第七章生物氧化基础
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第七章⽣物氧化第六章⽣物氧化第⼀节概述⼀、⽣物氧化的意义⽣物机体在⽣命过程中需要能量,如⽣物合成、物质转运、运动、思维和信息传递等都需要消耗能量,这些能量从哪⾥来呢?能量的来源,主要依靠⽣物体内糖、脂肪、蛋⽩质等有机化合物在体内的氧化。
有机物质在⽣物细胞内氧化分解,最终彻底氧化成⼆氧化碳和⽔,并释放能量的过程,称为⽣物氧化。
⽣物氧化是在细胞中进⾏的,所以⽣物氧化⼜称为细胞呼吸。
⽣物氧化为机体⽣命活动所需要的能量。
真核⽣物细胞的⽣物氧化在线粒体中进⾏,原核⽣物细胞,⽣物氧化在细胞质膜上进⾏。
⼆、⽣物氧化的特点⽣物氧化与体外物质氧化或燃烧的化学本质是相同的,最终产物是⼆氧化碳和⽔,所释放的能量也相等。
但⽣物氧化与⾮⽣物氧化所进⾏的⽅式不同,其特点为:1、⽣物氧化在细胞内进⾏,是在体温和接近中性PH和有⽔的环境进⾏的,是在⼀系列酶、辅酶和传递体的作⽤下逐步进⾏的,每⼀步反应都放出⼀部分能量,逐步释放的能量的总和与同⼀氧化反应在体内进⾏是相同。
这样不会因氧化过程中能量骤然释放,体温突然上升⽽损害机体,⽽且释放的能量也能有效地利⽤。
2、⽣物氧化过程所释放的能量通常先贮存在⼀些⾼能化合物如ATP中,ATP相当于⽣物体内的能量转运站。
3、有机化合物在体内外是碳在氧中燃烧,产⽣⼆氧化碳,⽽⽣物氧化是通过羧酸脱羧作⽤产⽣⼆氧化碳。
第⼆节线粒体氧化体系⽣物体内存在多种氧化体系,其中最重要的是存在与线粒体中线粒体氧化体系。
此外还有微粒体氧化体系、过氧化体氧化体系、细菌的⽣物氧化体系等。
⼀、呼吸链的概念在⽣物氧化过程中,代谢物的氢由脱氢酶激活,脱下来的氢经过⼏种传递体的传递,将电⼦传递到细胞⾊素体系,最后将电⼦传递给氧,活化的氢(H+)和活化的氧(O2-)结合成⽔,在这个过程中构成的传递链称为电⼦传递链,或呼吸链。
⼆、呼吸链的组成构成呼吸链的成分有20多种。
⼤致可将它们分成五类。
即以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶类;以FAD或FMN为辅基的黄素蛋⽩酶类;铁硫蛋⽩类;泛醌和细胞⾊素类。
第七章生物氧化1.化学渗透学说的要点是什么?2.2,4-二硝基苯酚的解偶联机制是什么?3.简述ATP合成酶的结构特点及功能。
4.阐述一对电子从NADH传递至氧所生成的ATP分子数。
5.一对电子从FADH。
传递至氧产生多少分子A TP?为什么?6 简述ADP对呼吸链的调节控制作用。
7.试比较电子传递抑制剂,氧化磷酸化抑制剂和解偶联剂对生物氧化作用的影响。
8.呼吸链中各电子传递体的排列顺序是如何确定的?9.铁硫蛋白和细胞色素传递电子的方式是否相同?为什么?10.为什么说在呼吸链中,辅酶Q是一种特殊灵活的载体参考答案1.化学渗透学说的要点是:(1)呼吸链中各递氢体和电子传递体是按特定的顺序排列在线粒体内膜上;(2)呼吸链中三大复合物(即NADH-CoQ还原酶复合物,细胞色素还原酶复合物和细胞色素氧化酶复合物)都具有质子泵的作用,在传递电子的过程中将2个H+泵出内膜,所以呼吸链的电子传递系统是一个主动运输质子的体系;(3)质子不能自由通过线粒体内膜,泵出膜外的H+不能自由返回膜内侧,使膜内外形成质子浓度的跨膜梯度;(4)在线粒体内膜上存在有ATP合成酶,当质子通过ATP合成酶返回线粒质时,释放出自由能,驱动ADP和Pi合成ATP。
2.2,4一二硝基苯酚在生理条件下,羟基解离带负电荷,不能穿过线粒体内膜。
但由于内膜二侧的质子浓度梯度使内膜外侧的PH降低,这样羟基就不能解离,2,十二硝基苯酚可自由进入线粒体,一分子2,4-二硝基苯酚进入线粒体就相当于从内膜外侧带入线粒体内一个质子,破坏了内膜二侧的质子梯度,使ATP不能合成,而电子传递继续进行,结果使电子传递和氧化磷酸化两个过程分离。
3.A TP合成酶复合物由头部,基部和柄部组成。
头部也称F1,是由5种肽链组成的9聚体(α3β3γδε),具有催化A TP合成的功能,其中α和β亚基上有ATP和ADP结合位点,β亚基为催化亚基,γ-亚基可调节质子从F0蛋白向F1蛋白的流动,起阀门作用。
生物化学第七章生物氧化适用于高中生物竞赛一、生物氧化的概念和特点:物质在生物体内氧化分解并释放出能量的过程称为生物氧化。
与体外燃烧一样,生物氧化也是一个消耗O2,生成CO2和H2O,并释放出大量能量的过程。
