第四章 氧化磷酸化

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+第四章生物氧化【目的和要求】1.掌握生物氧化、氧化磷酸化的概念。

2.掌握线粒体呼吸链的组成、排列顺序、种类。

3．掌握氧化磷酸化的偶联部位，胞液中NADH的氧化，二条穿梭途径。

4．熟悉氧化磷酸化的基本过程、影响因素及其调节，P/O，ATP的生成和利用。

5．了解生物氧化的特点及方式，氧化磷酸化偶联机理，其他氧化体系。

【本章重难点】1.呼吸链组成、脱氢部位及产能部位，偶联机制。

2．氧化磷酸化概念，影响因素。

3．二种穿梭作用。

4．呼吸链组成、脱氢部位及产能部位。

5．氧化磷酸化偶联机制。

学习内容第一节概述第二节生成ATP的氧化体系第三节其他氧化体系第一节概述一、概述⒈生物氧化的概念生物氧化（Biological Oxidation）物质在生物体内氧化分解的过程称为生物氧化，主要是指糖、脂肪、蛋白质等有机物在生物体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程。

生物氧化的主要生理意义是为生物体提供能量.⒉生物氧化的过程⒊生物氧化的特点⑴相同点：体内氧化与体外氧化① 物质氧化方式：加氧、脱氢、失电子.②物质氧化时消耗的氧量、得到的产物和能量相同。

⑵不同点 ：体内氧化 体外氧化 ①反应条件： 温和 剧烈 ②反应过程：分步反应，能量逐步释放 一步反应，能量突然释放 ③产物生成： 间接生成 直接生成 ④能量形式： 热能、ATP 热能、光能第二节 生成ATP 的氧化体系一、呼吸链 (Respiratory Chain)⒈呼吸链（respiratory chain ）：一系列酶和辅酶按照一定的顺序排列在线粒体内膜上，可以将代谢物脱下的氢（H ＋＋e ）逐步传递给氧生成水同时释放能量，由于此过程与细胞摄取氧的呼吸过程有关，所以这一传递链称为呼吸链。

多糖 脂肪 蛋白质葡萄糖 甘油＋脂肪酸 氨基酸HC O 2T A C乙酰C o AO 2H 2O能量⒉呼吸链的组成用胆酸、脱氧胆酸等反复处理线粒体内膜，可将呼吸链分离得到四种仍具有传递电子功能的酶的复合体。

