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第九章 生物氧化 第一节 生物氧化概述 一、生物氧化的特点和方式 2、生物氧化的特点 3、生物氧化的三个阶段 二、生物氧化中CO2的生成 三、生物氧化中H2O的生成（一）动物体内水的生成方式：1、直接由底物脱水；2、通过呼吸链生成，这是动物体内水生成的主要方式。 （二）线粒体呼吸链 1、呼吸链的组成 烟酰胺脱氢酶类 黄素蛋白酶类 铁硫蛋白 铁硫蛋白的结构及递电子机理 CoQ CoQ的结构和递氢原理 细胞色素 细胞色素的结构和递电子机理 NADH呼吸链 NADH呼吸链和FADH2呼吸链 电子传递链中各中间体的顺序 NADH呼吸链电子传递过程中自由能变化 （三） 线粒体外NADH的氧化磷酸化作用 ?-磷酸甘油穿梭 苹果酸-草酰乙酸穿梭作用 （四）电子传递 抑制剂 2,4-二硝基苯酚的解偶联作用 三、生物氧化中ATP的生成 计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化 例题：计算下反应式ΔG°′ 生物界的能量传递及转化过程 1、高能化合物 高能化合物类型 2、ATP的特点 3、ATP的特殊作用 4、能 荷 当能荷高时，表明细胞的合成代谢旺盛，分解代谢受到影响；相反，能荷低时，表明细胞的分解代谢旺盛，合成代谢受到抑制，因为许多代谢途径的关键酶都受ATP的调节。 5、氧化磷酸化 6、磷氧比（ P/O ） 化学渗透假说示意图 ATPase的旋转催化模型 线粒体ATP酶 非线粒体氧化系统 问答题 细胞膜流动镶嵌模型 新陈代谢的概念和特点 新陈代谢的概念及内涵 ?高能化合物的类型 ?ATP的特点及其特殊作用 生化反应中，在水解时或基团转移反应中可释放出大量自由能（21千焦/摩尔）的化合物称为高能化合物。 在pH=7环境中，ATP分子中的三个磷酸基团完全解离成带4个负电荷的离子形式（ATP4-），具有较大势能，加之水解产物稳定，因而水解自由能很大（ΔG°′=-30.5千焦/摩尔）。 腺嘌呤—核糖— O — P — O — P — O — P — O- O O O O- O- O- ?+ ?+ ?+ Mg2+ ATP4- + H2O ＝ ADP3- + Pi2- + H+ ?G ＝-30.5kJ?MOL-1 ATP3- + H2O ＝ ADP2- + Pi3- + H+ ?G ＝-33.1kJ?MOL-1 ★ ATP是细胞内的“能量通货” ★ ATP是细胞内磷酸基团转移的中间载体 ★ ATP以偶联方式推动体内非自发反应 ～P ～P ～P ～P ATP ～P 0 2 10 8 6 4 12 14 磷酸基团转移能 磷酸烯醇式丙酮酸 3-磷酸甘油酸磷酸 磷酸肌醇（磷酸基团储备物） 6-磷酸葡萄糖 3-磷酸甘油 定义式：能荷= ————————— [ATP]+0.5[ADP] [ATP]+[ADP]+[AMP] 意义： 能荷由ATP 、 ADP和AMP的相对数量决定，数值在0-1之间，反映细胞能量水平。 能荷对代谢的调节可通过ATP 、 ADP和AMP作为代谢中某些酶分子的别构效应物进行变构调节来实现。 能荷 相对速率 ATP的利用途径 ATP的生成途径 能荷对ATP的生成途径和ATP的利用途径相对速率的 影响 代谢物在生物氧化过程中释放出的自由能用于合成ATP（即ADP+Pi→ATP）,这种底物的氧化放能和ATP生成（磷酸化）相偶联的过程称氧化磷酸化。 类别： 底物水平磷酸化 电子传递水平磷酸化 ADP + Pi ATP + H2O 生物氧化过程中释放出的自由能 　　呼吸过程中无机磷酸（Pi）消耗量和分子氧（O2）消耗量的比值称为磷氧比。由于在氧化磷酸化过程中，每传递一对电子消耗一个氧原子，而每生成一分子ATP消耗一分子Pi ，因此P/O的数值相当于一对电子经呼吸链传递至分子氧所产生的ATP分子数。 NADH FADH2 O2 1 2 H2O H2O 例 实测得NADH呼吸链： P/O~ 2.5 ADP+Pi ATP 实测得FADH2呼吸链： P/O~ 1.5 O2 1 2 2e- 2e- ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP 2H+ 2H+ 2H+ 2H+ NADH+H+ 2H+ 2H+ 2H+ ADP+Pi ATP 高质子浓度 H2O 2e- + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 质子流 线粒体内膜 磷酸化 氧化 ?? ? III ? ?