第六章电子传递链与氧化磷酸化
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电子从参考电势到样品流动,氧化还原电势为正样品具有较强的受电子影响氧化剂,受电子体例如:O 2,Fe 3+等标准氢电极测试电极盐桥电子从样品流动到参考电势,氧化还原电势为负样品具有较强的电子转移势能还原剂,供电子体例如:NADH,FADH2等氧呼吸链呼吸链膜间腔NADH → NADH-Q 还原酶 → Q → 细胞色素还原酶 → 细胞复合体酶名称多肽链数辅基复合体 Ⅰ复合体 Ⅱ复合体 Ⅲ复合体 ⅣNADH-泛醌还原酶琥珀酸-泛醌还原酶泛醌-细胞色素C还原酶细胞色素C氧化酶3941013FMN,Fe-SFAD,Fe-S铁卟啉,Fe-S铁卟啉,Cu四种具有传递电子功能的酶复合体(complex) 人线粒体呼吸链复合体- 测定各载体的E’o - 测定各载体被氧化的速率- 测定各载体的氧-还状态呼吸链及其相关电子载体的标准还原电势由E ’o 推断的载体顺序:NADH → Q → cyt b → cyt c 1 → cyt c → cyt a → cyt a 3 → O 2e–趋向于自发从E’o较低的载体流向较高在整条载体链被还原后测定各载体的氧化速率ⅠⅣCytcQNAD H +H +延胡索酸琥珀酸1/2O 2+2H +H 2O胞液侧基质侧线粒体内膜e -e -e -e-e-ⅡⅢ以氢负离子( H-)形式转移进入水溶剂异咯嗪结构FMN组成成分作用传递机制2Fe-2S型4Fe-4S型参与单电子转移:Fe-S簇中只有1个Fe被氧化或还原蓝细菌Anabaena7120的铁氧还蛋白为2Fe-2S型仅指无机S为一种脂溶性醌类化合物。
泛醌半醌泛醇5元含氮吡咯环(卟啉)共价原态复合体Ⅰ→FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4;Fe-SN-3; Fe-SN-2膜间隙NADH+H++FMN FMNH2+NAD+复合体ⅡFe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3酶结合位点Fe-S中心细胞质辅酶Q亚铁血红素外周胞质双磷脂酰甘油复合体Ⅲb562; b566; Fe-S; c1细胞色素 c1细胞间隙细胞色素 b细胞色素 c1和细胞色素 b结构示意图细胞色素 c 细胞色素 c1铁硫蛋白细胞色素 b复合体ⅣCuA→a→a3→CuB复合体IV:细胞色素氧化酶激活分子氧H+离子泵鱼藤酮,安密妥,杀粉蝶菌素抗酶素A氰化物,叠氮化物,一氧化碳。
线粒体氧化磷酸化作用机制
线粒体氧化磷酸化是生物体内的一种化学反应过程,涉及多个步骤和复杂的机制。
这个过程主要发生在真核细胞的线粒体中,是细胞获取能量的主要方式。
1. 电子传递链:在氧化磷酸化过程中,电子从NADH或FADH2等还原剂开始,通过一系列的电子传递蛋白,最终传递给氧气。
这个过程中释放的能量被用于质子泵出线粒体内膜,形成质子电化学梯度。
2. 质子回流:当质子通过ATP合酶回到线粒体基质时,释放的能量被用于ADP 磷酸化生成ATP。
3. 化学渗透学说:这是解释氧化磷酸化作用机制的主要理论。
该理论认为,线粒体内膜是封闭的膜系统,质子不能自由通过线粒体内膜。
电子传递链和ATP合酶在线粒体内膜上是定向排列,递氢体有质子泵的作用,将H+从线粒体基质定向地泵至内膜外侧的膜间隙。
在内膜两侧形成pH梯度和跨膜电位梯度——质子电化学梯度,称为质子推动力。
质子移动力驱动内膜外侧质子通过内膜上的ATP合酶回到线粒体基质时使ADP磷酸化合成ATP。
总的来说,线粒体氧化磷酸化作用机制是一个复杂的过程,涉及到多个步骤和反应。
这些步骤和反应共同协作,使得细胞能够利用氧气和营养物质产生能量,为生命活动提供动力。
第六章线粒体名词解释1、电子传递链electron-transport chain膜上一系列由电子载体组成的电子传递途径。
