2012第五章 生物氧化
- 格式：ppt
- 大小：4.95 MB
- 文档页数：71
文档推荐
-
2012中考生物二轮模拟题二页数:5
-
2012年中考模拟生物试卷(一)页数:4
-
2012年山东潍坊中考生物试卷(扫描版有答案)页数:10
-
2020中考生物模拟卷(50分)页数:3
-
中考生物学业水平模拟检测试题5页数:11
-
中考生物模拟试题及答案页数:2
下载文档原格式
合集下载
生物氧化课件精品
生物氧化课件精品一、教学内容本节课选自《生物化学》教材第五章“生物氧化”部分，具体内容包括：生物氧化的基本概念、生物氧化体系、电子传递链、氧化磷酸化过程以及其在细胞能量代谢中的作用。
二、教学目标1. 理解并掌握生物氧化的基本概念及生物氧化体系；2. 掌握电子传递链的组成及氧化磷酸化过程；3. 了解生物氧化在细胞能量代谢中的作用。
三、教学难点与重点教学难点：电子传递链的组成及氧化磷酸化过程；教学重点：生物氧化的基本概念、生物氧化体系及其在细胞能量代谢中的作用。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、黑板、粉笔；2. 学具：笔记本、教材、彩色笔。
五、教学过程1. 导入：通过介绍生活中的氧化现象，引导学生思考生物体内的氧化过程；2. 新课导入：讲解生物氧化的基本概念、生物氧化体系；3. 例题讲解：以电子传递链为例，讲解其组成及氧化磷酸化过程；4. 随堂练习：让学生完成一道与生物氧化相关的练习题，巩固所学知识；6. 课后作业布置：布置与生物氧化相关的作业。
六、板书设计1. 生物氧化基本概念2. 生物氧化体系3. 电子传递链组成氧化磷酸化过程4. 生物氧化在细胞能量代谢中的作用七、作业设计1. 作业题目：简述生物氧化体系及其在细胞能量代谢中的作用；2. 答案：学生在完成作业时，能正确描述生物氧化体系及其在细胞能量代谢中的作用。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：引导学生了解生物氧化在其他生物过程中的应用，如光合作用、有氧运动等。
重点和难点解析1. 教学难点与重点的明确；2. 教学过程中的例题讲解；3. 作业设计；4. 课后反思及拓展延伸。
一、教学难点与重点的明确教学难点与重点是教学过程中的核心部分，对于生物氧化这一章节，明确电子传递链的组成及氧化磷酸化过程为难点与重点。
1. 电子传递链的组成：包括NADH脱氢酶、细胞色素b、细胞色素c、细胞色素a、细胞色素a3等；2. 氧化磷酸化过程：涉及ATP合酶、ATP的合成与释放、质子泵等关键环节。
生化 05(生物氧化)
既抑制氧的利用又抑制ATP形成的物质，称为氧化磷酸 化抑制剂。 ① 氧化磷酸化抑制剂作用特点
既抑制氧的利用 ATP的形成 。
如寡霉素对氧利用的抑制作用可被解偶联剂解除
，又抑制
② 典型的氧化磷酸化抑制剂
寡霉素 与三分子体柄部蛋白质结合，使头部的ATP合 酶失去活性，不能生成ATP 。
（3）离子载体抑制剂
（二）高能化合物
高能化合物（ energy-rich chemical compound）是指含有高能基团（ energy-rich redical，转移势能高的基团）的化合物。表示 这种高能基团的方式是在有关基团的前面加一个 “～”符号，这一符号通常称为高能键 （energy-rich bond）。
ATP
ADP+Pi
乙酰辅酶A羧化酶
C H3C O S C O A
乙 CoA 酰 CO2
O HO O C C H2 C ~S C oA
丙 酸 酰 二 单 CoA
（三）高能化合物的类型P124～125
1. 磷氧键型 ⑴酰基磷酸化合物 如1，3-二磷酸甘油酸 ⑵焦磷酸化合物 无机焦磷酸、ATP ⑶烯醇式磷酸化合物 磷酸烯醇式丙酮酸 2. 氮氧键型 磷酸肌酸（储备能量） 3. 硫酯键型 3´-磷酸腺苷-5´-磷酰硫酸 4. 甲硫键型 S-腺苷甲硫氨酸
一、概
述
（一）生物氧化 （二）高能化合物 （三）高能化合物的类型
（一）生物氧化
