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第七章生物氧化1、生物氧化（biological oxidation）：物质在体内进行氧化称生物氧化。
主要指营养物质在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和水的过程。
生物氧化又称组织呼吸或细胞呼吸。
生物氧化释放的能量：主要（40%以上）用于ADP的磷酸化生成A TP，供生命活动之需。
其余以热能形式散发用于维持体温。
2、生物氧化内容（1）生物体内代谢物的氧化作用、代谢物脱下的氢与氧结合成水的过程。
（2）生物体内二氧化碳的生成。
（3）能量的释放、储存、利用（ATP的代谢——A TP的生成与利用）。
3、生物氧化的方式——遵循一般氧化还原规律。
（1）失电子：代谢物的原子或离子在代谢中失去电子，其原子正价升高、负价降低都是氧化。
（2）脱氢：代谢物脱氢原子（H=H++e）的同时失去电子。
（3）加氧：向底物分子直接加入氧原子或氧分子的反应使代谢物价位升高，属于氧化反应。
向底物分子加水、脱氢反应的结果是向底物分子加入氧原子，也属于氧化反应。
4、生物氧化的特点（1）在温和条件下进行（37℃，中性pH等）；（2）在一系列酶催化下完成；（3）能量逐步释放，部分储存在A TP分子中；（4）广泛以加水脱氢方式使物质间接获得氧；（5）水的生成由脱下的氢与氧结合产生；（6）反应在有水环境进行；（7）CO2由有机酸脱羧方式产生。
5、物质体外氧化（燃烧）与生物氧化的比较（1）物质体内、体外氧化的相同点：物质在体内外氧化所消耗的氧量、最终产物、和释放的能量均相同。
（2）物质体内、体外氧化的区别：体外氧化（燃烧）产生的二氧化碳、水由物质中的碳和氢直接与氧结合生成；能量的释放是瞬间突然释放。
5、营养物氧化的共同规律糖类、脂类和蛋白质这三大营养物的氧化分解都经历三阶段：分解成各自的构件分子（组成单位）、降解为乙酰CoA、三羧酸循环。
第一节 ATP生成的体系一、呼吸链（respiratory chain）：代谢物脱下的氢原子（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。
名词解释1、呼吸链：呼吸链又叫电子传递链，是由位于线粒体内膜（真核）中的一系列电子传递体按标准氧化还原电位，由低到高顺序排列组成的一种能量转换体系。
2、生物氧化：能源物质在活细胞中氧化分解，释放化学能并转化为生物能的生化过程，称 为生物氧化，又叫细胞氧化或细胞呼吸。
3、联合脱氨基作用：将转氨基作用与谷氨酸氧化脱氨基作用联合进行，促进各种氨基酸脱去氨基生成α-酮酸和氨的过程称氨基酸的联合脱氨基作用。
例如：丙氨酸的联合脱氨基作用。
4、DNA 内切酶：具有识别双链DNA 分子中特定核苷酸序列，并由此切割DNA 双链的核酸内切酶统称为限制性核酸内切酶。
5、酵解与发酵：.酵解 葡萄糖经1，6-二磷酸果糖和3-磷酸甘油酸降解，生成丙酮酸并产生ATP的代谢过程。
6、分子杂交：不同来源的变性DNA ，若彼此之间有部分互补的核苷酸顺序，当它们在同一溶液中进行热变性和退火处理时，可以得到分子间部分配对的缔合双链，此过程叫分子杂交。
7、增色效应：伴随着变性，核酸的紫外吸收值增加，此现象为增色现象。
减色效应：复制过程中，紫外吸收值降低，次现象为减色现象。
8、逆转录：以RNA 为模板，依靠逆转录酶的作用，以四种脱氧核苷三磷酸(dNTP)为底物，产生DNA 链。
9、等电点：分子所带正负电荷相等，净电荷为零的环境PH 成为等电点。
10、活性中心：酶分子上直接参与底物的结合并对其进行催化的区域。
11、酶的活性中心：酶分子上由与催化功能有关的原子或基团构成的特殊的空间结构，称为酶的活性中心C COOH CH COOH CH 2COOH C COOH O CH 2CH 2COOH CH COOH NH 2CH 2谷氨酸NH 2CH 3CH 3O 丙氨酸丙酮酸谷丙转氨酶NA D NA DP 或NA DH 或NA DPH H +++H +NH 3L-谷氨酸脱氢酶α－酮戊二酸。
