6 生物氧化

体内最重要 的脱氢酶
催化S脱氢，将氢经过一系列传递体交给氧，生成水。
乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等 。
SH2
NAD+(NADP+) FMN(或FAD)
一系列递氢体和递电子体
S
NADH+H+(NADPH+H+)
FMNH2(或FADH2)
1/2O2 H2O
10
三、生物氧化过程中CO2的生成
人体内CO2的生成来源于有机酸的脱羧反应。
√B．Cytb→Cytc1→Cytc→ Cytaa3→1/2O2
C．Cytc1→Cytb→Cytc→Cytaa3→1/2O2
D．Cytaa3→Cytc→Cytc1→Cytb→ 1/2O2
37
3、生物氧化的特点不包括：
A．逐步放能 B．可产生三磷酸腺苷
C．逐步氧化 D√．能量全部以热能形式散失
4、下列哪种物质不属于呼吸链成分：
(1)NAD+ （辅酶I，CoI）和NADP+ （辅酶II，CoII） (2)黄素蛋白——FMN (FAD)辅基 (3)铁硫蛋白 (4)泛醌（辅酶Q，CoQ）
15
(1)NAD+ （辅酶I，CoI）和NADP+ （辅酶II，CoII）
H
C CONH 2
+H + e + H+
N+
HH CONH2
N
+ H+
R
R
H
+2H
NAD(P)+
NAD(P)H+H+
2H
e
- 2H
氧化型
还原型
H
H+ 氧化还原反应，变化发生在五价氮和三

琥珀酸
琥珀酰CoA合成酶
底物水平磷酸化的反应
§1 生成ATP的氧化磷酸化体系
二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸 化生成ATP偶联
（一）氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、 Ⅳ内
推测氧化磷酸化的偶联部位
测定P/O比值 自由能变化 （⊿Gº‘=-nF⊿Eº’）
1. 测定P/O比值 是指代谢物在线粒体氧化时， 以每消耗1mol氧原子所消耗无机磷的mol数（或 ADP数），即生成ATP的mol数。
产 生 的 CO2 、 H2O 由 物 质 中 的 碳和氢直接与氧
结合生成。
生物氧化的一般过程
糖原
甘油三脂
蛋白质
葡萄糖
脂酸+甘油 乙酰CoA
氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP 呼吸链 H2O
§1 生成ATP的氧化磷酸化体系
一、氧化呼吸链是一系列有电子传递功能的氧化还 原组分
二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化生 成ATP偶联
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传递给泛醌 2. 复合体Ⅱ功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌 3. 泛醌 4. 复合体Ⅲ功能是将电子从还原型泛醌传递给细
胞色素c 5. 复合体Ⅳ将电子从细胞色素C传递给氧
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传 递给泛醌(ubiquinone)
NADH 它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢得 到的产物。NADH所携带的电子是线粒体 呼吸链主要电子供体之一。
功 能：
复合体Ⅰ 复合体Ⅱ
2e QH2
复合体Ⅲ
QH2
（一）氧化呼吸链由4种具有传递电 子能力的复合体组成
1. 复合体Ⅰ作用是将NADH中的电子传递给泛 醌

一系列酶促反应逐步进行，能
量逐步释放有利于机体捕获
能量，提高 ATP 生成的效率
通过加水脱氢反应使物
物质中的碳和氢直接氧
质能间接获得氧，并增加脱氢 结合生成 CO2 和 H2O 。 的机会；脱下的氢与氧结合产
生 H2O ， 有 机 酸 脱 羧 产 生 CO2。
二、生成 ATP 的氧化磷酸化体系 1、呼吸链
15 mins
教学主要内容
备注
高能磷酸键：水解时释放的能量大于 21KJ/mol 的磷酸酯键，常
表示为 P
高能磷酸化合物即含有高能磷酸键的化合物 5、线粒体内膜对各种物质进行选择性转运
25 mins
线粒体外膜通透性高，线粒体对物质通过的选择性主要依
赖于内膜中不同转运蛋白(transporter)对各种物质的转运。 胞液中 NADH 的氧化 转运机制主要有：
Cyt c1 ，
Cyt a
复 合 细胞色素 162
体Ⅳ
C 氧化酶
13 血红素 a， Cyt c（膜
a3，
间隙侧）
CuA, CuB
排列顺序：（1）NADH 氧化呼吸链 NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
（2）琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸 →复合体Ⅱ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度
偶联机制：化学渗透假说
电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜的基质侧
泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺
浓度梯度回流时驱动 ADP 与 Pi 生成 ATP。
质子顺梯度回流释放能量被 ATP 合酶利用催化 ATP 合成

