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1、会计学1生物化学生物化学(shn w hu xu)习题习题第一页，共40页。D呼吸链的场所：呼吸链的场所：真核生物真核生物(shngw)中，它位于线粒体内膜上，原核生物中，它位于线粒体内膜上，原核生物(shngw)中，它位于细胞膜上。中，它位于细胞膜上。第1页/共40页第二页，共40页。CNADH FMNFe-S FADFe-S Cyt b, Fe-SCoQ Cyt aa3O2Cyt ccompex Icompex IIcompex IIIcompex IVc1琥珀酸琥珀酸第2页/共40页第三页，共40页。D第3页/共40页第四页，共40页。O2C、C1Cbaa3O2 D、bC1Caa3O2D
2、呼吸链上的递氢体和递电子体完全按其标准氧化还原电位(din wi)从低到高排列。第4页/共40页第五页，共40页。C能量生成：能量生成：NADH通过通过-磷酸甘油穿梭系统带一对磷酸甘油穿梭系统带一对(y du)氢原子进氢原子进入线粒体，转移到线粒体甘油入线粒体，转移到线粒体甘油-3-磷酸脱氢酶的辅基磷酸脱氢酶的辅基FAD分子上，形分子上，形成还原性成还原性FADH2，由于经琥珀酸氧化呼吸链进行氧化磷酸化，故只，由于经琥珀酸氧化呼吸链进行氧化磷酸化，故只能产生能产生1.5分子分子ATP（老版本为（老版本为2）。）。第5页/共40页第六页，共40页。细胞色素细胞色素(s s)是一类以铁卟啉（或血红
3、素）为辅基的电子是一类以铁卟啉（或血红素）为辅基的电子传递蛋白。在生物氧化反应中，其铁离子可在传递蛋白。在生物氧化反应中，其铁离子可在Fe2+和和Fe3+之之间转变而传递电子；间转变而传递电子； 细胞色素细胞色素(s s)可存在于线粒体内膜，也可存在于微粒体。可存在于线粒体内膜，也可存在于微粒体。 第6页/共40页第七页，共40页。G G与与Go Go 的区别：的区别： Go Go 是在特定条件下一个化学反应的常数，所以每一个化学反应都有其特定是在特定条件下一个化学反应的常数，所以每一个化学反应都有其特定的标准自由能变化。的标准自由能变化。 G G是某一个化学反应随反应条件如反应物浓度、反应温
4、度和是某一个化学反应随反应条件如反应物浓度、反应温度和pHpH而改变的自由而改变的自由能变化，它是不确定的。能变化，它是不确定的。 当判断某一个化学反应能否当判断某一个化学反应能否(nn fu)(nn fu)自发进行时，只能根据其自发进行时，只能根据其G G而不是根而不是根据据GoGo进行判断。进行判断。第7页/共40页第八页，共40页。递氢体是电子呼吸链的组成部分，主要由下列五类电子传递氢体是电子呼吸链的组成部分，主要由下列五类电子传递体组成，它们是：烟酰胺脱氢酶类、黄素脱氢酶类、铁递体组成，它们是：烟酰胺脱氢酶类、黄素脱氢酶类、铁硫蛋白类、细胞色素类及辅酶硫蛋白类、细胞色素类及辅酶Q（又称
5、泛醌）。它们都是（又称泛醌）。它们都是疏水性分子。除脂溶性辅酶疏水性分子。除脂溶性辅酶Q 外，其他外，其他(qt)组分都是结组分都是结合蛋白质，通过其辅基的可逆氧化还原传递电子。合蛋白质，通过其辅基的可逆氧化还原传递电子。第8页/共40页第九页，共40页。部位：主要存在于肝和心肌中。部位：主要存在于肝和心肌中。能量生成：胞液中能量生成：胞液中NADH+H+NADH+H+的一对氢原子经苹果酸的一对氢原子经苹果酸- -天冬天冬氨酸穿梭系统带入一对氢原子，由于经氨酸穿梭系统带入一对氢原子，由于经NADHNADH氧化呼吸链氧化呼吸链进行氧化磷酸化，故可生成进行氧化磷酸化，故可生成2.52.5分子分子A