第四章呼吸作用一、名词解释1、呼吸作用：生物体内的有机物质通过氧化还原而产生CO2，同时释放能量的过程。

2、有氧呼吸：指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成水，同时释放能量的过程。

3、三羧酸循环：丙酮酸在有氧条件下由细胞质进入线粒体逐步氧化分解，最终生成水和二氧化碳。

4、生物氧化：指有机物质在生物体内进行氧化分解，生成CO2和H2O，放出能量的过程。

5、呼吸链：呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到氧分子的总轨道。

6、氧化磷酸化：在生物氧化过程中，电子经过线粒体的呼吸链传递给氧（形成水分子），同时使ADP被磷酸化为ATP的过程。

7、呼吸商：又称呼吸系数。

是指在一定时间内，植物组织释放CO2的摩尔数与吸收氧的摩尔数之比。

8.糖酵解：胞质溶胶中的己糖在无氧或有氧状态下分解成丙酮酸的过程。

二、填空题1、呼吸作用的糖的分解代谢途径中，糖酵解和戊糖磷酸途径在细胞质中进行；三羧酸循环途径在线粒体中进行。

三羧酸循环是英国生物化学家Krebs 首先发现的。

2、早稻浸种催芽时，用温水淋种和时常翻种，其目的就是使呼吸作用正常进行。

当植物组织受伤时，其呼吸速率加快。

春天如果温度过低，就会导致秧苗发烂，这是因为低温破坏了线粒体的结构，呼吸“空转”，缺乏能量，引起代谢紊乱的缘故。

3.呼吸链的最终电子受体是O2氧化磷酸化与电子传递链结偶联，将影响_ ATP _的产生。

4.糖酵解是在细胞细胞基质中进行的，它是有氧呼吸和无氧呼吸呼吸的共同途径。

5.氧化磷酸化的进行与ATP合酶密切相关，氧化磷酸化与电子传递链解偶联将影响__ ATP__的产生。

6.植物呼吸过程中，EMP的酶系位于细胞的细胞基质部分，TCA的酶系位于线粒体的线粒体基质部位，呼吸链的酶系位于线粒体的嵴部位。

7. 一分子葡萄糖经有氧呼吸彻底氧化，可净产生__38__分子ATP，•需要经过__6_底物水平的磷酸化。

【氧化磷酸化、底物水平磷酸化、光合磷酸化的异同】1. 氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）是细胞内线粒体内外膜蛋白质复合物将NADH 和FADH2原子分别经线粒体內膜氧化还原（redox）反应，最终与氧发生反应，合成 ATP的过程。

氧化磷酸化产生能量最多，效率最高，产生ATP 最多。

2. 底物水平磷酸化（substrate-level phosphorylation）是指磷酸化过程发生在进行酶催化的反应过程中。

例如在糖酵解和三羧酸循环过程中，葡萄糖分解产生丙酮酸，磷酸化形成ATP，其中没有氧气参与。

3. 光合磷酸化（photosynthetic phosphorylation）是指在植物叶绿体叶绿体的膜系统中，光能转化为生化能的过程膜蛋白质复合物将NADPH和ATP提供给细胞利用。

4. 三种磷酸化的不同点：- 发生位置不同：氧化磷酸化发生在线粒体内外膜蛋白质复合物中；底物水平磷酸化发生在酶催化的反应过程中；光合磷酸化发生在叶绿体膜系统中。

- 物质来源不同：氧化磷酸化的物质来源是NADH和FADH2；底物水平磷酸化的物质来源是底物；光合磷酸化的物质来源是光合作用产生的NADPH和ATP。

- 发生过程不同：氧化磷酸化需要氧气参与；底物水平磷酸化不需要氧气参与；光合磷酸化需要光能转化为生化能。

5. 三种磷酸化的相同点：- 目的都是产生ATP，提供细胞所需能量。

- 都是细胞内能量代谢过程的重要环节。

6. 个人理解：- 氧化磷酸化是细胞内产生ATP最重要的途径，也是维持细胞正常功能的必要过程。

- 底物水平磷酸化在缺氧情况下也能产生ATP，对一些特殊环境下的生物生存起着重要作用。

- 光合磷酸化是植物细胞内利用光能进行能量代谢的关键过程，支持了整个植物生物体的生长和发育。

通过以上探讨和总结，我们更深入地了解了氧化磷酸化、底物水平磷酸化和光合磷酸化三者之间的异同，也对细胞内能量代谢过程有了更全面、深刻和灵活的理解。

氧化磷酸化的生化解释1. 引言生物化学是研究生物体内各种生物分子的结构、组成、代谢和相互作用等方面的科学。

氧化磷酸化是生物体内一种重要的能量转换过程，通过将有机物质中的化学能转换为三磷酸腺苷（ATP）的高能键，为细胞提供能量。

本文将对氧化磷酸化进行详细解释。

2. 氧化磷酸化的定义氧化磷酸化（Oxidative Phosphorylation）是一种在线粒体内进行的能量产生过程，通过氧化还原反应将NADH和FADH2所携带的电子传递给线粒体内膜上的电子传递链，最终生成ATP。