6 生物氧化一、名词解释1、生物氧化：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：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：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、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：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、能荷：能荷是细胞中高能磷酸状态的一种数量上的衡量，能荷大小可以说明生物体中ATP-ADP-AMP系统的能量状态。

二、填空1、真核细胞的呼吸链主要存在于线粒体内膜，而原核细胞的呼吸链存在于细胞质膜。

2、NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是复合体Ⅰ、复合体Ⅲ、复合体Ⅳ。

3、在呼吸链中，氢或电子从电负性较大（氧化还原电位较低）的载体依次向电正性较大（氧化还原电位较高）的载体传递。

第6章生物氧化课件一、教学内容1. 生物氧化的概念：生物体利用氧气氧化有机物质，释放能量的过程。

2. 生物氧化的意义：生物氧化是生命活动的基础，为生物体提供能量，维持生命活动。

3. 生物氧化的过程：有机物的氧化、能量的释放和水的。

4. 生物氧化酶：生物氧化过程中的催化剂，酶的特性及作用。

5. 生物氧化系统：细胞内参与生物氧化的器官和细胞器，如线粒体、内质网等。

二、教学目标1. 让学生理解生物氧化的概念，掌握生物氧化的意义和过程。

2. 使学生了解生物氧化酶的特性及作用，认识生物氧化系统的重要性。

3. 培养学生的观察、思考和分析问题的能力，提高学生的实验操作技能。

三、教学难点与重点重点：生物氧化的概念、意义、过程及生物氧化酶的作用。

难点：生物氧化系统的组成及功能。

四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。

学具：教材、笔记本、实验器材。

五、教学过程1. 引入：通过一个简单的实验，让学生观察有机物在氧气存在下的变化，引发学生对生物氧化的兴趣。

2. 讲解：详细讲解生物氧化的概念、意义、过程及生物氧化酶的作用。

3. 示例：以呼吸作用为例，分析生物氧化过程在不同生物体中的差异。

4. 讨论：组织学生分组讨论，探讨生物氧化系统在细胞中的作用和重要性。

5. 实验：安排学生进行生物氧化相关实验，如酶活性实验，加深学生对生物氧化的理解。

六、板书设计板书内容：生物氧化概念：生物体利用氧气氧化有机物质，释放能量的过程。

意义：为生物体提供能量，维持生命活动。

过程：有机物的氧化、能量的释放和水的。

酶：生物氧化过程中的催化剂，酶的特性及作用。

系统：细胞内参与生物氧化的器官和细胞器，如线粒体、内质网等。

七、作业设计作业题目：1. 简述生物氧化的概念及其意义。

2. 描述生物氧化的过程，并说明其中的能量转化。

3. 列举两种生物氧化酶的特性，并解释它们在生物氧化过程中的作用。

4. 分析生物氧化系统在细胞中的重要性。

答案：1. 生物氧化是生物体利用氧气氧化有机物质，释放能量的过程。

包括细胞色素a 包括细胞色素a、a3及以铜离子为辅基的酶将电子从 传递给1/2 激活氧生成O Cyt c 传递给1/2 O2，激活氧生成O2- 。最后再与线粒 体基质中的2H+结合生成H2O。（递电子） 体基质中的2H 结合生成H 。（递电子） 递电子
功能：将电子从细胞色素 传递给 传递给O 功能：将电子从细胞色素C传递给 2
1 ADP和ATP的调节作用 和 的调节作用 ADP增高 增高/ATP降低 增高 降低 ADP降低 降低/ATP升高 降低 升高 2 甲状腺激素（促进） 甲状腺激素（促进） 甲亢病人基础代谢率高（活化 甲亢病人基础代谢率高（活化ATP酶） 酶 促进氧化磷酸化 抑制氧化磷酸化
46
3 氧化磷酸化的抑制剂
52
磷酸甘油脱氢酶
磷酸甘油穿梭 肌肉，神经） （肌肉，神经）
苹果酸-天冬氨酸甘油穿梭（肝脏，心脏） 苹果酸 天冬氨酸甘油穿梭（肝脏，心脏） 天冬氨酸甘油穿梭
苹果酸
1分子葡萄糖有氧氧化 分子葡萄糖有氧氧化 肌肉和神经组织中生成36ATP 肌肉和神经组织中生成 心脏和肝脏中生成38ATP 心脏和肝脏中生成
4
生物氧化的特点
生物氧化与体外燃烧的比较
生物氧化 反应条件 反应过程 能量释放 CO2生成方式 温 和 (体温、pH近中性) 体温、pH近中性) 逐步进行的酶促反应 逐步进行 （化学能、热能） 化学能、热能） 有机酸脱羧 体外燃烧 剧 烈 (高温、高压) 高温、高压) 一步完成 瞬间释放 （热能） 热能） 碳和氧结合
29
生物氧化产物2 生物氧化产物
第一条呼吸链： 第一条呼吸链： NADH氧化呼吸链 氧化呼吸链
CytC
复合体Ⅰ 复合体Ⅰ
复合体Ⅲ 复合体Ⅲ
复合体Ⅳ 复合体Ⅳ