1.概念 糖、脂、蛋白质等有机物质在生物体内经过 一系列与体外燃烧有别的氧化分解，最终生成 CO2 和 H2O 并释放能量的过程,称为生物氧化 （biological oxidation）。 2.特点 （1）营养物质在37℃左右 ，经酶催化的一系 列的化学反应，逐步氧化，并逐步地释放能量；
既抑制氧的利用 ATP的形成 。
如寡霉素对氧利用的抑制作用可被解偶联剂解除
，又抑制
② 典型的氧化磷酸化抑制剂
寡霉素 与三分子体柄部蛋白质结合，使头部的ATP合 酶失去活性，不能生成ATP 。
（3）离子载体抑制剂
（二）高能化合物
高能化合物（ energy-rich chemical compound）是指含有高能基团（ energy-rich redical，转移势能高的基团）的化合物。表示 这种高能基团的方式是在有关基团的前面加一个 “～”符号，这一符号通常称为高能键 （energy-rich bond）。
ATP
ADP+Pi
乙酰辅酶A羧化酶
C H3C O S C O A
乙 CoA 酰 CO2
O HO O C C H2 C ~S C oA
丙 酸 酰 二 单 CoA
（三）高能化合物的类型P124～125
1. 磷氧键型 ⑴酰基磷酸化合物 如1，3-二磷酸甘油酸 ⑵焦磷酸化合物 无机焦磷酸、ATP ⑶烯醇式磷酸化合物 磷酸烯醇式丙酮酸 2. 氮氧键型 磷酸肌酸（储备能量） 3. 硫酯键型 3´-磷酸腺苷-5´-磷酰硫酸 4. 甲硫键型 S-腺苷甲硫氨酸
一、概
述
（一）生物氧化 （二）高能化合物 （三）高能化合物的类型
（一）生物氧化
1.概念 糖、脂、蛋白质等有机物质在生物体内经过 一系列与体外燃烧有别的氧化分解，最终生成 CO2 和 H2O 并释放能量的过程,称为生物氧化 （biological oxidation）。 2.特点 （1）营养物质在37℃左右 ，经酶催化的一系 列的化学反应，逐步氧化，并逐步地释放能量；
生物氧化(动物生物化学课件)
动物生物化学
生物氧化水的生成
三、胞液中NADH的氧化 1. 磷酸甘油穿梭作用 • 主要存在于脑和骨骼肌中。 • NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体，
由于经FADH2呼吸链进行氧化磷酸化，故只能产生2 分子ATP。
动物生物化学
生物氧化水的生成
三、胞液中NADH的氧化 2. 苹果酸穿梭作用 • 主要存在于肝和心肌中。 • 胞液中NADH+H+的一对氢原子经此穿梭系统带入一
对氢原子，由于经NADH氧化呼吸链进行氧化磷酸 化，故可生成3分子ATP。
动物生物化学
生物氧化水的生成
谢谢观赏！
动物生物化学
生物氧化能量生成和利用
一、高能磷酸键 1. 高能磷酸键 水解时释放的能量大于20.9KJ/mol的磷
酸酯键，常表示为 P。 2. 高能磷酸化合物 含有高能磷酸键的化合物
动物生物化学
⑶
琥珀酰CoA+H3PO4+GDP 琥珀酰CoA合成酶琥珀酸+CoA+GTP
动物生物化学
生物氧化能量生成和利用
二、ATP的生成 2. 氧化磷酸化：
在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递氢体系传 递给氧，在此过程中释放能量使ADP磷酸化生成ATP ，这种能量的生成方式就称为氧化磷酸化。
动物生物化学
生物氧化能量生成和利用
1. 单纯脱羧（不伴氧化）
① α-单纯脱羧 （羧基位置在α碳原子上）
O
O
‖ CH3 C COOH
‖ CH3 C H + CO2
② β-单纯脱羧 （羧基位置在β碳原子上）
COOH αC =O
COOH C =O + CO2
βCH2
CH3
生物氧化水的生成
三、胞液中NADH的氧化 1. 磷酸甘油穿梭作用 • 主要存在于脑和骨骼肌中。 • NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体，
由于经FADH2呼吸链进行氧化磷酸化，故只能产生2 分子ATP。
动物生物化学
生物氧化水的生成
三、胞液中NADH的氧化 2. 苹果酸穿梭作用 • 主要存在于肝和心肌中。 • 胞液中NADH+H+的一对氢原子经此穿梭系统带入一
对氢原子，由于经NADH氧化呼吸链进行氧化磷酸 化，故可生成3分子ATP。
动物生物化学
生物氧化水的生成