3. 氧化磷酸化过程氧化磷酸化主要发生在线粒体内膜上，包括两个主要步骤：电子传递链和ATP合成。

3.1 电子传递链电子传递链位于线粒体内膜上，由一系列呈递增氧化还原电位的蛋白质复合物组成。

这些复合物包括NADH脱氢酶复合物、细胞色素bc1复合物和细胞色素氧化酶复合物。

在电子传递链中，NADH和FADH2释放出的电子通过呼吸色素（如细胞色素c）在复合物之间传递。

在这个过程中，释放出的电子能量被用来泵送质子（H+）从线粒体基质向内膜间隙，形成质子梯度。

3.2 ATP合成ATP合成发生在线粒体内膜上的ATP合酶上。

该酶由F0和F1两个亚单位组成。

质子梯度通过F0亚单位进入线粒体基质，驱动F1亚单位进行ATP的合成。

当质子通过F0亚单位流回基质时，F1亚单位会进行构象变化，使得ADP和磷酸根结合生成ATP。

这个过程被称为化学耦联。

4. 氧化磷酸化对生物体的重要性氧化磷酸化是生物体内能量供应的主要途径之一。

它产生的ATP提供了细胞进行各种生物学过程所需的能量。

在有氧条件下，氧化磷酸化是细胞内ATP产生的主要途径。

它能够高效地将有机物质中的化学能转换为ATP，为细胞提供持续稳定的能量供应。

氧化磷酸化还与细胞呼吸密切相关。

它通过消耗细胞内的氧气和产生二氧化碳，调节细胞内的氧气浓度和酸碱平衡。

5. 氧化磷酸化的调控氧化磷酸化受到多种因素的调控。

名词解释氧化磷酸化
氧化磷酸化是一种重要的化学反应，指的是在含有磷酸根离子（PO4^3-）的化合物中发生的氧化反应。

在氧化磷酸化反应中，磷酸根离子中的磷原子发生氧化，使其氧化态增加。

氧化磷酸化常见于无机化合物和有机化合物中，特别是含有有机磷化合物的化合物。

在无机化合物中，氧化磷酸化是指磷酸根离子的磷原子氧化为更高的氧化态，如磷酸根离子
（PO4^3-）氧化为氢氧根离子（HPO4^2-）或亚磷酸根离子（H2PO3^-）。

在有机化合物中，氧化磷酸化常见于含有有机磷基团（如磷酸酯、磷脂等）的化合物中。

在这种情况下，磷酸根离子中的磷原子通常被氧化为更高的氧化态，其氧化产物多为酸酐（如酸酐酯、酸酐脂等）。

氧化磷酸化反应常常需要借助外部氧化剂来实现，常用的氧化剂包括氧气、过氧化氢和氧化剂化学反应。

氧化磷酸化反应在生物体中也具有重要的作用，特别是在能量代谢过程中。

在细胞呼吸过程中，磷酸化反应是合成三磷酸腺苷（ATP）所必需的，其中氧化磷酸化反应是通过将磷酸根离子的磷原子氧化为氧化磷酸根离子（PO4^2-）来释放能量的主要途径之一。

总之，氧化磷酸化是一种重要的化学反应，指的是在含有磷酸根离子的化合物中磷原子氧化的过程。

这种反应常见于无机化合物和有机化合物中，用于氧化磷酸根离子的磷原子并释放能
量。

氧化磷酸化反应在生物体中具有重要的生物学作用，特别是在能量代谢过程中起到关键作用。

氧化磷酸化名词解释生物化学一、氧化磷酸化名词解释呼吸链的主要功能是产生能量货币ATP。

当电子沿着呼吸链向下游传递的时候总伴随着自由能的释放，释放的自由能有很大一部分用来驱动ATP的合成，这种与电子传递偶联在一起的合成ATP方式被称为氧化磷酸化（OxP）。

二、氧化磷酸化的偶联机制1、化学渗透学说该学说由Peter Mitchell于1961年提出，其核心内容是电子在沿着呼吸链向下游传递的时候，释放的自由能转化为跨线粒体内膜（或跨细菌质膜）的质子梯度，质子梯度中蕴藏的电化学势能直接用来驱动ATP的合成。

驱动ATP合成的质子梯度通常被称为质子驱动力（pmf），它由化学势能（质子的浓度差）和电势能（内负外正）两部分组成。

支持化学渗透学说的主要证据：•氧化磷酸化的进行需要完整的线粒体内膜的存在。

•使用精确的pH计可以检测到跨线粒体内膜的质子梯度存在。

据测定，一个呼吸活跃的线粒体的膜间隙的pH要比其基质的pH 低0.75个单位。

•破坏质子驱动力的化学试剂能够抑制ATP的合成。

•从线粒体内膜纯化得到一种酶能够直接利用质子梯度合成ATP，此酶称为F1F0-ATP合酶。

•人工建立的跨线粒体内膜的质子梯度也可驱动ATP的合成2、结合变化学说1977年Paul D. Boyer提出的结合变化学说能正确地解释F1F0-ATP 合酶的作用机理。