❖ 6．ATP产生的最主要方式是氧化磷酸化。 ()
化学渗透假说简单示意图
线粒体内膜
线粒体基质
ADP
H2O
ATP
化 学 渗 透 假 说
化学渗透假说详细示意图
胞液侧 H+
H+ H+ Cyt c
+
+++++ +
++
+
线粒体内膜
Q
F
Ⅰ
Ⅱ
-
-
Ⅳ
0
- Ⅲ---
--
NADH+H+ NAD+
延胡索酸 琥珀酸
H2O 1/2O2+2H+
基质侧
ADP+Pi
-
F1
ATP
H+
ATP合酶的分子结构
线粒体膜间隙 线粒体内膜
线粒体基粒
第六章 生物氧化
一、概述
生物氧化－有机物质在生物体内的氧化分解。
生物氧化的两大体系： 线粒体生物氧化体系：产能 非线粒体生物氧化体系：生物转化 主要解毒,参与代谢物、药物及 毒物的清除、排泄
非线粒体生物氧化：生物转化 主要功能：解毒 超氧化物歧化酶（SOD ）
清除体内的超氧离子(O2﹣)
2O2﹣+ 2H+ SOD H2O2 + O2 过氧化氢酶 H2O + O2
1．以下有关生物氧化的叙述有误的是 ( )。
A．生物氧化是有机物质在生物体内的氧 化分解过程；
B．生物氧化的两大体系是：线粒体生物 氧化体系及非线粒体生物氧化体系；
C．生物氧化过程ATP在人体内的生成方式 有底物磷酸化和氧化磷酸化；

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。

基质 嵴 内膜
外膜
外膜 膜间腔 F1-F0复合体
内膜
F1亚基 F0亚基
膜间腔
线粒体结构模式图
线粒体嵴的分子组成
2020/6/11
27
线粒体的结构
2020/6/11
呼吸链
28
二、电子传递链的组成及电子传递顺序
1、电子传递中有四个复合体参与：
OO CH3 C O P O-
O-
乙酰磷酸
O
O
RC O P O A
O
O
O-
H3N+ C O P OO-
酰基腺苷酸
O
O
氨甲酰磷酸 RCH C O P O A
N+H3
O-
氨酰基腺苷酸
(B) 焦磷酸化合物
OO
O- P O P O-
O-
O-
焦磷酸
O O- P
O-
ATP（三磷酸腺苷）
7.3千卡/摩尔
O O- P
O-
O O- P
O-
NH2
N
N
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH
(C)烯醇式磷酸化合物
COOH O CO PO CH2 O
磷酸烯醇式丙酮酸 14.8千卡/摩尔
(2) 氮磷键型
O
O
NH
PO
NH
PO
C NH O N CH3 CH2COOH
C NH O N CH3 NH2 CH2CH2CH2CHCOOH
CH2 H3C S+ A
3.最重要的高能化合物ATP (三磷酸腺苷)
NH2
N
N
～ ～ O-
Oγ
P O-

(还原剂) (氧化剂)
可写成 A2+ B3+
A3+
B2+
2019/11/23
生物化学教研室
9
第三节 生成ATP的氧化体系
一、呼吸链的概念
代谢物脱下的成对氢原子（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。由 于此过程与细胞呼吸有关，所以将传递链称为呼吸链， 也叫电子传递呼吸链。
氧化酶，而其它均为不需氧脱氢酶。其中a与 a3很难分开，常写为aa3。
在微粒体中主要为细胞色素b5、p450。p450作用 与aa3类似 。
2019/11/23
生物化学教研室
19
细胞色素的结构
2019/11/23
生物化学教研室
20
呼吸链复合体
人线粒体呼吸链通过上述5大类成分形成4个复合体。
2019/11/23
P/O比值：每消耗1摩尔原子氧所消耗的无机磷 原子的摩尔数。
2019/11/23
生物化学教研室
39
2、氧化磷酸化的偶联机制
内模胞浆侧
化 学 渗 透 学 说内膜基侧2019/11/23
生物化学教研室
40
ATP合酶（复合体Ⅴ）
由F1和F0组成。 F1 在线粒体内膜基质 侧形成颗粒状突起， 催化ATP的生成。 F膜0镶中嵌。在当线H+粒顺体浓内度 梯度经回流时，γ 亚基发生旋转，3个 β 亚基构象变化， 由紧密结合型变为 开放型，释放ATP。
根据呼吸链各组分的标准氧化还原电位测定（电位越 低越容易失去电子）、利用呼吸链特异性的阻断剂测 定其氧化和还原状态的吸收光谱及离体线粒体各组分 的氧化顺序等实验，确定了呼吸链各组分的排列顺序， 并发现体内存在两条主要的呼吸链。