谢谢观赏！
动物生物化学
生物氧化能量生成和利用
一、高能磷酸键 1. 高能磷酸键 水解时释放的能量大于20.9KJ/mol的磷
酸酯键，常表示为 P。 2. 高能磷酸化合物 含有高能磷酸键的化合物
动物生物化学
⑶
琥珀酰CoA+H3PO4+GDP 琥珀酰CoA合成酶琥珀酸+CoA+GTP
动物生物化学
生物氧化能量生成和利用
二、ATP的生成 2. 氧化磷酸化：
在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递氢体系传 递给氧，在此过程中释放能量使ADP磷酸化生成ATP ，这种能量的生成方式就称为氧化磷酸化。
动物生物化学
生物氧化能量生成和利用
1. 单纯脱羧（不伴氧化）
① α-单纯脱羧 （羧基位置在α碳原子上）
O
O
‖ CH3 C COOH
‖ CH3 C H + CO2
② β-单纯脱羧 （羧基位置在β碳原子上）
COOH αC =O
COOH C =O + CO2
βCH2
CH3
生物氧化课件精品
生物氧化课件精品一、教学内容二、教学目标1. 了解氧气在生物体内的作用，理解生物氧化的基本原理。
2. 学会分析生物氧化过程，掌握生物氧化与能量释放的关系。
3. 能够运用所学知识解释生物氧化实例，提高实际问题解决能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点：生物氧化过程中电子传递链的理解，生物氧化与能量释放的关系。
2. 教学重点：氧气在生物体内的作用，生物氧化过程及其在实际生物体内的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件，黑板，粉笔。
2. 学具：生物氧化学习资料，练习本，彩色笔。
五、教学过程1. 导入：通过介绍运动员在运动过程中呼吸作用的加强，引入生物氧化的重要性。
2. 新课导入：讲解教材9.1节，阐述氧气在生物体内的作用，引导学生思考生物氧化过程。
3. 内容讲解：（1）讲解教材9.2节，阐述生物氧化过程，通过图示和实例使学生理解电子传递链。
（2）讲解教材9.3节，分析生物氧化与能量释放的关系，解释ATP的过程。
（3）讲解教材9.4节，分析生物氧化实例，让学生学会运用所学知识解决实际问题。
4. 例题讲解：结合教材中的例题，讲解解题思路和方法。
5. 随堂练习：针对教学内容，布置相关练习题，让学生巩固所学知识。
六、板书设计1. 生物氧化的基本原理和过程2. 氧气在生物体内的作用3. 生物氧化与能量释放的关系4. 生物氧化实例分析七、作业设计1. 作业题目：（1）简述生物氧化过程。
（2）解释生物氧化与能量释放的关系。
（3）分析教材中的一个生物氧化实例，阐述其原理。
2. 答案：（1）生物氧化过程：电子传递链的传递，氧气作为终端电子受体，水。
（2）生物氧化与能量释放的关系：通过氧化磷酸化过程，ATP，释放能量。
（3）生物氧化实例分析：如细胞色素氧化酶系统，通过氧气与细胞色素结合，实现电子传递和能量释放。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对生物氧化过程的理解较为困难，需要通过实例和图示加强讲解。
2. 拓展延伸：鼓励学生课后查阅相关资料，了解生物氧化在生物技术领域的应用，如生物制药、生物能源等。
生物氧化
2012基地班生物化学作业（生物氧化部分）姓名学号成绩一、填空题（30%）：1．典型的呼吸链包括____NADH ____ 和_ FADH2__两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的______初始受体________不同而区别的。
2．在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于_还原_________状态。
4．举出电子传递体抑制剂___鱼藤酮_、安密妥__、_抗霉素A5．高能磷酸化合物通常指水解时____释放的自由能大于20.92kJ／mol；__________的化合物，其中最重要的是___ATP___________，被称为能量代谢的___即时供体______。