结合变化学说可简化为：质子流动→驱动C单位转动→带动γ亚基转动→诱导β亚基构象变化→ATP释放和重新合成。

支持结合变化学说的证据：•18O同位素交换实验•John Walker获得的F1的晶体结构清楚地表明，3个β亚基处于不同的构象并和不同的核苷酸配体结合•日本科学家采取特别的手段直接观察到F1的旋转催化三、氧化磷酸化的解偶联氧化磷酸化与呼吸链通常是紧密偶联的，但是，低水平的质子泄漏时刻发生在线粒体内膜上，因此，确切地说，线粒体通常是部分解偶联的。

解偶联一般是受解偶联剂作用所致。

解偶联剂的作用机制在于它们能够快速地消耗跨膜的质子梯度，使得质子难以通过F1F0-ATP合酶上的质子通道来合成ATP，从而将贮存在质子梯度之中的电化学势能转变成热。

是含铁的电子传递体，辅基为铁卟啉的衍生物，铁 原子处于卟啉环的中心，构成血红素。 线粒体呼吸链中主要含有细胞色素a, b, c 和c1等， 它们的辅基分别为血红素A、B和C。 细胞色素主要是通过Fe3+ Fe2+ 的互变起传递电 子的作用的。
① 细胞色素c（ Cytc）
它是电子传递链中一个 独立的蛋白质电子载体 ，位于线粒体内膜外表 ，属于膜周蛋白，易溶 于水。 它与细胞色素 c1 含有相 同的辅基，但是蛋白组 成则有所不同。 Cyt 的 铁 卟 啉 一 般 以 非 共价键与酶蛋白结合。 Cytc 例外，以硫醚键共 价结合。
1.单加氧酶 又称羟化酶。可催化氧分子中的1个氧原子 加到底物上，而另一氧原子被NADPH+H+还原生成 H2O。反应通式： RH+O2+NADPH+H+→ROH+H2O+NADP+
2.双加氧酶 又称转氧酶。催化氧分子中2个氧原子， 分别加到底物分子中特定双键的两个碳原子上，使该底 物分子分解成两部分。
它主要以 (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在。(2Fe2S)含有两个活泼的无机硫和两个铁原子。铁硫蛋 白通过Fe3+ Fe2+ 变化起传递电子的作用
4.泛醌（CoQ）
（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。
这种按一定顺序排列在线粒体内膜上的递氢体和递电 子体构成的连锁反应体系，称为电子传递链（ electron transport chain）。此过程与细胞摄取氧密 切相关，又称呼吸链（respiratory chain）. 呼吸链中传递氢的酶或辅酶称为递氢体，传递电子的 酶或辅酶称为递电子体。

《生物化学》名词解释大全第一章蛋白质1．两性离子：指在同一氨基酸分子上含有等量的正负两种电荷，又称兼性离子或偶极离子。

2．必需氨基酸：指人体（和其它哺乳动物）自身不能合成，机体又必需，需要从饮食中获得的氨基酸。

3. 氨基酸的等电点：指氨基酸的正离子浓度和负离子浓度相等时的pH 值，用符号pI表示。

4．稀有氨基酸：指存在于蛋白质中的20 种常见氨基酸以外的其它罕见氨基酸，它们是正常氨基酸的衍生物。

5．非蛋白质氨基酸：指不存在于蛋白质分子中而以游离状态和结合状态存在于生物体的各种组织和细胞的氨基酸。

6．构型：指在立体异构体中不对称碳原子上相连的各原子或取代基团的空间排布。

构型的转变伴随着共价键的断裂和重新形成。

7．蛋白质的一级结构：指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，以及二硫键的位置。

8．构象：指有机分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。

一种构象改变为另一种构象时，不涉及共价键的断裂和重新形成。

构象改变不会改变分子的光学活性。

9．蛋白质的二级结构：指在蛋白质分子中的局部区域内，多肽链沿一定方向盘绕和折叠的方式。

10．结构域：指蛋白质多肽链在二级结构的基础上进一步卷曲折叠成几个相对独立的近似球形的组装体。

11．蛋白质的三级结构：指蛋白质在二级结构的基础上借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的构象。

