第七章生物氧化

生物化学第七章生物氧化课件一、教学内容1. 生物氧化的定义和意义；2. 生物氧化的类型和过程；3. 生物氧化中的一些重要酶和蛋白质；4. 生物氧化在能量代谢和物质代谢中的作用；5. 生物氧化与人体健康的关系。

二、教学目标1. 学生能够理解生物氧化的定义和意义，知道生物氧化在生命活动中的重要性；2. 学生能够了解生物氧化的类型和过程，掌握生物氧化中的一些重要酶和蛋白质的作用；3. 学生能够理解生物氧化在能量代谢和物质代谢中的作用，并能够运用这些知识解释一些生物学现象。

三、教学难点与重点重点：生物氧化的定义和意义，生物氧化在生命活动中的重要性。

难点：生物氧化的类型和过程，生物氧化中的一些重要酶和蛋白质的作用。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。

学具：笔记本、笔。

五、教学过程1. 实践情景引入：通过介绍一些与生物氧化相关的生物学现象，如呼吸作用、发酵等，引起学生对生物氧化的兴趣。

2. 概念讲解：通过多媒体课件或板书，详细讲解生物氧化的定义和意义。

3. 类型和过程介绍：通过多媒体课件或板书，介绍生物氧化的类型和过程，同时结合一些实例进行讲解。

4. 重要酶和蛋白质的作用：通过多媒体课件或板书，讲解生物氧化中的一些重要酶和蛋白质的作用，同时结合一些实例进行讲解。

5. 随堂练习：通过一些选择题或简答题，检查学生对生物氧化的理解和掌握程度。

6. 能量代谢和物质代谢的作用：通过多媒体课件或板书，讲解生物氧化在能量代谢和物质代谢中的作用，同时结合一些实例进行讲解。

7. 作业布置：布置一些相关的阅读材料和练习题，加深学生对生物氧化的理解和掌握程度。

六、板书设计板书设计如下：生物氧化1. 定义和意义2. 类型和过程3. 重要酶和蛋白质4. 在能量代谢和物质代谢中的作用七、作业设计文章：生物氧化与人体健康的关系问题：（1）生物氧化在人体健康中的作用是什么？（2）为什么说生物氧化与人体健康密切相关？2. 练习题：一、选择题：1. 生物氧化的定义是（）。

第七章生物氧化一、名词解释1. 生物氧化（biological oxidation）：生物细胞将糖、脂、蛋白质等燃料分子氧化分解，最终生成CO2和H2O并释放出能量的作用。

生物氧化包括：有机碳氧化变成CO2；底物氧化脱氢、氢及电子通过呼吸链传递、分子氧与传递的氢结成水；在有机物被氧化成CO2和H2O的同时，释放的能量使ADP转变成ATP；2．呼吸链（respiratory chain）：有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子，经过一系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递，最终与氧结合生成水，这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。

电子在逐步的传递过程中释放出能量被用于合成ATP，以作为生物体的能量来源；3．氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）：在底物脱氢被氧化时，电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成ATP的作用，称为氧化磷酸化。

氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成ATP的主要方式；4．磷氧比（P/O）：电子经过呼吸链的传递作用最终与氧结合生成水，在此过程中所释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。

经此过程消耗一个原子的氧所要消耗的无机磷酸的分子数（也是生成ATP的分子数）称为磷氧比值（P／O）。

如NADH的磷氧比值是3，FADH2的磷氧比值是2；5．底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）：在底物被氧化的过程中，底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键（或高能硫酯键），由此高能键提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP（或GTP）的过程称为底物水平磷酸化。

此过程与呼吸链的作用无关，以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP；6．铁硫蛋白（iron-sulfur protein, Fe-S）：又称铁硫中心，其特点是含铁原子和硫原子，或与蛋白质肽链上半胱氨酸残基相结合；7. 细胞色素（cytochrome, Cyt）：位于线粒体内膜的含铁电子传递体，其辅基为铁卟啉；二、填空题1. 生物氧化有3种方式：脱氢、脱质子和与氧结合。

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。

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。

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。