6．真核细胞生物氧化的主要场所是___线粒体_____________，呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于___线粒体内膜上__________。
7．在呼吸链中，氢或电子从氧化还原电位_____低________的载体依次向氧化还原电位______高_____的载体传递。
8．鱼藤酮，抗霉素A，CNˉ的抑制部位分别是____NADH和CoQ之间____，Cytb 和Cytc1之间，和__Cytaa3和O2 ___________9．2,4-二硝基苯酚（DNP）是氧化磷酸化的__解偶联剂____________。
11．解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是____化学渗透学说___________，它是英国生物化学家__________P.mitchell_____于1961年首先提出的。
12．化学渗透学说主要论点认为：呼吸链组分定位于____线粒体______内膜上。
其递氢体有____质子泵______作用，因而造成内膜两侧的__氧化还原电位_______差，同时被膜上___ ATP_______合成酶所利用、促使ADP + Pi →ATP13．在线粒体呼吸链中，___细胞色素氧化酶aa3_______又称末端氧化酶，该酶辅基中的铁原子能和______蛋白质___结合，还能和__CN_______、___氧气_______结合而受到抑制。
演示文稿生物氧化讲解
ATP磷酸酐键水解时，释放出30.54kJ／ mol能量，它有两个高能磷酸键，在能量 转换中极为重要；酰基磷酸化合物如1,3
二磷酸甘油酸以及烯醇式磷酸化合物如磷酸 烯醇式丙酮酸都属此类。
OO CH3 C O P O-
O-
第57页，共98页。
2 .磷键型化合物如磷酸肌酸、磷酸精氨
酸。
O
NH P O
C NH O
OH
CH3CHC OO H NAD+
O
CH CCOOH
3
N AD H
第10页，共98页。
（2）加水脱氢
❖ 酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这一 类。
第11页，共98页。
3、脱电子反应
从底物上脱下一个电子.
Fe2+
Fe3+ +e
第12页，共98页。
* 生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
体外氧化
是在细胞内温和的环境中（体温， pH接近中性），在一系列酶催化下逐 步进行，能量逐步释放, 便于机体以 高能磷酸化合物的形式贮存和利用能 量.
是经过一系列传递交给氧，生成H2O.
SH2
NAD或 NADP+
SH2
FMN或FAD
S
NADH+H+或
S
NADPH+H+
4、其它酶类
FMNH2或 FADH2
加单氧酶、加双氧酶、过氧化氢酶过氧化物 酶等。
第23页，共98页。
第二节
生成ATP的氧化体系
The Oxidation System of ATP Producing
NAD+
异柠檬酸脱氢酶
NADH+H+
二磷酸甘油酸以及烯醇式磷酸化合物如磷酸 烯醇式丙酮酸都属此类。
OO CH3 C O P O-
O-
第57页，共98页。
2 .磷键型化合物如磷酸肌酸、磷酸精氨
酸。
O
NH P O
C NH O
OH
CH3CHC OO H NAD+
O
CH CCOOH
3
N AD H
第10页，共98页。
（2）加水脱氢
❖ 酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这一 类。
第11页，共98页。
3、脱电子反应
从底物上脱下一个电子.
Fe2+
Fe3+ +e
第12页，共98页。
* 生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
体外氧化
是在细胞内温和的环境中（体温， pH接近中性），在一系列酶催化下逐 步进行，能量逐步释放, 便于机体以 高能磷酸化合物的形式贮存和利用能 量.
是经过一系列传递交给氧，生成H2O.