12．氢键：指蛋白质在二级结构的基础上借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的构象。

13．蛋白质的四级结构：指多亚基蛋白质分子中各个具有三级结构的多肽链以适当方式聚合所呈现的三维结构。

14．离子键：带相反电荷的基团之间的静电引力，也称为静电键或盐键。

15．超二级结构：指蛋白质分子中相邻的二级结构单位组合在一起所形成的有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体。

16．疏水键：非极性分子之间的一种弱的、非共价的相互作用。

如蛋白质分子中的疏水侧链避开水相而相互聚集而形成的作用力。

基础生物化学新—名词解释单核苷酸：核苷与磷酸缩合生成的磷酸酯称之单核苷酸。

磷酸二酯键：单核苷酸中，核苷的戊糖与磷酸的羟基之间形成的磷酸酯键。

不对称比率：不一致生物的碱基构成由很大的差异，这可用不对称比率（A+T）/（G+C）表示。

碱基互补规律：在形成双螺旋结构的过程中，由于各类碱基的大小与结构的不一致，使得碱基之间的互补配对只能在G…C（或者C…G）与A…T （或者T…A）之间进行，这种碱基配对的规律就称之碱基配对规律（互补规律）。

反密码子：在tRNA链上有三个特定的碱基，构成一个密码子，由这些反密码子按碱基配对原则识别mRNA链上的密码子。

反密码子与密码子的方向相反。

6顺反子（cistron）:基因功能的单位；一段染色体，它是一种多肽链的密码；一种结构基因。

核酸的变性、复性：当呈双螺旋结构的DNA溶液缓慢加热时，其中的氢键便断开，双链DNA 便脱解为单链，这叫做核酸的“溶解”或者变性。

在适宜的温度下，分散开的两条DNA 链能够完全重新结合成与原先一样的双股螺旋。

这个DNA螺旋的重组过程称之“复性”。

增色效应：当DNA从双螺旋结构变为单链的无规则卷曲状态时，它在260nm处的汲取便增加，这叫“增色效应”。

减色效应：DNA在260nm处的光密度比在DNA分子中的各个碱基在260nm处汲取的光密度的总与小得多（约少35%~40%）, 这现象称之“减色效应”。

噬菌体（phage）：一种病毒，它可破坏细菌，并在其中繁殖。

也叫细菌的病毒。

发夹结构：RNA是单链线形分子，只有局部区域为双链结构。

这些结构是由于RNA单链分子通过自身回折使得互补的碱基对相遇，形成氢键结合而成的，称之发夹结构。

DNA的熔解温度（T m值）：引起DNA发生“熔解”的温度变化范围只只是几度，这个温度变化范围的中点称之熔解温度（T m）。

分子杂交：不一致的DNA片段之间，DNA片段与RNA片段之间，假如彼此间的核苷酸排列顺序互补也能够复性，形成新的双螺旋结构。

Chemiosmotic theory
Chemiosmotic theory is the theory of proton electrochemical coupling. That a proton gradient is established across a membrane by the action of a primary proton pump. And that this proton gradient drives ATP synthesis through a secondary proton pump (ATP synthase or protontranslocating ATPase). It is interesting that this secondary pump is highly conserved in bacteria, mitocondria and chloroplasm membranes. Chemiosmotic coupling was proposed by Peter Mitchell in the late 1960's and he later received the Nobel Prize in Chemistry for his work
鱼藤酮是杀虫剂, 也能用来毒杀鱼类.
ATP 酶 的 结 构 与 功 能
化学渗透学说
化学渗透学说(chemiosmotic theory)由英国的 米切尔(Mitchell 1961)提出，该学说假设能量 转换和偶联机构具有以下特点：①由磷脂和蛋 白多肽构成的膜对离子和质子具有选择性 ② 具有氧化还原电位的电子传递体不匀称地嵌合 在膜内 ③膜上有偶联电子传递的质子转移系 统 ④膜上有转移质子的ATP酶。在解释光合 磷酸化机理时，该学说强调：光合电子传递链 的电子传递会伴随膜内外两侧产生质子动力 (proton motive force,pmf)，并由质子动力推动 ＡＴＰ的合成。许多实验都证实了这一学说的 正确性。