其作用是催化电子从琥珀酸转至泛醌，但不转 移质子。 至少由4条肽链组成，含有黄素蛋白（FAD）， 铁硫蛋白和细胞色素（cytochrome,Cyt)b560。 电子传递的方向为：琥珀酸→FAD→Fe-S→Q。 反应结果为：琥珀酸+Q→延胡索酸+QH2
生物化学与分子生物学教研室
FMN的结构
黄素蛋白中的FAD的结构
1、复合体Ⅰ—— NADH脱氢酶
其作用是催化NADH的2H传递至泛醌（辅酶Q）， 同时将4个质子由线粒体基质（M侧）转移至膜 间隙（C侧）。 动物的复合物Ⅰ由42条肽链组成，呈L型，含有 黄素蛋白（FMN为辅酶）和铁硫蛋白（铁硫簇为 辅酶），分子量接近1MD，以二聚体形式存在。 电子传递的方向为：NADH→FMN→Fe-S→Q，总 的反应结果为：NADH + 5H+M + Q→NAD+ + QH2 + 4H+C
生物化学与分子生物学教研室
线粒体结构
生物化学与分子生物学教研室
（一） 呼吸链的组成
用胆酸、脱氧胆酸处理线粒体内膜，可以得到 四个具有电子传递功能的酶复合体和1个ATP合酶。
辅酶Q和细胞色素C 不属于任何一种复合物。辅 酶Q溶于内膜、细胞色素C位于线粒体内膜的外侧， 属于膜的外周蛋白。
生物化学与分子生物学教研室
(Fe-S)
O2
-
NDP
-
ATP
寡霉素
生物化学与分子生物学教研室
2、ADP的调节作用：ADP增多，促进磷酸化。 3、甲状腺激素：促进氧化磷酸化；使偶联蛋白 基因表达增加，引起耗氧和产热增加。 4、线粒体DNA突变
生物化学与分子生物学教研室
四、ATP
（一）高能化合物与ATP

6 生物氧化6生物氧化第八章生物氧化内容提要：生物氧化是指生物体内物质的氧化过程。

经过生物氧化后，该物质最终生成H2O和CO2，并逐渐释放能量，以维持生命活动。

ATP是生物体内主要的能量供应形式，磷酸肌酸是主要的能量储存形式，主要分布在大脑和肌肉中。

atp可经底产生了水平磷酸化和氧化磷酸化，但后者是主要的。

物质中储存的能量通过空气释放代谢物脱下2h，通过呼吸链中一系列酶和辅酶的传递，最终生成H2O和CO2，并通过氧化磷酸化生成ATP。

呼吸链（电子传递链）是由递氢体和电子传递体按一定顺序排列在线粒体内膜上的连锁反应体系。

组成呼吸链的四种功能复合体有：nadh-泛醌还原酶（复合体ⅰ）、琥珀酸-泛醌还原酶（复合体ⅱ）、泛醌-细胞色素c还原酶（复合体ⅲ）及细胞色素c氧化酶（复合体ⅳ），还有泛醌和细胞色素c。

根据传播顺序，人体内有两条呼吸链：NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链。

琥珀酸――→fad[fe-s]fmn↓nadh―→[fe-s]―→coq―→cytb―→cytc1―→cytc―→cytaa3―→o2呼吸链中电子转移过程中释放的能量约有40%使ADP磷酸化以产生ATP。