SH2
NAD或 NADP+
SH2
FMN或FAD
S
NADH+H+或
S
NADPH+H+
4、其它酶类
FMNH2或 FADH2
加单氧酶、加双氧酶、过氧化氢酶过氧化物 酶等。
第23页，共98页。
第二节
生成ATP的氧化体系
The Oxidation System of ATP Producing
NAD+
异柠檬酸脱氢酶
NADH+H+
第05章 生物氧化(改)
R
FMNH2/FADH2
（还原型）
⑶ 铁硫蛋白(Fe-S)
• 又叫铁硫中心或铁硫簇
Cys---S S
S--Cys
Fe Fe Cys---S S S--Cys
Fe 2 S2
Cys --S
S--Cys
S
Fe
Fe
S
Cys---S Fe S
S Fe S--Cys
Fe 4 S4
• 含有等量铁原子和无机硫原子
ATP
------质子泵机制
APTi+P
ADP
e¯e¯
NADH +H+
H+H+ H+H+
HHH+H++ +
HH+ +
（三）ATP合酶 F1：亲水部分
β亚基——催化ATP生成 与α亚基结合才有活性 寡霉素敏感蛋白（OSCP）
F0：疏水部分 质子通道
OSCP 基质 膜间隙
Nobel Prize in Chemistry, 1997
定义：线粒体内膜上多种酶和辅酶按一定顺 序排列组成的递氢和递电子的反应链，又称 电子传递链。 生物氧化：
定义：营养物质在生物体内进行氧化分解。 特点：①条件温和②由酶催化③逐步放能 ④CO2——脱羧生成
Cyt c氧化酶
NADH →FMN →CoQ →Cyt b→Cyt c1 →Cyt c →Cyt aa3 →O2
(Fe-S)
(Fe-S)
(Cu)
Ⅰ
Ⅲ
Ⅳ
1 ATP
1 ATP
0.5 ATP
（二）氧化磷酸化的偶联机制
①化学偶联学说 1953年，Edward Slater提出：基于底物水平磷酸化 的机制，但问题是呼吸链上并未生成高能中间产物
《生物化学教学》第五章 生物氧化
２. 电子传递抑制剂
能在某一部位阻断呼吸链中电子传递的物质 即是电子传递抑制剂。
NADH → FMN→ FeS →CoQ → Cytb→ FeS→ Cytc1
I
II
→ Cytc → Cytaa3 →O2 III
例如，位点I处的鱼藤酮、安密妥； 位点II处的抗霉素A； 位点III处的氰化物、CO等．
故不能再与O2、CO、CN-等结合。
整理课件
Cytaa3中的铁原子只形成5个配位键， 还保留1个配位键位置，能与O2、CO、CN等结合，其正常功能为与O2结合。
一般认为每次应有2分子细胞色素参与 电子传递反应。
整理课件
三．NADH 呼吸链中各传递体的顺序
NADH → FMN→ FeS →CoQ → Cytb→ FeS→ Cytc1
由于这类蛋白常与其它传递体结合成复 合物，故又被叫作铁硫中心。有时也叫铁 硫复合物（FeS）。
整理课件
铁硫蛋白中的铁经价态变化而传递电子: Fe2+ =Fe３＋ + e
它属于单电子传递蛋白。
整理课件
铁硫蛋白
铁硫蛋白(简写 为Fe-S)，是一 种与电子传递有 关的蛋白质，它 与NADHQ还 原酶的其它蛋白 质组分结合成复 合物形式存在。
整理课件
泛醌
简写为Q或辅酶-Q（CoQ）：它是电 子传递链中唯一的非蛋白电子载体。为 一种脂溶性醌类化合物。
O
CH3O
CH3
CH3O
(CH2CH C CH2)nH
O
CH3
n=6-10
整理课件
辅酶-Q的功 能
Q (醌型结构) 很 容易接受电子和质子 ，还原成QH2（还 原型）；QH2也容 易给出电子和质子， 重新氧化成Q。因此 ，它在线粒体呼吸链 中作为电子和质子的 传递体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二氧化碳的生成方式
直接脱羧基作用（oxidative decarboxylation） α-直接脱羧：氨基酸的脱羧 β-直接脱羧：草酰乙酸脱羧 氧化脱羧基作用（oxidative decarboxylation） α-氧化脱羧：丙酮酸的氧化脱羧
β-氧化脱羧：苹果酸的氧化脱羧
直接脱羧作用
∂ α-直接脱羧：如氨基酸脱羧
泛醌
• CoQ不仅接受NADH脱氢 酶的H，还接受线粒体
内其它脱氢酶的H，如
琥珀酸脱氢酶，脂酰 CoA脱氢酶及其它黄素 脱氢酶脱下的H，在电 子传递链中处于中心地 位。
细胞色素