这些电子载体接受高能电子,并在传递过程中逐步降低电子的能量,最终将释放的能量用于合成ATP或以其他能量形式储存。
2、化学渗透学说chemiosmosis氧化磷酸化的耦联机制。
电子经电子传递链传递后,形成跨线粒体内膜的质子动力势,用以驱动ATP合成酶合成ATP。
3、结合变构模型binding change model利用质子动力势驱动ATP合成酶构象发生改变,将ADP和无机磷合成ATP的模型。
4、孔蛋白porin存在于线粒体和叶绿体外膜上的整合膜蛋白,形成非选择性的通道。
5、内共生学说endosysmbiont theory关于叶绿体和线粒体起源的假说,认为叶绿体和线粒体起源于被原始真核细胞吞噬的共生原核生物。
6、线粒体mitochondrion将储存在有机物中的能量通过氧化磷酸化过程形成ATP的细胞器。
线粒体是一种能量转换细胞器,还参与细胞凋亡等重要生理过程。
7、氧化磷酸化oxidative phosphorylation底物在氧化过程中产生高能电子,通过线粒体内膜电子传递链,将高能电子的能量释放出来转换成质子动力势进而合成ATP的过程。
8、ATP合酶ATP synthase位于线粒体内膜或叶绿体的类囊体膜上,通过氧化磷酸化或光合磷酸化催化ADP和无机磷合成ATP的酶,由F1头部和嵌入膜内的F0基部组成,也常见于细菌膜上。
9、线粒体膜间隙intermembrane space线粒体内膜和外膜之间的间隙,约6~8nm,其中充满无定形的液体,含有可溶性的酶、底物和辅助因子。
膜间隙的标志酶是腺苷酸激酶。
10、嵴cristae线粒体内膜向基质折褶形成的结构称作嵴(cristae), 嵴的形成使内膜的表面积大大增加。
11、电子载体electron carriers在电子传递过程中与释放的电子结合并将电子传递下去的物质称为电子载体。
化能异养微生物氧化磷酸化的方式引言化能异养微生物是一类通过利用无机物氧化过程产生能量而维持生存的微生物。
其中,氧化磷酸化是一种重要的代谢途径,它能够将无机磷酸盐转化为有机磷酸盐,并在此过程中释放能量。
本文将介绍化能异养微生物氧化磷酸化的方式及相关机制。
核心内容氧化磷酸盐的来源化能异养微生物在氧化磷酸化过程中利用的底物主要来自以下两个方面:1.硝酸盐:部分化能异养微生物能够利用硝酸盐作为氧化磷酸盐的底物。
硝酸盐不仅提供了能量,还提供了氧气,促进微生物生长和繁殖。
2.硫酸盐:另一部分化能异养微生物则利用硫酸盐作为氧化磷酸盐的底物。
硫酸盐的氧化过程产生的能量可供微生物利用,同时也使得底物转化为有机磷酸盐。
氧化磷酸化的过程化能异养微生物氧化磷酸化的过程包括以下几个关键步骤:1.底物进入细胞:底物通过微生物细胞表面的通道或转运体进入细胞内。
这一步骤的顺利进行对于后续的氧化过程至关重要。
2.氧化底物:底物进入细胞后,通过特定的酶系统被氧化成为无机磷酸盐。
这一过程中产生了电子,为后续的电子传递链提供了动力。
3.电子传递链:电子从底物氧化过程中释放出来后,通过电子传递链逐级传递。
在传递过程中,电子释放的能量被逐步捕获,并用于氧化和磷酸化反应。
相关机制化能异养微生物氧化磷酸化的方式受到多种因素的调控。
以下是几个重要的调控机制:1.底物浓度:底物浓度的增加将促进氧化磷酸化的进行。
在底物浓度较低时,微生物将通过增加相关酶的合成来提高底物利用率。
2.氧气含量:氧气是氧化磷酸化过程中的必需物质。
微生物通过调节细胞膜通透性和氧气的吸收途径来维持氧气的合适浓度。
3.温度和p H值:温度和pH值的变化会对微生物的氧化磷酸化能力产生影响。
高温和极端p H值往往会导致相关酶的失活,从而降低底物的氧化效率。
结论化能异养微生物利用氧化磷酸化的方式将无机磷酸盐转化为有机磷酸盐,并从中获得能量供生命活动维持。
了解化能异养微生物氧化磷酸化的方式及相关机制,对于环境保护、农业生产以及生物技术研究具有重要意义。
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。