第六章 生物氧化——电子传递链和氧化磷酸化
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⽣物化学复习资料第六章⽣物氧化与氧化磷酸化(⼀)名词解释1、⽣物氧化(biological oxidation):有机物质在⽣物体内氧化分解⽣成⼆氧化碳和⽔并释放能量的过程。
2、电⼦传递链⼜称呼吸链(electron transter chain ETC):指存在于线粒体内膜(原核⽣物存在于质膜)上的⼀系列氢传递体和电⼦递体,按⼀定的顺序组成了从供氢体到氧之间传递电⼦的链。
3、氧化磷酸化作⽤(oxidative phosphorylation):指电⼦在电⼦传递链上传递和ATP形成相互偶联的过程。
即与⽣物氧化作⽤相伴⽽⽣的磷酸化作⽤。
4、磷氧⽐(P/O ratio):指在⽣物氧化中,每消耗⼀个氧原⼦所⽣成的ATP分⼦数,或每消耗⼀摩尔原⼦氧⽣成的ATP摩尔数。
(⼆)问答题1、何谓⽣物氧化?它有何特点?其作⽤的关键是什么?⽣物氧化的⽅式?①见名词解释“⽣物氧化”;②特点:A、活细胞内,反应条件温和;B、⼀系列酶的催化下逐步进⾏;C、能量逐步释放,部分能量可被利⽤,利⽤效率较⾼;③作⽤的关键;⼀是代谢物分⼦中的氢如何脱出,⼆是脱出的氢如何与分⼦氧结合成⽔并释放能量;④⽅式:通常为三种氧化⽅式A:加氧:在⼀种物质分⼦上直接加氧NH3-CH2-COOH+1/2O2→O=CHCOOH+NH4+H2O -2HB:脱氢:加⽔脱氢:CH3CHO——→CH3 – CH – OH——→CH3COOH|OH-2H直接脱氢:HOOC—CH2—CH2—COOH——→HOOC—CH=CH—COOHC:脱电⼦:-eCyt(Fe2+)——→Cyt(Fe3+)2、举例说明⾼能化合物可分为哪⼏种键型。
(1)磷氧键型,如1,3—⼆磷酸⽢油酸、ATP、磷酸烯醇式丙酮酸;(2)磷氮键型,如磷酸肌酸;(3)硫脂键型,如⼄酰CoA;(4)甲硫键型,如S—腺苷甲硫氨酸;(5)碳氧键型,如氨酰——tRNA。
3、电⼦传递链上有哪⼏类电⼦传递体?各如何作⽤?(1)烟酰胺核苷酸类。
第六章生物氧化与氧化磷酸化一、练习题目(一)名词解释1.生物氧化2.高能磷酸化合物3.电子传递链4.磷酸原5.电子传递抑制剂6.氧化磷酸化作用7.底物水平磷酸化作用8.解偶联作用9.磷氧比(P/O)10.穿梭作用(二)问答题1.何谓生物氧化?它有何特点?其作用的关键是什么?生物氧化的方式?2.举例说明高能化合物可分为哪几种键型。
3.影响ATP水解时自由能释放的重要因素是什么?4.电子传递链上有哪几类电子传递体?各作用如何?5.如何证明电子传递链各组分的排列顺序和方向?6.写出电子传递链的排列顺序。
7.在电子传递链上可拆离成哪几个电子传递复合物?各复合物作用是什么?8.电子传递抑制剂主要有哪几种?其毒害作用机理是什么?9.谷氨酸十丙酮酸α酮戊二酸十丙氨酸:已知25℃时丙氨酸合成的Keq为1.107,试计算该反应的ΔG0’值。
10.计算下列各反应的ΔG0’值:(1)ATP+GDP→GTP+ADP;(2)3—磷酸甘油酸+ATP→1.3—二磷酸甘油酸+ADP;(3)NADH氧化生成水11.在真核生物中,指出下列各反应中P/O比的理论值:(1)3—磷酸甘油醛→1,3—二磷酸甘油酸;(2)琥珀酸—延胡索酸;(3)异柠檬酸→α→酮戊二酸;(4) α—酮戊二酸→琥珀酸12.真核生物细胞质内形成的NADH+H+,当其电子传递给氧时,为什么只产生2ATP?13.关于氧化磷酸化机理有哪几种主要学说,其中目前较为公认的是哪一种,其主要内容是什么?其实验证明是什么?14.在真核生物中,根据化学历程计算lmol葡萄糖彻底氧化能产生多少ATP?(三)填空题1.自由能的单位是______________。
当△G>0时,则反应____________自发进行,此反应称为__________反应,其Keq__________1。
2.标准自由能变化与标准氧化还原电势变化的关系为____________。
3.在标准条件下,一般将水解时释放以上自由能的化合物称为高能化合物。
第六章生物氧化Biological Oxidation一、授课章节及主要内容:第六章生物氧化二、授课对象:临床医学、预防、法医(五年制)、临床医学(七年制)三、授课学时本章共4节课时(每个课时为45分钟)。
讲授安排如下:第一次课(2学时):第一节生成A TP的氧化体系——氧化磷酸化偶联部位第二次课(2学时):影响氧化磷酸化的偶联机理——第二节其他氧化体系四、教学目的与要求生物氧化、呼吸链和氧化磷酸化的定义; ATP生成的方式;氧化磷酸化的过程。