通过测量不同的基质经呼吸链氧磷酸化的P/O比可以确定氧化磷酸化的偶联位点（即ATP生成位点）。

2H内有3条呼吸链被NADH氧化个偶联部位（即产生3个分子（ATP）；在被琥珀酸氧化的呼吸链中有两个偶联位点（即形成2个ATP 分子）。

adp/atp比值、呼吸链抑制剂、解偶联剂及甲状腺激素等可调控氧化磷酸化的速度，使人体内的能量供需是一致的。

线粒体内膜中各种转运蛋白对进出线粒体物质进行转运以保证生物氧化顺利进行。

胞浆中生成的NADH不能直接进入线粒体，但必须通过线粒体α-只有在甘油磷酸穿梭或苹果酸天门冬氨酸穿梭进入线粒体后才能发生氧交换化，分别生成2分子或3分子atp。

除了线粒体的氧化系统，在微粒体、过氧化物酶体和细胞的其他部分中还有其他参与呼吸的氧化系统链以外的氧化过程，其特点是不伴磷酸化，不能生成atp，主要与体内代谢物、药物和毒物的生物转化有关。

第6章生物氧化习题第六章生物氧化复习测试（一）名词解释1.生物氧化2.α-脱羧3.氧化脱羧4.呼吸链5.氧化磷酸化6.底物水平磷酸化7.P/0比值8.氧化磷酸化解偶联9.递氢体和递电子体10．苹果酸-天冬氨酸穿梭（二）选择题A型题：1．生物氧化CO2的产生是：A．呼吸链的氧化还原过程中产生B.有机酸脱羧C.碳原子被氧原子氧化D.糖原的合成E.以上都不是2．生物氧化的特点不包括：A.遂步放能B.有酶催化C.常温常压下进行D.能量全部以热能形式释放E.可产生ATP3.可兼作需氧脱氢酶和不需氧脱氢酶的辅酶是：A.NAD+B.NADP+C.FADD.CoQE.CytC4.NADH氧化呼吸链的组成部份不包括：A．NAD+B．CoQC．FADD．Fe-SE．Cyt5.下列代谢物经过一种酶脱下的2H，不能经过NADH呼吸链氧化的是：A．苹果酸B．异柠檬酸C．琥珀酸D．丙酮酸E．a-酮戊二酸6．丙酮酸转变成乙酸辅酶A的过程是：A．α-单纯脱酸，B．β-单纯脱酸C．α-氧化脱酸D．β-氧化脱酸E．以上都不是7．下列关于呼吸链的叙述哪项是错误的：A．复合体Ⅲ和Ⅳ为两条呼吸链共有B．可抑制Cytaa3阻断电子传递C．递氢体只递氢，不传递电子D．Cytaa3结合较紧密E．ATP的产生为氧化磷酸化8．各种细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是：A．a→a3→b→C1→1/2O2B．b→C1→C→a→a3→1/2O2C．a1→b→c→a→a3→1/2O2D．a→a3→b→c1→a3→1/2O2E．c→c1→b→aa3→1/2O29．电子按下列各式传递，能偶联磷酸化的是：A．Cytaa3→1/2O2B．琥珀酸→FADC．CoQ→CytbD．SH2→NAD+E．以上都不是10．关于呼吸链组成成分说法错误的是：A．CoQ通常与蛋白质结合形式存在B．Cyta与Cyta3结合牢固C．铁硫蛋白的半胱氨酸的硫与铁原子连接D．细胞色素的辅基为铁卟啉E．FAD的功能部位为维生素B211．体内参与各种供能反应最普遍最主要的是：A．磷酸肌酸B．ATPC．UTPD．CTPE．GTP12．肌酸激酶催化的化学反应是：A.肌酸→肌酐B.肌酸＋ATP磷酸肌酸＋ADPC.肌酸＋CTP磷酸肌酸＋CDPD．乳酸→丙酮酸E．肌酸＋UTP磷酸肌酸＋UDP13．调节氧化磷酸化作用中最主要的因素是：A．ATP/ADPB．FADH2C．NADHD．Cytaa3E．以上都不是14．胞液中的NADH：A．可直接进入线粒体氧化B．以α-磷酸甘油穿梭进入线粒体氧化C.不能进入线粒体进行氧化D.在微粒体内氧化E.以上都不是15．关于苹果酸-天冬氨酸穿梭错误的是：A．主要在肝和心肌中发生B．以苹果酸形式进入线粒体C．经该穿梭作用，NADH氧化产生3分子ATPD．穿梭过程中有转氨基作用E．