第四章 生物氧化与氧化磷酸化一、知识要点生物氧化的实质是脱氢、失电子或与氧结合，消耗氧生成CO 2和H 2O ，与体外有机物的化学氧化（如燃烧）相同，释放总能量都相同。

生物氧化的特点是：作用条件温和，通常在常温、常压、近中性pH 及有水环境下进行；有酶、辅酶、电子传递体参与，在氧化还原过程中逐步放能；放出能量大多转换为ATP 分子中活跃化学能，供生物体利用。

体外燃烧则是在高温、干燥条件下进行的剧烈游离基反应，能量爆发释放，并且释放的能量转为光、热散失于环境中。

（一）氧化还原电势和自由能变化1．自由能生物氧化过程中发生的生化反应的能量变化与一般化学反应一样可用热力学上的自由能变化来描述。

自由能（free energy ）是指一个体系的总能量中，在恒温恒压条件下能够做功的那一部分能量，又称为Gibbs 自由能，用符号G 表示。

物质中的自由能（G ）含量是不易测定的，但化学反应的自由能变化（ΔG ）是可以测定的。

ΔG 很有用，它表示从某反应可以得到多少有用功，也是衡量化学反应的自发性的标准。

例如，物质A 转变为物质B 的反应：B A −→← ΔG ＝G B —G A当ΔG 为负值时，是放能反应，可以产生有用功，反应可自发进行；若ΔG 为正值时，是吸能反应，为非自发反应，必须供给能量反应才可进行，其逆反应是自发的。

][][ln B A RT G G o +∆=∆ 如果ΔG ＝0时，表明反应体系处于动态平衡状态。

此时，平衡常数为K eq ，由已知的K eq 可求得ΔG °：ΔG °＝－RT ln K eq2． 2．化还原电势在氧化还原反应中，失去电子的物质称为还原剂，得到电子的物质称为氧化剂。

还原剂失去电子的倾向（或氧化剂得到电子的倾向）的大小，则称为氧化还原电势。

将任何一对氧化还原物质的氧化还原对连在一起，都有氧化还原电位的产生。

如果将氧化还原物质与标准氢电极组成原电池，即可测出氧化还原电势。

Ⅲ
Ⅳ
CoQ-细胞色素c还原酶
细胞色素c氧化酶
10
13
铁卟啉，FeS
铁卟啉，Cu2+
20
4H
+
Ⅱ
琥珀酸 延胡索酸
4H
+
4H
Cytc ox
+
胞液侧
Cytc ox
Cytc red
Cytc red
QH2 Q
基质侧
Ⅲ
线粒体内膜
Ⅳ
Ⅰ
1/2O2+2H
+
+
H2 O
4H
NADH+H
+
NAD
4H
+
+
4H
+
电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置
载体携带离子穿过线粒体内膜的脂双层进入线粒体
的化合物
2、 作用机理 实质是破坏了膜两侧的电位梯度。
3、 举列
结合除H+以处的一价阳离子,如缬氨霉素结合K+
离子,短杆菌肽结合K+、Na+及其它一价离子等。
53
氧化磷酸化的抑制剂总结
54
五、高能化合物
（一）定义
高能磷酸键 水解时释放的能量大于21KJ/mol的磷酸酯
44
（二） 呼吸链电子传递抑制剂 1、 定义
是能够专一性阻断呼吸链中某些部位电子传递 的物质。 它的特点是可抑制呼吸链的某一环节，使呼吸 链中断。因底物的氧化作用受阻，偶联的磷酸化 作用无法进行，ATP的生成随之减少。这类物质和
化学药品大多对人类或哺乳动物乃至需氧生物具
有极强的毒性。
45
2、 种类
21

第四章三羧酸循环和氧化磷酸化一、复习思考题1．体内NADPH + H+ 主要从什么途径产生？有何生理作用？2．什么叫呼吸链？线粒体内有哪几呼吸链？试述两条呼吸链的组成，排列顺序和偶联产生ATP的部位。