五、重点与难点重点:1.主要是生成ATP的氧化体系;2.呼吸链电子传递的过程;3.ATP生成的方式;4.A TP的利用和储存形式;5.胞浆NADH+H+的氧化。
难点:氧化磷酸化的偶联机理六、教学方法及授课大致安排以面授为主,适当结合临床提问启发。
每次课预留5分钟小结本次课掌握内容及预留复习题,全章结束后小结本章内容。
七、主要外文专业词汇biological oxidation (生物氧化) electron transfer chain (电子传递链)respiratory chain (呼吸链) NAD+ (氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)oxidative phosphorylation (氧化磷酸化) α-glycerophosphate shuttle (α-磷酸甘油穿梭)uncoupler (解偶联剂) CoQ (辅酶Q)malate-asparate shuttle (苹果酸-天冬氨酸穿梭) superoxide dismutase(SOD) (超氧物歧化酶) catalase (过氧化氢酶) FMN (黄素腺嘌呤单核苷酸)mixed-function oxidase (混合功能氧化酶) creatine phosphate (磷酸肌酸)ATP synthase (ATP合酶) FAD (黄素腺嘌呤二核苷酸)chemiosmotic hypothesis (化学渗透假说) peroxidase (过氧化物酶)cytochrome (细胞色素) NADP+ (氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)八、思考题1.何为生物氧化?有何特点?2.试述呼吸链的定义,体内有哪两条呼吸链?3.试写出两条呼吸链组分的排列次序和ATP的生成部位。
第六章生物氧化1.电子传递链:两条:电子从NADH沿着电子传递链传递到氧;电子从FADH2等传递到氧。
2.氧化磷酸化作用:是NADH和FADH2通过与氧化呼吸链的电子传递相联系的合成A TP 的作用。
每个NADH被氧化可合成2.5分子A TP分子每个FADH2被氧化大约可合成1.5分子A TP分子3.电子传递抑制:鱼藤酮:抑制NADH脱氢酶的电子传递;抗霉素:抑制Cytbc1复合体;氰化物、叠氮化物和CO都抑制细胞色素氧化酶4.解偶联剂:2,4-二硝基苯酚:使电子传递进行但不合成A TP。
5.胞液NADH的再氧化作用:α-磷酸甘油穿梭:每分子胞液NADH约合成1.5个A TP;苹果酸-Asp穿梭:每分子胞液NADH合成2.5个A TP第七章氨基酸代谢1.一些基本概念如氮平衡、必需氨基酸、食物蛋白质的互补作用、蛋白质的腐败作用、AA 代谢库等。
2.AA降解:通过脱去α-氨基,形成的碳骨架(α-酮酸)转变为一种或几种代谢中间物:如可引起葡萄糖的净合成,则称为生糖AA;如可引起产生酮体,则为生酮AA;有些AA可产生一种以上的中间产物,既能生糖又能生酮,即为生糖兼生酮AA。
3.转氨基作用:⑴此反应的受体通常优先利用α-酮戊二酸。
⑵重要的转氨酶为ALT(GPT)和AST(GOT),均与谷AA有关。
⑶所有转氨酶的辅酶都是磷酸吡哆醛(PLP),它是VitB6的衍生物,在转氨作用中可迅速地转变为磷酸吡哆胺。
4.谷AA的氧化脱氨基作用:由转氨基作用产生的谷AA在谷AA脱氢酶作用下氧化脱氨基产生氨。
此酶广泛分布于肝、肾等组织,其特点在于能利用NAD+ 或NADP+两种辅酶并受别构调节,GTP、ATP为别构抑制剂。
5.联合脱氨基作用:⑴转氨基与L-谷AA氧化脱氨基的联合脱氨基作用,是体内大多数AA 脱氨基的主要方式;也是体内某些非必需AA合成的主要途径。
⑵肌肉组织中,主要通过“嘌呤核苷酸循环”脱去氨基。
6.α-酮酸的代谢:合成非必需AA、转变为糖和脂类和氧化功能。
生物氧化的名词解释生物化学
生物氧化是指在氧气的参与下,能源物质 (如糖类、脂肪、蛋白质) 在细胞内分解成二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程。
这一过程在线粒体内进行,被称为电子传递链或呼吸链。
电子传递链是由一系列递氢体和递电子体组成的链式反应体系,它将能源物质分解代谢脱下的氢原子氧化成水,并在水分子中释放出能量。
氧化磷酸化是生物氧化的一个过程,它在线粒体中发生,是指 ADP 磷酸化成为ATP 的过程,ATP 是细胞内的主要能量储备形式。
PO 比值是指物质氧化时,每消耗 1mol 氧原子所消耗的无机磷的摩尔原子数。
影响生物氧化的因素包括呼吸链抑制剂、解耦联剂、ADP 等。