以上都不是16．属于底物水平磷酸化的反应是：A．1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸B．苹果酸→草酰乙酸C．丙酮酸→乙酰辅酶AD．琥珀酸→延胡索酸E．异柠檬酸→α-酮戊二酸17．体内ATP生成较多时可以下列何种形式储存：A．磷酸肌酸B．CDPC．UDPD．GDPE．肌酐18．某底物脱下的2H氧化时P/O比值约为3.0，应从何处进入呼吸链：A．FADB．NAD+C．CoQD．CytbE.Cytaa319．催化的反应与H２O２无关的是：A．SODB．过氧化氢酶C.羟化酶D.过氧化物酶E.以上都不是20．符合不需氧脱氢酶的叙述是：A.其受氢体不是辅酶B．产物一定有H２O２C．辅酶只能是NAD+而不能是FADD.还原型辅酶经呼吸链后氢与氧结合成H2OE．辅酶一定含有Fe-S21．调节氧化磷酸化最重要的激素为：A．肾上腺素B．甲状腺素C．肾上腺皮质的激素D．胰岛素E．生长素22．细胞色素含有：A．胆红素B．铁卟啉C．血红素D．FADE．NAD+23．在胞液中进行与能量生成有关的过程是：A．三羧酸循环B．电子传递C．糖酵解D．脂肪酸的β氧化E．糖原合成24．关于NAD+的性质说法错误的是：A．烟酰胺部分可进行可逆的加氢与脱氢B．与蛋白质等物质结合形成复合体C．不需氧脱氧酶的辅酶D．每次接受两个氢及两个电子E．其分子中含维生素PP25．阻断Cytaa3→O2的电子传递的物质不包括：A．CN－B．N3－C．COD．阿米妥E．NaCN26．关于非线粒体的生物氧化特点叙述错误的是：A．可产生氧自由基B．仅存在于肝C．参与药物、毒物及代谢物的生物转化D．不伴磷酸化E．包括微粒体氧化体系，过氧化物酶体系及SOD27．线粒体氧化磷酸化解偶联是指：A．线粒体内膜ATP酶被抑制B．线粒体能利用氧但不能生成ATPC．抑制电子传递D．CN—为解偶联剂E．甲状腺素亦为解偶联剂28．下列不是加单氧酶生理功能的是：A．参与某些激素的灭活B．参与维生素D的灭活C．参与胆汁酸的合成D．参与肝的生物转化E参与药物代谢29.符合高能磷酸键叙述的是：A．含高能键的化合物都含有高能磷酸键B．有高能磷酸键变化的反应都是不可逆的C．体内高能磷酸键产生主要是氧化磷酸化方式D．体内的高能磷酸键主要是CTP形式E．体内的高能磷酸键仅为ATP30．催化反应RH＋NADPH＋H＋＋O2→ROH＋NADP＋＋H２O的酶是：A.混合功能氧化酶B．过氧化物酶C．SODD．过氧化氢酶E．以上都不是B 型题：A．异咯嗪B．铁硫蛋白C．苯醌结构D．烟酰胺E．铁卟啉1．FAD传递氢的功能部分：2．NAD+能传递氢的功能部分：3．CoQ能传递氢的功能部分：4．细胞色素传递电子的功能部分：A.α-单纯脱羧B.β-单纯脱羧C.α-氧化脱羧D.β-氧化脱羧E.转氨基作用5．氨基酸脱羧：6．丙酮酸脱氢生成乙酰辅酶A：7．草酰乙酸脱羧生成丙酮酸：8．苹果酸脱羧生成为丙酮酸：A.丙酮酸B.磷酸烯醇式丙酮酸C.磷酸肌酸D.UTPE.ATPP的物质是：9．不含高～○10．高能磷酸键利用的主要形式是：11．糖原合成过程中能量的利用形式是：12．高能磷酸键的主要储存形式是：A．过氧化氢酶B．混合功能氧化酶C．CKD．LDHE．LPL13．细胞定位在微粒体的是：14．定位在过氧化物酶体的是：15．与H2O2有关的酶是：（三）问答题1．比较体内氧化与体外氧化的异同2．体内CO2的产生的方式有哪些？3．试述呼吸链的组成成分及功能？并写出体内两条主要呼吸链的传递链？4．影响氧化磷酸化的因素有哪些？5．如何理解生物体内的能量代谢是以ATP为中心的？五、参考答案（一）名词解释1．营养物质在体内氧化分解为CO2和H2O，并逐步释放能量的过程称生物氧化。