3．什么叫氧化磷酸化和作用物水平磷酸化？有哪些因素可以影响氧化磷酸化？试述CO、氰化物中毒的机理。

4．试述ATP在体内的重要作用有哪些？5．什么叫三羧酸循环？指出循环中脱氢的反应？脱下的氢分别通过什么呼吸链氧化产能？三羧酸循环有何生理意义？二、填空题1、新陈代谢包括___________ 和___________ ，前者伴有能量的___________ ，后者则伴有___________ 。

新陈代谢是生命最基本的特征，没有代谢就没有生命。

其主要特征有___________ 、___________ 和___________ 等。

2、代谢途径中的调节酶均是___________ 酶，该类酶具有___________ 、___________ 、和___________ 等特点。

3、三羧酸循环是___________ 彻底氧化为___________ 和___________ 的途径，反应中有 ___________ 次脱氢；分别是___________ 、___________ 、___________ 和___________ ，前三者脱氢的辅酶是___________ ，后者脱氢的辅酶是___________ ；反应中有___________ 次脱羧，分别是___________ 和___________ 氧化脱羧，整个循环反应使1mol乙酰CoA氧化产生___________ mol___________ ATP，其中氧化磷酸化可产生___________mol___________ ATP，底物水平磷酸化可产生___________ mol___________ ATP。

4、三羧酸循环的关键酶是___________ 、___________ 和___________ ，这三个酶催化的反应均是单向不可逆反应，故三羧酸循环是不能逆转的。

三、高能化合物
糖、脂肪、蛋白质
生物氧化
CO2+H2O+能量
在标准条件下(pH7,25℃,1mol/L)发生水解时，可释 ATP 放出大量自由能的化合物，称为高能化合物。习惯上 把“大量”定为5kcal/mol(即20.92KJ/mol)以上。在 高能化合物分子中，释放出大量自由能时水解断裂的 活泼共价键称为高能键。用 表示
四、呼吸链的电子传递抑制剂
1、概念 能够阻断呼吸链中某部位电子传递的物 质称为电子传递抑制剂。
利用专一性电子传递抑制剂选择性的阻 断呼吸链中某个传递步骤，再测定链中各 组分的氧化-还原状态情况，是研究电子传 递中电子传递体顺序的一种重要方法。
2.呼吸链的电子传递抑制剂
抗霉素A
氰化物 一氧化碳 硫化氢 叠氮化合物
光合磷酸化与氧化磷酸化的异同
不同点 项 目
进行 部位 ATP 形成 电子 传递 能量 状况 H2 O 的关系 质子泵
相同点 光合磷酸化 均在膜上进行
均经ATP合成酶形 成 均有一系列电子 传递体
氧化磷酸化 线粒体内膜
在膜内侧 在呼吸链上
类囊体膜
在膜外侧 在光合链上
均有能量转换
均与H2O有关 均有质子泵产生
二、电子传递链的组成
由NADH到O2的电子传递链主要包括：
FMN、辅酶Q(CoQ)、细胞色素b、c1、c、a、a3以 及一些铁硫蛋白。 这些电子传递体传递电子的顺序，按照它们的还 原电势大小可排成序列，它们对电子亲和力的不断 增加，推动电子从NADH向O2传递。
电子传递中有四个复合体参与：
-0.4 NADH
生物氧化和有机物在体外氧化（燃烧）的实质相 同，都是脱氢、失电子或与氧结合，消耗氧气， 都生成CO2和H2O，所释放的能量也相同。但二者 进行的方式和历程却不同：