6、TPATP（老版本（老版本(bnbn)(bnbn)是是3 3）。）。催化酶催化酶: :苹果酸脱氢酶（苹果酸脱氢酶（NAD+NAD+）、谷草转氨酶）、谷草转氨酶第9页/共40页第十页，共40页。本质本质(bnzh)都是氧化还原反应。都是氧化还原反应。生物氧化与体外氧化的相同点生物氧化与体外氧化的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。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（物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物（CO2，H2O）和释）和释放能量放能量(nngling)均相同。均相
7、同。反应条件反应条件 温温 和和 剧剧 烈烈 反应过程反应过程 逐步进行的酶促反应逐步进行的酶促反应 一步完成一步完成 能量释放能量释放 逐步进行逐步进行 瞬间释放瞬间释放 CO2生成方式生成方式 有机酸脱羧有机酸脱羧 碳和氧结合碳和氧结合 H2O 需需 要要 不需要不需要 生物氧化与体外氧化的不同点生物氧化与体外氧化的不同点第10页/共40页第十一页，共40页。ATPATP，即腺嘌呤核苷三磷酸，是一种高能磷酸化合物，在，即腺嘌呤核苷三磷酸，是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它能与细胞中，它能与ADPADP的相互转化的相互转化(zhunhu)(zhunhu)实现贮能和放实现贮能和放能，从而保证了
8、细胞各项生命活动的能量供应。能，从而保证了细胞各项生命活动的能量供应。第11页/共40页第十二页，共40页。电子受体指在电子传递中接受电子的物质和被还原的物质。电子受体指在电子传递中接受电子的物质和被还原的物质。有氧呼吸的电子受体是氧气有氧呼吸的电子受体是氧气(yngq)(yngq)。无氧呼吸的电子受体是其他非氧物质。无氧呼吸的电子受体是其他非氧物质。第12页/共40页第十三页，共40页。 生物氧化概念： 营养物质在生物体内经氧化分解，最终生成CO2 和 H2O，并释放能量(nngling)的过程称生物氧化。 由于生物氧化通常需要消耗氧，产生二氧化碳，故又称“细胞呼吸”。反应条件反应条件 温温
9、 和和 剧剧 烈烈 反应过程反应过程 逐步进行的酶促反应逐步进行的酶促反应 一步完成一步完成 能量释放能量释放 逐步进行逐步进行 瞬间释放瞬间释放 CO2生成方式生成方式 有机酸脱羧有机酸脱羧 碳和氧结合碳和氧结合 H2O 需需 要要 不需要不需要 生物氧化与体外氧化的不同点生物氧化与体外氧化的不同点第13页/共40页第十四页，共40页。职业性氰化物中毒主要是通过呼吸道，其次在高浓度下也能通过皮肤吸收职业性氰化物中毒主要是通过呼吸道，其次在高浓度下也能通过皮肤吸收。生活性氰化物中毒以口服为主。口腔粘膜和消化道能充分吸收。生活性氰化物中毒以口服为主。口腔粘膜和消化道能充分吸收。氰化物进入人体后析
10、出氰离子，与细胞线粒体内氧化氰化物进入人体后析出氰离子，与细胞线粒体内氧化(ynghu)(ynghu)型细胞色素型细胞色素氧化氧化(ynghu)(ynghu)酶的三价铁结合，阻止氧化酶的三价铁结合，阻止氧化(ynghu)(ynghu)酶中的三价铁还原，酶中的三价铁还原，妨碍细胞正常呼吸，组织细胞不能利用氧，造成组织缺氧，导致机体陷入妨碍细胞正常呼吸，组织细胞不能利用氧，造成组织缺氧，导致机体陷入内窒息状态。另外某些腈类化合物的分子本身具有直接对中枢神经系统的内窒息状态。另外某些腈类化合物的分子本身具有直接对中枢神经系统的抑制作用。抑制作用。第14页/共40页第十五页，共40页。内内膜膜F F0