O2
CO2和H2O
ADP+Pi ATP
能量
热能
生物氧化与体外氧化之相同点
生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、 失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。 物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产 物(CO2，H2O)和释放能量均相同。
生物氧化与体外氧化之不同点
生物氧化
反应环境温和，酶促反应逐步
细胞色素c
复合体Ⅳ 细胞色素C氧
13
162
1
13
血红素c
血红素a，a3，
Cyt c1， Cyt a
Cyt c（膜间隙侧）
化酶
泛醌不包含在上述四种复合体中。
CuA, CuB
1、复合体Ⅰ作用是将NADH+H+中的电子 传递给泛醌(ubiquinone)
复合体Ⅰ又称NADH-泛醌还原酶。 复合体Ⅰ电子传递：NADH→FMN→Fe-S→ CoQ→ Fe-S→ CoQ
2-
N O
HO
P O
O H3C HO
OPO3H2 OH CH2 C CH3
C H CO NH O CH2 C NHCH2CH2
O
H2C
sSH ～C
CH3
乙酰辅酶A
磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。
ATP的生成和利用
ATP
肌酸 磷酸 肌酸 氧化磷酸化 底物水平磷酸化
~P 机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温)
呼吸链总式
2H→ → → ½ O2 H2O + 能量 NADH+H+ + ½ O2 →NAD+ + H2O + 能量 FADH2 + ½ O2 →FAD + H2O + 能量

➢复合体Ⅰ有质子泵功能。
包括跨膜区和 延伸到基质中的长 臂。NADH在臂中 被氧化，电子传递 给膜中的CoQ。
14
1、NAD+和NADP+的结构 R=H: NAD+; R=H2PO3: NADP+
NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变 氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
• 一对电子经琥珀酸氧化呼吸链传递，P/O比值约 为，即生成分子的ATP。
（2）自由能变化
根据热力学公式，时标准自由能变化(△G0′)与 还原电位变化(△E0′)之间有以下关系：
△G0′ = -nF△E0′ n为传递电子数；F为法拉第常数(96.5kJ/mol·V)
电子传递链自由能变化
①在NADH和CoQ之间： ②在CoQ和Cyt c之间： ③在Cyt aa3和O2之间：
0.21 V 40.5
0.53 V 102.3 kJ/mol
G 0’ = -nF E 0’ n: 传递电子数 F: 法拉第常数 = 96.5 kJ/mol•V = 23 kcal/mol •V ATP高能键 = 30.5 kJ/mol = 7.3 、利用和储存
第一节 概述
• 一、生物氧化的概念和意义
糖 脂肪 蛋白质
O2
CO2和H2O
ADP+Pi
能量
ATP
热能
概念：物质在生物体内氧化成二氧化碳和 水并逐步释放能量的过程称为生物氧化 （biological oxidation）。
意义: 为机体提供生命活动所需的能量。
产能
1%
多糖
葡萄糖
1/3
2H
2/3
2H
13
FMN，Fe-S FAD，Fe-S 铁卟啉，Fe-S 铁卟啉，Cu