• 结构：细胞色素是一类色蛋白，以血红素为辅基 • 功能：在电子传递链中起传递电子的作用; 通过血 红素中Fe原子的价态变化传递电子 Fe3+ + eFe2+
铁硫蛋白（铁硫中心）
铁硫蛋白在电子传递链中，虽然起到传电子的作 用，但不是传递链中一个单独的组分，往往是与 其它组分结合在一起共同起传递电子的作用。
辅酶Q（Coenzyme Q，CoQ）
• 脂溶性醌类化合物，有一个长的异戊二烯侧链，
因广泛存在得名，又称泛醌(Ubiquinone) 。位于
线粒体内膜。 • 辅酶Q为电子和质子载体。CoQ在呼吸链中接受 脱氢酶传递过来的H，本身被还原为氢醌，再把 电子传递给Cyt体系而被氧化。
• 血红素结构是划分细胞色素的依据 a, a3, b, c, c1….. • 都是膜结合蛋白，只有Cyt
c是可溶的
唯一水溶性的细胞色素
Cytochrome C
• 分子量为~13,000；
• 位于线粒体内膜的外侧； • 每次接受和传递一个电子
Cytochrome c oxidase: 含有血红素a1a3 • 含有Cu离子，通 过价态变化传递 电子；
细胞色素
H2O O2
1 2
琥珀酸
Fe-S
延胡索酸 FADH2 CoQ
H2O
2H
+
b- c1 - c-aa3
2Fe2+
O
2
线粒体中某些重要底物氧化时的呼 吸链
某些代谢物在线粒体中氧化的呼吸链
返回
5.3 生物氧化过程中能量的转变
生物体内的高能化合物
高能磷酸键的生成机制
线粒体外的氧化磷酸化
高能化合物的储存和转移利用
线粒体呼吸链的组成
呼吸链可分离为四种具有传递电子功能的酶复合体和两种 可移动的电子传递体CoQ和cyt c。 NADH-CoQ还原酶（NADH dehydrogenase, complex Ⅰ） 琥珀酸-CoQ还原酶（succinate-Q reducta reductase, complex Ⅲ） 细胞色素氧化酶（cytochrome oxidase, complex Ⅳ）
异化作用
由生物高分子降解为低分子化合物，从而使营养物质被代谢， 这一过程产生能量。
返回
放能和吸能反应偶联的两种形式：
A.氢载体循环
节首
B.磷酸循环
章首
5.2 线粒体生物氧化体系
线粒体的膜相结构
线粒体的结构 线粒体的功能
线粒体呼吸链
线粒体呼吸链的主要功能 线粒体呼吸链的组成 重要的呼吸链
FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是异咯嗪环， 氧化还原反应时不稳定中间产物是FMN• 。
铁硫蛋白（铁硫中心）
分子中常含2或4个Fe（称非血红素铁）和2或4个对酸不稳 定硫，其中一个Fe原子能可逆地还原而传递电子。在 NADH脱氢酶和琥珀酸脱氢酶中均含有多个不同的铁硫蛋 白，它们可将电子由FMNH2（或FADH2）转移到泛醌上。
第五章 生物氧化
学习要点
1. 细胞是如何利用氧分子把代谢物分子中的氢氧化成水的？ 2. 细胞是如何在酶的催化下把代谢物分子中的碳变成二氧 化碳？ 3. 当有机物被氧化时，细胞是如何将氧化时产生的能量搜 集和贮存起来的？
[概念] 有机物质在生物体内的氧化作用(伴随着还原作用) 统称为生物氧化(biological oxidation) 。 [实质] 其主要表现为细胞内氧的消耗和二氧化碳的释放， 故又称为细胞呼吸。 [功能] 为生命活动提供能源与碳源。 生物氧化主要在线粒体中完成。
氧化磷酸化的偶联机制
氧化磷酸化的偶联机制
氧化磷酸化的偶联机制
氧化磷酸化的偶联机制
因提出氧化磷 酸化偶联机制： 化学渗透学说 而在1978年获 诺贝尔化学奖 的Peter D Mitchell
返回
合成ATP的酶系
镶嵌在线粒体内膜上合成 ATP的酶系是一个复合物， 称为ATP合成酶，或称F0F1ATP酶。
返回
线粒体呼吸链的组成
以NAD＋(或CoI)为辅酶的脱氢酶 以FMN (或FAD)为辅基的脱氢酶（黄素酶） 铁硫蛋白(铁硫中心) 泛醌(CoQ) 细胞色素(Cyta 、Cytb、Cytc)
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸
利用分子中烟酰胺基团的可逆性还原而递氢，还原形成的 NADH即可参与组成呼吸链而进行电子传递。
返回
线粒体的结构
线粒体有双层 膜结构。
外膜光滑，内 膜折叠成嵴， 伸向基质。 内外膜之间为 膜间腔。