11、 0F F1 1 ATPATP酶酶e e- -ADP+PiADP+Pi底物底物H H+ +ATPATPH H+ +H H+ +H H+ +基基质质膜间膜间隙隙电子传递链电子传递链 电子传递时释出的能量推电子传递时释出的能量推动质子泵；动质子泵； H+被泵至线粒体内外膜间被泵至线粒体内外膜间隙，在内膜两侧形成隙，在内膜两侧形成 化学梯化学梯度（势能）。度（势能）。 当当H+顺浓度梯度回流时，顺浓度梯度回流时，释放的能量驱动释放的能量驱动(q dn)ADP与与Pi生成生成ATP。该学说的特点：该学说的特点：1、强调线粒体膜的完整性、强调线粒体膜的完整性2、ATP的水解和合成是定向的化的水解和合成是
12、定向的化学反应学反应(huxu fnyng)3、ATP合成的动力：质子动力势合成的动力：质子动力势，每进入，每进入2个个H+驱动合成驱动合成1个个ATP；4、电子传递与、电子传递与ATP合成是两件相合成是两件相关而又不同的事件关而又不同的事件第15页/共40页第十六页，共40页。（1）NADH和O2充足(chngz)但加入氰化物；（2）NADH和O2充足(chngz)但加入抗霉素抗霉素A；（3）NADH和O2充足(chngz)但加入鱼藤酮；（4）NADH和O2充足(chngz)CO2耗尽；（5）O2充足(chngz)但NADH耗尽。还原还原(hun yun)态态氧化态氧化态复合体复合体复合体复
13、合体、无无无无无无复合体复合体、复合体复合体复合体复合体、复合体复合体、复合体复合体、第16页/共40页第十七页，共40页。A 脱氢脱氢RCH2CH2CH2COSCoA脂酰脂酰CoA(16C)RCH2C C COCoAHH 反反2-烯酰烯酰CoA 脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶FADFADH21.5ATP呼吸链呼吸链 脂肪酸-氧化(ynghu)第一步：第17页/共40页第十八页，共40页。C软脂酸的合成实际上是一个(y )重复循环的过程，由1分子乙酰CoA与7分子丙二酸单酰CoA经转移、缩合、加氢、脱水和再加氢重复过程，每一次使碳链延长两个碳，共7次重复，最终生成含十六碳的软脂酸。第18页/共40
14、页第十九页，共40页。B脂肪酸合成(hchng)循环中的两次加氢：第19页/共40页第二十页，共40页。CD第20页/共40页第二十一页，共40页。 A、(4)及(5) B、(1)及(2) C、(1)(2)(4) D、全部D细胞中发生部位细胞中发生部位第21页/共40页第二十二页，共40页。C乙酰CoA在线粒体内产生通过柠檬酸乙酰CoA运出线粒体在胞浆中合成脂肪酸第22页/共40页第二十三页，共40页。B第23页/共40页第二十四页，共40页。D乙酰CoA羧化酶：具有生物素羧基载体、生物素羧化酶、转羧酶活性，是脂酸合成的限速酶。乙酰CoA羧化酶（生物素、Mn2+）* *CH3COSCoA AD
15、P + PiHCO3- + H+ + ATPHOOC-CH2-COSCoA 关键酶关键酶第24页/共40页第二十五页，共40页。B肝脏(gnzng)中脂肪酸-氧化生成的乙酰CoA， 有一部分转变成乙酰乙酸、-羟丁酸及丙酮。这三种中间产物统称为酮体(ketonebodies): -羟丁酸约70 乙酰乙酸约30 丙酮含量极微第25页/共40页第二十六页，共40页。C第26页/共40页第二十七页，共40页。C饱和脂肪酸的从头合成的原料(yunlio)：乙酰CoA为主要原料(yunlio)，主要来自葡萄糖。NADPH主要来自磷酸戊糖途径,其次是三羧酸转运体系中的苹果酸酶反应。还需ATP 、CO2及Mn
