个氧化还原反应的ΔGθ'与其ΔEθ'的关系是ΔGθ'=-nFΔEθ'。
而非标准条件下的ΔG与同样条件下的ΔE之间的关系为ΔG =-nFΔE。
细胞内的放能反应可以用来驱动需能反应,只要两个反应的总的ΔG<0,并通过某种偶联机制联系在一起。
生物体内存在两种偶联机制,一种机制通过一个共同的代谢中间物来实现。
另一种机制是通过特殊的高能生物分子来进行的。
高能生物分子是指那些既容易水解又能够在水解之中释放出大量自由能的一类分子的总称,以高能磷酸化合物最为常见。
在高能分子水解的时候,被水解断裂的化学键称为高能键,经常用“~”表示。
可使用“磷酸基团转移势能”来比较各种高能磷酸化合物或非高能磷酸化合物将其磷酸基团转移给水分子的能力。
显然,一种磷酸化合物水解反应的ΔG越小,磷酸基团转移势能越高。
ATP作为通用的“能量货币”几乎参与细胞内所有的生理过程,但ATP高的周转率使得它并不适合充当能量的贮存者。
在生物进化的过程中,磷酸肌酸、磷酸精氨酸或聚偏磷酸作为贮能物质。
除了ATP以外,其他NTP也可以作为能量货币,这些能量货币在细胞内是可以自由“兑换”的,但需要核苷二磷酸激酶的催化。