生物化学生物氧化课件一、教学内容本节课选自《生物化学》教材第四章第二节，主题为生物氧化。

详细内容包括氧化磷酸化过程、电子传递链、ATP合成酶的催化机制以及细胞内氧化还原平衡。

二、教学目标1. 了解生物氧化的基本概念、过程及意义；2. 掌握氧化磷酸化过程、电子传递链的组成及功能；3. 学会分析细胞内氧化还原平衡的调控机制。

三、教学难点与重点1. 教学难点：氧化磷酸化过程、电子传递链的组成及功能；2. 教学重点：生物氧化的基本概念、过程及意义，细胞内氧化还原平衡的调控机制。

四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、黑板、粉笔；2. 学具：教材、笔记本、彩色笔。

五、教学过程1. 导入：通过介绍生物体内能量的来源和转化，引出生物氧化这一主题；2. 理论讲解：讲解生物氧化的基本概念、过程及意义，阐述氧化磷酸化过程、电子传递链的组成及功能；3. 实践情景引入：以细胞内的氧化还原平衡为例，分析生物氧化在生命活动中的重要性；4. 例题讲解：讲解一道关于氧化磷酸化过程的例题，引导学生学会分析问题；5. 随堂练习：布置一道关于电子传递链的练习题，巩固所学知识；六、板书设计1. 生物氧化概念、过程及意义；2. 氧化磷酸化过程、电子传递链的组成及功能；3. 细胞内氧化还原平衡的调控机制。

七、作业设计1. 作业题目：请简述生物氧化的基本过程及其在生命活动中的意义；2. 答案：生物氧化是指生物体内有机物氧化分解的过程，包括糖类、脂质和蛋白质的氧化。

生物氧化在生命活动中具有重要意义，它为细胞提供了能量，维持了细胞内氧化还原平衡，保证了生命活动的正常进行。

八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课学生对生物氧化的概念、过程及意义掌握较好，但在分析细胞内氧化还原平衡调控机制时存在一定困难，今后教学中需加强此方面的讲解；2. 拓展延伸：引导学生了解生物氧化在生物技术领域的应用，如生物燃料电池、生物制药等。

重点和难点解析1. 教学难点：氧化磷酸化过程、电子传递链的组成及功能；2. 实践情景引入：细胞内氧化还原平衡的分析；3. 作业设计：生物氧化的基本过程及其在生命活动中的意义；4. 课后反思：学生对细胞内氧化还原平衡调控机制的理解。

氧化磷酸化（概念、化偶联机制、影响、作用）氧化磷酸化，生物化学过程，是物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成A TP的偶联反应。

主要在线粒体中进行。

在真核细胞的线粒体或细菌中，物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成A TP的偶联反应。

一、氧化磷酸化的概念和偶联部位概念：磷酸化是指在生物氧化中伴随着A TP生成的作用。

有代谢物连接的磷酸化和呼吸链连接的磷酸化两种类型。

即A TP生成方式有两种。

一种是代谢物脱氢后，分子内部能量重新分布，使无机磷酸酯化先形成一个高能中间代谢物，促使ADP变成A TP。

这称为底物水平磷酸化。

如3-磷酸甘油醛氧化生成1，3-二磷酸甘油酸，再降解为3-磷酸甘油酸。

另一种是在呼吸链电子传递过程中偶联A TP的生成，这就是氧化磷酸化。

生物体内95%的A TP 来自这种方式。

偶联部位：根据实验测定氧的消耗量与A TP的生成数之间的关系以及计算氧化还原反应中ΔGO'和电极电位差ΔE的关系可以证明。

P/O比值是指代谢物氧化时每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷原子的摩尔数，即合成A TP的摩尔数。

实验表明，NADH在呼吸链被氧化为水时的P/O值约等于2.5，即生成2.5分子A TP；FADH2氧化的P/O值约等于1.5，即生成1.5分子A TP。

氧-还电势沿呼吸链的变化是每一步自由能变化的量度。

根据ΔGO'= -nFΔE O'(n是电子传递数,F是法拉第常数)，从NADH到Q段电位差约0.36V，从Q到Cytc为0.21V，从aa3到分子氧为0.53V，计算出相应的ΔGO'分别为69.5、40.5、102.3kJ/mol。

于是普遍认为下述3个部位就是电子传递链中产生A TP的部位。

NADH→NADH脱氢酶→‖Q →细胞色素bc1复合体→‖Cytc→aa3→‖O2二、胞液中NADH的氧化糖代谢中的三羧酸循环和脂肪酸β-氧化是在线粒体内生成NADH（还原当量），可立即通过电子传递链进行氧化磷酸化。