第六章生物氧化习题一、名词解释1．生物氧化：有机物质在生物体活细胞内氧化分解，同时释放能量的过程。

2 氧化磷酸化：指底物脱下的2H经过电子传递链传递到分子氧形成水的过程中释放出能量与ADP磷酸化生成 ATP的过程相偶联生成ATP的方式。

3 底物水平磷酸化：某些底物分子中含有高能磷酸键，可转移至ADP生成ATP的过程。

4呼吸链：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子而生成水的全部体系称呼吸链。

5 高能化合物：在生物体内随水解反应或基团转移反应可放出大量自由能的化合物成为高能化合物。

6 磷氧比：指每消耗1mol氧原子所产生的ATP的物质的量。

7 电子传递抑制剂：能够阻断电子传递链中某一部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂。

8 解偶联剂：具有解偶联作用的化合物称为解偶联剂。

9 氧化磷酸化抑制剂：是指直接作用于线粒体F0F1-ATP酶复合体中的F1组分而抑制ATP合成的一类化合物。

10 F0F1-ATP合酶：位于线粒体内膜基质一边，由F0和F1构成的复合体。

是一种ATP驱动的质子运输体，当质子顺电化学梯度流动时催化ATP的合成；当没有氢离子梯度通过质子通道F0时，F1的作用是催化ATP的水解。

二、选择题1．生物氧化的底物是：〔 D 〕A、无机离子B、蛋白质C、核酸D、小分子有机物2．除了哪一种化合物外，以下化合物都含有高能键？〔 D 〕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3．以下哪一种氧化复原体系的氧化复原电位最大？〔 C 〕A、延胡羧酸→丙酮酸B、CoQ(氧化型) →CoQ(复原型)C、Cyta Fe2+→Cyta Fe3+D、Cytb Fe3+→Cytb Fe2+E、NAD+→NADH4．呼吸链的电子传递体中，不是蛋白质而是脂质的组分是：〔 D 〕A、NAD+B、FMNC、FE、SD、CoQE、Cyt5．2,4－二硝基苯酚抑制细胞的功能,可能是由于阻断以下哪一种生化作用而引起? 〔 E 〕A、NADH脱氢酶的作用B、电子传递过程C、氧化磷酸化D、三羧酸循环E、电子传递与氧化磷酸化的偶联过程6．能使线粒体电了传递与氧化磷酸化解偶联的试剂是：〔 A 〕A、2，4-二硝基苯酚B、寡霉素C、一氧化碳D、氰化物7．呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是：〔 D 〕A、c1→b→c→aa3→O2B、c→c1→b→aa3→O2C、c1→c→b→aa3→O2D、b→c1→c→aa3→O28．在呼吸链中，将复合物I、复合物II与细胞色素系统连接起来的物质是什么？〔 C 〕A、FMNB、Fe·S蛋白C、CoQD、Cytb9．下述那种物质专一的抑制F0因子？〔 C 〕A、鱼藤酮B、抗霉素AC、寡霉素D、氰化物10．下述分子哪种不属于高能磷酸化合物：〔 C 〕A、ADPB、磷酸烯醇式丙酮酸C、乙酰COAD、磷酸肌酸11．细胞色素c是——：〔 C 〕A、一种小分子的有机色素分子B、是一种无机色素分子C、是一种结合蛋白质D、是一种多肽链12．以下哪种物质抑制呼吸链的电子由NADH向辅酶Q的传递：〔 B 〕A、抗霉素AB、鱼藤酮C、一氧化碳D、硫化氢13．以下哪个部位不是偶联部位：〔 B 〕A、FMN→CoQB、NADH→FMNC、b→cD、a1a3→O214．ATP的合成部位是：〔 B 〕A、OSCPB、F1因子C、F0因子D、任意部位15．目前公认的氧化磷酸化理论是：〔 C 〕A、化学偶联假说B、构象偶联假说C、化学渗透假说D、中间产物学说16．以下代谢物中氧化时脱下的电子进入FADH2电子传递链的是：〔 D 〕A、丙酮酸B、苹果酸C、异柠檬酸D、琥珀酸17．以下呼吸链组分中氧化复原电位最高的是：〔 C 〕A、FMNB、CytbC、CytcD、Cytc118．ATP含有几个高能键：〔 B 〕A、1个B、2个C、3个D、4个19．在使用解偶联剂时，线粒体内膜：〔 B 〕A、膜电势升高B、膜电势降低C、膜电势不变D、两侧pH升高20．线粒体电子传递链各组分：〔 C 〕A、均存在于酶复合体中B、只能进行电子传递C、氧化复原电势一定存在差异D、即能进行电子传递，也能进行氢的传递二、填空题1．生物氧化是有机分子在细胞中氧化分解，同时产生可利用的能量的过程。

FADH2或FMNH2
2)铁硫蛋白（铁硫中心）及其辅基铁硫簇（Fe-S）：在 生物氧化中起递电子的作用。
5、复合体Ⅲ
复合体Ⅲ又叫泛醌-细胞色素C还原酶，细胞色素 b-c1复合体，含有细胞色素b(b562, b566)、细胞 色素c1和一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein)。
电子传递过程：CoQH2→(Cyt b566(L)→Cyt
NADH氧化呼吸链
FADH2氧化呼吸链
琥珀酸
FAD (Fe-S) NADH FMN (Fe-S) CoQ Cyt b→Cyt c1→Cyt c Cyt aa3 O2
二、 ATP的生成
底物水平磷酸化
ATP生成方式 氧化磷酸化
底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation ): 底 物脱氢使分子内部能量重新分布，生成的高能键， 直接转给ADP磷酸化生成ATP的过程。
F
+
-
Ⅰ
NAD+
Ⅱ
NADH+H+
延胡索酸 琥珀酸
-
Ⅲ -
- 1/2O2+2H+
- H2 O
Ⅳ
0
F1
基质侧
ADP+Pi ATP H+
2、ATP合酶（ATP synthase）：复合体Ⅴ
F0（疏水部分）：由a1b2c9～12亚基组成，是镶嵌
在线粒体内膜中的质子通道
ATP合酶
F1（亲水部分）：由33亚基组成，其功能是
能量，当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。
简 单 示 意 图
线 粒 体 内 外 膜 间 隙
线粒体内膜 线粒体基质