16、2+等。第27页/共40页第二十八页，共40页。C第28页/共40页第二十九页，共40页。C化学名称(mngchng)：磷脂酰胆碱第29页/共40页第三十页，共40页。说明脂肪酸的分解是每次降解二碳单位的片段(pin dun)，氧化是从羧基端的-位碳原子开始的，释下一个乙酸单元。 第30页/共40页第三十一页，共40页。脂肪酸合成(hchng)循环中的两次加氢：第31页/共40页第三十二页，共40页。脂肪酸彻底氧化(ynghu)的产物为：水，二氧化(ynghu)碳及释放的能量。第32页/共40页第三十三页，共40页。脂肪酸合成(hchng)中的酰基载体：ACP脂肪酸分解中的酰基载体：CoA第3
17、3页/共40页第三十四页，共40页。两者进行的场所，酶，二碳单位载体(zit)等等都是不同的。脂肪酸合成以乙酰CoA为原料，活化为丙二酸CoA（乙酰CoA羧化酶催化）后，由Acp催化经过酰化，还原，脱水，加氢延长碳链。每次消耗2个NADPH。整个过程在细胞液中完成。脂肪酸分解的活化形式为脂酰CoA，由肉碱转运至线粒体内，经过脱氢，加水，氧化，硫解脱下一份子乙酰CoA。每次循环产生1个FADH2，1个NADH。整个过程在线粒体中完成。第34页/共40页第三十五页，共40页。区别点区别点从头合成从头合成氧化氧化细胞中发生部位细胞中发生部位细胞质细胞质线粒体线粒体酰基载体酰基载体ACP-SHCOA-
18、SH二碳片段的加入与裂解方式二碳片段的加入与裂解方式丙二酰单酰丙二酰单酰COA乙酰乙酰COA电子供体或受体电子供体或受体NADPHFAD、NAD+酶系酶系七种酶和一个蛋白质组成复合物七种酶和一个蛋白质组成复合物四种酶四种酶原料转运方式原料转运方式柠檬酸转运系统柠檬酸转运系统肉碱穿梭系统肉碱穿梭系统羟脂酰化合物的中间构型羟脂酰化合物的中间构型D-型型L-型型对二氧化碳和柠檬酸的需求对二氧化碳和柠檬酸的需求要求要求不要求不要求能量变化能量变化消耗消耗7个个ATP和和14NADPH产生产生106个个ATP第35页/共40页第三十六页，共40页。进食糖进食糖糖代谢糖代谢脂肪酸合成脂肪酸合成异柠檬酸异柠
19、檬酸 脱氢酶脱氢酶()柠檬酸柠檬酸、异柠檬酸异柠檬酸透出线粒体透出线粒体合成脂肪有关合成脂肪有关的酶的活性的酶的活性柠檬酸裂解柠檬酸裂解乙酰乙酰CoANADPH+乙酰乙酰CoA+ATP(+)乙酰乙酰CoA 羧化酶羧化酶第36页/共40页第三十七页，共40页。原理：过程：第37页/共40页第三十八页，共40页。软脂酸耗两个ATP（其实是一个ATP变成了一AMP）活化为软脂酰-CoA进入线粒体，然后进行7次-氧化后生成8个乙酰辅酶A、7个FADH2、7个NADH和7个质子。 一、其中7个FADH2可以经氧化呼吸链（在这里O2作为最终电子受体得到由FADH2经电子传递链传来的电子后被还原(hun y
20、un)为H2O）氧化，得到7*1.5=10.5个ATP。 二、其中7个NADH可以经氧化呼吸链（在这里O2作为最终电子受体得到由NADH经电子传递链传来的电子后被还原(hun yun)为H2O）氧化，得到7*2.5=17.5个ATP。 三、其中8个乙酰辅酶A进行三羧酸循环完全氧化（在这里生成CO2）后放出的FADH2与NADH再经氧化呼吸链（在这里O2作为最终电子受体得到由FADH2、NADH经电子传递链传来的电子后被还原(hun yun)为H2O）氧化，总共能得到8*10=80个ATP。 所以总共可得到10.5+17.5+80-2（活化软脂酸时用的）=106个ATP。 软脂酰软脂酰CoA + 7FAD+7NAD+ + 7CoA-SH + 7H2O 8乙酰乙酰CoA + 7FADH2 + 7(NADH + H+)第38页/共40页第三十九页，共40页。第39页/共40页第四十页，共40页。