返回
线粒体的功能
外膜对大多数小分子物质和离子可通透。 内膜须依赖膜上的特殊载体选择性地运载物质进出。 基质中含有全部与有机酸氧化分解有关的酶。
内膜上存在着多种酶与辅酶组成的电子传递链，或称呼吸 链。
5.1 生物氧化的特点和方式
5.2 线粒体生物氧化体系 5.3 生物氧化过程中能量的转变 5.4 非线粒体生物氧化体系
5.1 生物氧化的特点和方式
生物氧化的特点
二氧化碳的生成方式
生物氧化过程中水的生成
参与生物氧化的酶类
同化作用与异化作用
生物氧化的特点
体外燃烧 :
(CH) +O2H2O+CO2+热能
返回
呼吸链中电子传递时自由能的下降
影响氧化磷酸化的因素
(一) 激素的调节
甲状腺激素能促进线粒体的氧化磷酸化，增加ATP的形成。
(二) 抑制剂的作用
1. 呼吸链抑制剂——阻断电子传递而抑制氧化磷酸化
•
如阿的平、阿米妥、鱼藤酮、抗霉素A、一氧化碳和氰化物等 如2, 4-二硝基苯酚
2. 解偶联剂——阻断呼吸链释放的能量用于ATP合成
R－CHNH2－COOH α－氨基酸
∂ β-直接脱羧：如草酰乙酸脱羧
R－CH2NH2 ＋ CO2 胺
氧化脱羧作用
α-氧化脱羧：如丙酮酸的氧化脱羧
β-氧化脱羧：如苹果酸的氧化脱羧
返回
生物氧化过程中水的生成
在生物氧化中，水是代谢物上脱下的氢与生物体吸进的O2 化合生成的。 代谢物上的氢需要在脱氢酶的作用下才能脱下，吸入的O2 要通过氧化酶的作用才能转化为高活性的氧。在此过程中， 还需要有一系列传递体才能把氢传递给氧，生成水。
(三) ATP/ADP比值的影响
内膜上的ATP合成酶利用电子传递过程释放的能量合成ATP， 完成线粒体的供能作用。
返回
线粒体呼吸链的主要功能
线粒体的主要功能是将代谢物脱下的氢通过多种酶及辅酶 所组成的传递体系的传递，最后与氧结合生成水。包括代 谢物的脱氢、氢及电子的传递以及受氢体的激活。 由供氢体、传递体、受氢体以及相应的酶系统所组成的这 种代谢途径一般称为生物氧化还原链。如果受氢体是氧， 则称为呼吸链（respiratatory chain） 。
琥珀酸氧化呼吸链
（由琥珀酸脱氢酶复合体、CoQ和细胞色素组成）
NADH呼吸链
还原型代 谢底物
MH2
NAD+
FMNH2
CoQ
2Fe2+
细胞色素
1 2
O
2
-
Fe-S
NADH+H+ FMN CoQH2
b- c1- c -aa3
2Fe3+
M 氧化型代
谢底物
O2
2H
FADH2呼吸链
+
FAD CoQH2 2Fe3+
返回
高能磷酸键的生成机制
氧化磷酸化及ATP的生成
氧化磷酸化的偶联机制
氧化磷酸化的偶联部位
影响氧化磷酸化的因素
返回
氧化磷酸化及ATP的生成
生物体内物质氧化产生能量与ADP获得能量进行磷酸化产 生ATP的过程相偶联的作用称为氧化磷酸化作用。 ATP是体内能量的“通用货币”，它由ADP磷酸化而来，其 磷酸化过程有两种方式： 底物水平磷酸化(substrate phosphorylation) 氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)
NAD＋和NADH结构示意图
黄素酶
辅基：黄素单核苷酸（FMN） 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）
O O H2C O P O P O CH 2 HO HO HO H3C
7 6
OHOH N N N NH 2
H OH H H CH 2 N N 1
9 10
OH
8 5
2 3
O
H3C
N
4
NH
O 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
• • • H2O的生成：为氢和氧的直接化合 CO2的生成：为碳和氧的直接化合 能量为骤然释放，以光和热的形式
生物氧化
(CH) +O2H2O+ CO2+热能
• H2O的生成是有机物在酶的作用下脱氢，H经一系列的递 氢和递电子反应，最终与O2结合生成H2O。 • CO2的生成是有机物在酶的作用下脱羧形成的。 • 生物氧化要求在温和的条件下进行，为逐步氧化。 • 能量是一步一步缓慢释放，以高能磷酸键的形式贮存，不 会使周围温度升高而伤害有机体。 • 生物氧化具有严格的细胞内定位 , 原核生物的生物氧化是 在细胞膜上进行的，真核生物的生物氧化是在线粒体中进 行的。