第七章生物氧化1、生物氧化（biological oxidation）：物质在体内进行氧化称生物氧化。
主要指营养物质在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和水的过程。
生物氧化又称组织呼吸或细胞呼吸。
生物氧化释放的能量：主要（40%以上）用于ADP的磷酸化生成A TP，供生命活动之需。
其余以热能形式散发用于维持体温。
2、生物氧化内容（1）生物体内代谢物的氧化作用、代谢物脱下的氢与氧结合成水的过程。
（2）生物体内二氧化碳的生成。
（3）能量的释放、储存、利用（ATP的代谢——A TP的生成与利用）。
3、生物氧化的方式——遵循一般氧化还原规律。
（1）失电子：代谢物的原子或离子在代谢中失去电子，其原子正价升高、负价降低都是氧化。
（2）脱氢：代谢物脱氢原子（H=H++e）的同时失去电子。
（3）加氧：向底物分子直接加入氧原子或氧分子的反应使代谢物价位升高，属于氧化反应。
向底物分子加水、脱氢反应的结果是向底物分子加入氧原子，也属于氧化反应。
4、生物氧化的特点（1）在温和条件下进行（37℃，中性pH等）；（2）在一系列酶催化下完成；（3）能量逐步释放，部分储存在A TP分子中；（4）广泛以加水脱氢方式使物质间接获得氧；（5）水的生成由脱下的氢与氧结合产生；（6）反应在有水环境进行；（7）CO2由有机酸脱羧方式产生。
5、物质体外氧化（燃烧）与生物氧化的比较（1）物质体内、体外氧化的相同点：物质在体内外氧化所消耗的氧量、最终产物、和释放的能量均相同。
（2）物质体内、体外氧化的区别：体外氧化（燃烧）产生的二氧化碳、水由物质中的碳和氢直接与氧结合生成；能量的释放是瞬间突然释放。
5、营养物氧化的共同规律糖类、脂类和蛋白质这三大营养物的氧化分解都经历三阶段：分解成各自的构件分子（组成单位）、降解为乙酰CoA、三羧酸循环。
第一节 ATP生成的体系一、呼吸链（respiratory chain）：代谢物脱下的氢原子（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。
呼吸链是指存在于线粒体内膜上的，按一定顺序排列的一系列酶或辅酶，其作用是以传递电子和质子的形式传递代谢脱下的氢原子（2H），最后是活化的氢和活化的氧结合生成水，该传递链进行的连锁反应与细胞摄取氧的呼吸过程有关，故称为呼吸链，也叫电子传递连。
（一）呼吸链的组成呼吸链的4个酶复合体和2个游离存在的电子传递体（CoQ和Cyt c）组成，他们按照上图的顺序排列。
1.图中显示的复合体Ⅰ，即NADH-Q还原酶（NADH-Q reductase），又称为NADH脱氢酶，只是一个具有相对分子质量880kDa的大蛋白质分子，含有42条多肽链，其中含有的辅基有黄素单核苷酸（FMN）、Fe-S簇（至少六种，且与蛋白质结合后称为铁-硫蛋白），功能是催化一对电子从NADH传递给CoQ，一对电子从复合物Ⅰ传递时伴随着4个质子被传递到膜间隙。
发生反应：NADH +Q+5H N+ →QH2 + 4H p+NAD+2.图中显示的紫色小体，即辅酶Q，又称泛醌，它以不同形式在电子传递链中起到传递电子的作用，处在中心地位，它在呼吸链中是一种和蛋白质结合不紧密的辅酶，这使得他在黄素蛋白和细胞色素类之间能够作为一种特殊灵活的电子载体起作用。
3.图中显示的复合体Ⅱ，即琥珀酸-Q还原酶，他是嵌在线粒体内膜的酶蛋白，完整的酶还包括柠檬酸中氧化为延胡索酸的琥珀酸脱氢酶，功能是催化电子从琥珀酸传递给辅酶Q，复合物Ⅱ传递电子时不伴随氢的传递。
4.图中显示的复合体Ⅲ，即细胞色素还原酶，他的作用是催化电子是从GH2转移到细胞色素c，其血红素辅基的铁原子，在电子传递中发生２价和３价之间价态的可逆变化，细胞色素还原酶每传递一对电子，同时传递4个H+到膜间隙。
