代谢总论及生物氧化详解.ppt

新陈代谢 营养物质在生物体内所经历的一切化学变化总称为新陈代谢，简称代谢metabolism 新陈代谢的功能 1 热力学第一定律 热力学第一定律称为能量守恒定律。这一定律指出，一个体系及其周围环境的总能量是一个常数。虽然能的形式可以转变，但不会消灭。 2 热力学第二定律 热力学第二定律指一切自发的过程都向着能量分散程度增加的方向进行。如热的传导只能由高温物体传到低温物体。 第二定律说明热力学体系的运动有一定的方向性 热力学第二定律只指示一个化学反应的方向和限度，不预示反应过程的速率 3 自由能 自由能（G）是指一个反应体系中能够做功的那部分能量。即生物氧化所能提供的能量。 自由能的变化(ΔG)：产物的自由能与反应物的自由能之差，与反应转变过程无关。 标准自由能变化（?G0） 在规定的标准条件下，自由能的变化。 标准条件是指：反应温度是25℃，即298K，大气压为101325Pa,参加反应的物质和生成物质的浓度都是1mol/L。 在生化反应中，反应的环境为pH＝7，此时标准自由能变化用?G0′　表示。 高能磷酸化合物 高能磷酸键的类型 1.磷氧键型 2.氮磷键型 3.硫酯键型 4.甲硫键型 磷酸化合物水解的标准自由能变 ATP ATP在能量转运中的地位和作用 ATP的作用 作为能量载体，提供合成代谢或分解代谢初始阶段所需的能量； 供给机体生命活动所需的能量； 生成核苷三磷酸（NTP）； 将高能磷酸键转移给肌酸以磷酸肌酸（creatine phosphate）形式储存。 第二节 生物氧化 生物氧化主要指供能物质（糖、脂肪、蛋白质等）在体内分解时逐步释放能量，最终生成二氧化碳和水的过程。 生物氧化通常需要消耗氧，所以又称为呼吸作用。 生物氧化所产生的能量主要储存在ATP 二、电子传递过程和氧化呼吸链 1 呼吸链组成 呼吸链又称电子传递链（electron transfer chain），指排列在线粒体内膜上，由一系列递氢体和电子传递体按一定顺序排列组成的连续酶促反应体系。 2 电子传递链的各个组成 辅酶Q (泛醌，亦简称Q ） 4 电子传递的抑制剂 能够阻断呼吸链中某一部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂。  2.抗霉素A，是由链霉素分离出的抗菌素，有抑制电 子从细胞色素b向细胞色素c1传递的作用。 3.氰化物、硫化氢、叠氮化物、一氧化碳等，有阻断 电子由细胞色素aa3传至氧的作用。 线粒体的结构 1 氧化磷酸化的概念 化学渗透假说 原电池 正极 负极 Zn电极 标准电极势： -0.763V Cu电极 标准电极势： +0.34V 还原作用 氧化作用 标准状态下测得的为标准氧化还原电位E0；而生化反应是在pH=7.0条件下进行的，故此时测得的氧化还原电位为生化氧化还原电位 E0? 生化标准氧化还原电位（E0?）：生化标准条件下（25?C、一个大气压、 pH=7.0 、电子供体和电子受体的浓度都是1mol/L），发生氧化还原反应的每一氧还对的电子转移势能。 一般E0 ?值越小，表示该氧还对的还原态失电 子能力越大，即还原能力越强，是强还原剂。 E0’值越大，表示该氧还对的氧化态得电子能力 越大，即氧化能力越强，是强氧化剂。 在氧化还原反应中，电子总是从E0’值较小的物质 转移到值较大的物质，即从还原剂流向氧化剂。 0.23 Cytc1(Fe3+)+e Cytc1(Fe2+) 0.82 O2 +2H++2e H2O 0.55 Cyta3(Fe3+)+e Cyta3(Fe2+) 0.29 Cyta(Fe3+)+e Cyta(Fe2+) 0.25 Cytc(Fe3+)+e Cytc(Fe2+) 0.07 Cytb(Fe3+)+e Cytb(Fe2+) 0.04(或0.10) CoQ+ 2H++2e CoQH2 -0.06 FAD+ 2H++2e FADH2 -0.30 FMN+ 2H++2e FMNH2 -0.32 NAD++ 2H++2e NADH+H+ -0.41 2H++2e H2 ΔE0’（V） 半反应 需氧细胞内糖、脂肪、氨基酸等通过各自的分解途径所形成的还原性辅酶，包括NADH和FADH2通过电子传递途径被重新氧化。即还原型辅酶上的氢原子以质子的形式脱下，其电子沿一系列按一定顺序排列的电子传递体转移，最后转移给分子氧并生成水，这