但与体外燃烧不同的是,生物氧化过程是在37℃,近于中性的含水环境中,由酶催化进行的;反应逐步释放出能量,相当一部分能量以高能磷酸酯键的形式储存起来。
二、线粒体氧化呼吸链:在线粒体中,由若干递氢体或递电子体按一定顺序排列组成的,与细胞呼吸过程有关的链式反应体系称为呼吸链。
这些递氢体或递电子体往往以复合体的形式存在于线粒体内膜上。
主要的复合体有:1.复合体Ⅰ(NADH-泛醌还原酶):由一分子NADH还原酶(FMN),两分子铁硫蛋白(Fe-S)和一分子CoQ组成,其作用是将(NADH+H+)传递给CoQ。
铁硫蛋白分子中含有非血红素铁和对酸不稳定的硫。
其分子中的铁离子与硫原子构成一种特殊的正四面体结构,称为铁硫中心或铁硫簇,铁硫蛋白是单电子传递体。
泛醌(CoQ)是存在于线粒体内膜上的一种脂溶性醌类化合物。
分子中含对苯醌结构,可接受二个氢原子而转变成对苯二酚结构,是一种双递氢体。
2.复合体Ⅱ(琥珀酸-泛醌还原酶):由一分子琥珀酸脱氢酶(FAD),两分子铁硫蛋白和两分子Cytb560组成,其作用是将FADH2传递给CoQ。
细胞色素类:这是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质,为单电子传递体。
细胞色素可存在于线粒体内膜,也可存在于微粒体。
存在于线粒体内膜的细胞色素有Cytaa3,Cytb(b560,b562,b566),Cytc,Cytc1;而存在于微粒体的细胞色素有CytP450和Cytb5。
3.复合体Ⅲ(泛醌-细胞色素c还原酶):由两分子Cytb(分别为Cytb562和Cytb566),一分子Cytc1和一分子铁硫蛋白组成,其作用是将电子由泛醌传递给Cytc。
4.复合体Ⅳ(细胞色素c氧化酶):由一分子Cyta和一分子Cyta3组成,含两个铜离子,可直接将电子传递给氧,故Cytaa3又称为细胞色素c氧化酶,其作用是将电子由Cytc传递给氧。
第七章生物氧化知识点:一、生物氧化的特点和方式,高能化合物生物氧化的特点;CO2生成的两种脱羧方式;高能化合物二、线粒体的结构和功能、呼吸链与氧化磷酸化线粒体内膜与外膜对于物质的通透性;线粒体内膜和基质中发生的反应;呼吸链的组成;递氢体与递电子体;偶联部位;呼吸链的抑制剂及其抑制部位;P/O;氧化磷酸化三、线粒体外NADH(或NADPH)的氧化磷酸化线粒体外NADPH异柠檬酸穿梭作用;线粒体外NADH磷酸甘油穿梭作用;苹果酸穿梭作用,分别偶联几个ATP的生成一、生物氧化的特点和方式,高能化合物知识点:生物氧化的特点;CO2生成的两种脱羧方式;高能化合物名词解释:生物氧化;高能化合物填空题:1.生物氧化是在细胞中,同时产生的过程。
2.是所有生命形式的主要的能量载体。
3.是高能磷酸化合物的贮存形式,可随时转化为ATP供机体利用。
4.高能磷酸化合物通常是指水解时的化合物,其中重要的是,被称为能量代谢的。
选择题:1.生物氧化的底物是:A、无机离子B、蛋白质C、核酸D、小分子有机物2、下列不属于高能化合物的是:A、1,3-二磷酸甘油酸B、磷酸烯醇式丙酮酸C、NTPD、dNDPE、1-磷酸葡萄糖3、下列不属于高能化合物的是:A、磷酸肌酸B、脂酰~SCoAC、乙酰~SCoAD、dNDPE、1-磷酸葡萄糖4.A TP含有几个高能键:A、1个B、2个C、3个D、4个5.除了哪一种化合物外,下列化合物都含有高能键?A、磷酸烯醇式丙酮酸B、磷酸肌酸C、ADPD、G-6-PE、1,3-二磷酸甘油酸6.呼吸链的电子传递体中,有一组分不是蛋白质而是脂质,这就是:A、NAD+B、FMNC、Fe-SD、CoQE、Cyt判断题:1.在生物圈中,能量从光养生物流向化养生物,而物质在二者之间循环。
2.磷酸肌酸是高能磷酸化合物的贮存形式,可随时转化为A TP供机体利用。
5.生物化学中的高能键是指水解断裂时释放较多自由能的不稳定键。
二、线粒体的结构和功能、呼吸链与氧化磷酸化知识点:线粒体内膜与外膜对于物质的通透性;线粒体内膜和基质中发生的反应;呼吸链的组成;递氢体与递电子体;偶联部位;呼吸链的抑制剂及其抑制部位;P/O;氧化磷酸化名词解释:P/O;呼吸链;电子传递抑制剂;解偶联剂;氧化磷酸化;底物磷酸化填空题:1.真核细胞生物氧化的主要场所是,呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于。