发生如下反应：QH2+2细胞色素c1（氧化态）+2H N+→Q+ 2细胞色素c1（氧化态）+4H p+5.图中显示的蓝色小体，即细胞色素c，它是一个相对分子质量为１３kDa的较小球形蛋白质，它是唯一能溶于水的细胞色素，当他的单一血红素单位接受了来自复合体Ⅲ的一个电子后，细胞色素移动到复合体Ⅳ而将电子提供给位于复合体Ⅳ中的双核铜中心，在复合体Ⅲ和Ⅳ之间起传递电子的作用。
简述呼吸链的组成和传递过程呼吸链是一种可以使动物体内的氧气和二氧化碳以特定顺序在生物体内进行传递的过程，其主要有五个组成部分：底物、气体、细胞、载体分子和酶。
这五部分的配合和有序的互作，构成了呼吸链的结构和动力，实现了气体在器官和细胞间的传输和利用。
一、底物呼吸链在进行气体传递过程中，底物有三种：水分子、糖质和脂质。
水分子是一种有机分子，通常混合在气体里，主要用来传输气体，糖质是生物体内产生的一种有机物，主要是用来形成存储的能量，脂肪是从外界获取的一种有机物质，可用来改善细胞的功能和抗病能力，所有这三种物质都充当着呼吸链中载体分子的角色，都可以帮助呼吸链完成气体传输过程。
二、气体气体是呼吸链中最重要的组成部分之一。
气体主要有氧气、氮气和二氧化碳三种，它们都是来自大气层的空气，它们是呼吸链中气体传递的核心，这些气体要通过器官和细胞间的不断传输，才能被有效地利用。
气体的传输过程由气体的渗透浓度梯度而产生的吸引力推动，当动物体内的气体浓度达到一定阈值时，会产生气体的渗透浓度差，这就会使动物体内的气体以特定的顺序进行渗透传输。
三、细胞细胞是呼吸链的桥梁，细胞是生物体内的最小基本结构，它可以吸收外界的气体，同时可以经过代谢将这些吸收的气体转化为生物体所需的能量，从而实现气体的传输、利用和存储。
细胞还可以将气体从一处传递到另一处，以便满足动物体的生理需求。
四、载体分子载体分子是细胞的一部分，它可以携带气体到细胞内部，实现气体间的传递，而这种传递又被称为载体分子传递。
载体分子可以将气体从细胞外传递到细胞内，同时也可以帮助细胞内的结构和功能进行协调，因此被称为呼吸链中不可缺少的重要组成部分。
五、酶酶是一种特殊的生物大分子，它可以控制特定的化学反应，从而快速而有效地进行气体传输过程。
在呼吸链中，酶有助于氧气和二氧化碳的有效传输，并起到调节动物体内气体分布的作用，保持动物体正常的生理活动。
总结：总之，呼吸链是一个由底物、气体、细胞、载体分子和酶组成的复杂而有机的过程，它帮助动物体内的氧气和二氧化碳以特定顺序进行传递和利用，从而维持动物体的生理活动，从而达到动物体的正常生存状态。
电子传递链生物体内发生的各种氧化反应称为生物氧化. 最重要的就是电子传递链, 或者叫呼吸链。
电子传递链的组分生物氧化中, 代谢物脱下的高能电子需要经过一系列中间体传给末端受体, 以下讨论需氧生物的电子传递链(厌氧生物不以氧气为最终电子受体)辅酶Ⅰ以及NADH脱氢酶辅酶Ⅰ是呼吸链主要的电子供体, 其电子来源于各种脱氢酶, 这些脱氢酶把底物的电子交给氧化形的NAD+, 变成NADH, NADH来到呼吸链, 留下H和高能电子又回去继续携带电子去了. 因此NADH是一种电子传递体NADH脱氢酶是呼吸链上以NADH为底物的脱氢酶, 作用就是把NADH带来的电子拿走, 交给其他的电子传递体黄素与黄素相关脱氢酶这种脱氢酶也是一种电子传递体, 以核黄素衍生的FMN或FAD作为辅基. 典型的如琥珀酸脱氢酶(其在柠檬酸循环中把琥珀酸脱氢氧化成延胡索酸, 而生成FADH2). FMN或FAD能称为电子传递体是因为它们可以接受两个电子和两个质子. 既可以分两步, 也可以一步到位.黄素蛋白是一类以黄素核苷酸为辅基的蛋白, 可以传递电子. 例如甘油磷酸穿梭系统中的GCD就是一种黄素蛋白辅酶Q又称泛醌(UQ). 它也是一种电子传递体, 原因和核黄素衍生物一样. 它更重要的是可以一次接受两个电子, 再一次释放一个, 起到桥梁的作用. 它在脂溶性的细胞膜上流动性很好, 因此非常适合在两个非流动性电子传递体中间传递.铁硫蛋白又称铁硫中心. 其借助铁的价态变化传递电子.细胞色素因含有血红素, 因此也借助铁的价态变化传递电子.氧气电子经过所有的电子传递体后到达的最终电子受体.呼吸链组分的排列顺序呼吸链可以分为四种复合体(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ) 以及游离的UQ与细胞色素c. NADH呼吸链的传递方向是: 复合体1→UQ→复合体3→细胞色素c→复合体4→氧气FADH2呼吸链的方向是: 复合体2→UQ→复合体3→细胞色素c→复合体4→氧气该复合体接受NADH传来的电子并传给UQ, 称为因此称为NADH-CoQ氧化还原酶. 是4个复合体种最大的. NADH/H+变成NAD+走了, CoQ变成CoQH2走了(请注意, 这里一共传递了2个电子, 也就是1对电子), 中间经历了FMN, 铁硫蛋白的传递等等. 可能是因为电子能量太高, 额外泵出两个H离子, 共有4个氢离子被泵到膜间隙.(为形成质子梯度打下基础)鱼藤酮, 安米妥是该复合物的抑制剂复合体Ⅱ该复合体接受FADH2传来的电子, 一般就是柠檬酸循环那一步来的, 因此叫琥珀酸-CoQ氧化还原酶. 这一步没有氢离子离开线粒体基质, 正因为此, FADH2产生的ATP就比NADH少了. 如果画一个电势下降图, 复合体Ⅰ的电势高于复合体Ⅱ约等于复合体Ⅲ. 另外甘油磷酸穿梭系统与之后的脂酰CoA氧化也会形成FADH2, 但它们不经过复合体Ⅱ, 而是直接交给了CoQ, 因为反应的酶本身就在内膜上.萎锈灵是该复合物的抑制剂复合体Ⅲ该复合体接受来自UQ的电子并传递到细胞色素c, 所以叫CoQ-细胞色素c氧化还原酶, 一对电子流过会有4个氢离子进入膜间隙抗霉素A是该复合物的抑制剂该复合体接受来自细胞色素c的电子并交给氧气, 因此叫细胞色素氧化酶. 一对电子流过有2个氢离子泵出膜间隙一氧化碳, 硫化氢, 氰化物, 叠氮化物是该复合物的抑制剂. 由于该复合物是最后一个途径, 因此这些抑制剂也是最毒的毒素.氧化磷酸化电子传递时会释放自由能, 这些自由能暂时被存在质子梯度中, 之后能推动ATP 合成.化学渗透学说, 即电子传递时自由能转化为质子梯度, 而后用电化学能推动ATP 合成.主要的证据包括1.氧化磷酸化需要线粒体内膜完整2.pH计可以察觉质子梯度存在3.解偶联剂可以抑制ATP生成4.线粒体内膜上纯化到一种酶可以利用质子梯度合成ATP5.人工建立质子梯度也可以合成ATP上面提到的酶称为F1F0-ATP合酶电子传递链中传递电子能够泵出质子主要是因为Q循环(略)1个复合体1和3可以过4个质子, 一个复合体4过2个质子, 在1对电子流过的条件下.F1F0-ATP合酶的原理结合变构学说合成ATP的标准吉布斯自由能是很大的, 但如果在水很少的情况下, 合成ATP 是不耗能的, 这个合酶做到了这一点, 酶的活性中心全是疏水氨基酸. 因此质子并不是驱动ATP合成. 但是合成的ATP离开活性中心却需要能量. 总的来说,质子流过合酶使得构象变化从而释放ATP.氧化磷酸化的抑制寡霉素和DCCD是直接抑制F1F0-ATP合酶的物质另外, 解偶联剂能够快速消耗跨膜的质子梯度, 将电化学能转化为热. 2,4-二硝基苯酚(DNP)就是一种解偶联剂, 其原理是可以在膜间隙结合质子, 并且由于其脂溶性, 可以很快的转到线粒体基质内另外存在一种解偶联蛋白UCP, 可以直接在线粒体内膜上形成质子通道. 它们也称为产热素P/O值指的是每消耗1mol氧原子消耗的无机磷酸的量, P/O值越高, 氧化磷酸化效率越高至此可以计算一分子葡萄糖完全氧化能生成多少ATP糖酵解阶段有12或10ATP+2乙酰CoA, 柠檬酸循环2个乙酰CoA生成20个ATP. 所以一共有32或30个ATP。
