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1、第一节第一节生物氧化概述生物氧化概述第1页/共36页一、生物氧化概念糖、脂肪、蛋白质等营养物质在体内彻底氧化生成CO2和H2O并释放能量的过程。脱氢、失电子或加氧的物质被氧化；加氢、得电子或脱氧的物质被还原。有机物在生物体内的氧化包括物质分解和产能呼吸作用O2CO2+H2O细胞呼吸（微生物）第2页/共36页二、生物氧化的特点1.反应条件不同，条件温和（水溶液，中性pH和常温）。2.氧化方式不同，以脱氢脱电子的方式进行。3.CO2产生方式不同，来源于有机酸脱羧。4.能量释放过程及释放形式不同。逐步释放，储存在ATP中或以热能的形式散发。第3页/共36页生物能及其存在形式生物能和生物能和ATPAT
2、PATP是生物能存在的主要形式ATP是能够被生物细胞直接利用的能量形式。生物化学反应与普通的化学反应一样,也服从热力学的规律。高能化合物高能化合物n生物体通过生物氧化所产生的能量，除一部分用以维持体温外，大部分可以通过磷酸化作用转移至高能磷酸化合物ATP中。第4页/共36页焦磷酸化合物焦磷酸化合物ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸7.3千卡/摩尔第5页/共36页三、生物氧化中CO2的生成一、生物氧化中二氧化碳的生成方式 R-COOH CO2+R-H-单纯脱羧-单纯脱羧-氧化脱羧-氧化脱羧 第6页/共36页第7页/共36页第8页/共36页第9页/共36页第10页/共36页第二节 生成ATP的氧化体系一、
3、呼吸链是在线粒体内膜上按一定顺序排列组成递氢或递电子的体系（酶与辅酶）构成的与细胞利用氧密切相关的链式反应体系。也称为电子传递链（electron transfer chain)。第11页/共36页线粒体呼吸链第12页/共36页二、呼吸链的主要成分1、NAD+为辅酶的脱氢酶（VitPP)第13页/共36页它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢得到的产物。NADH所携带的高能电子是线粒体呼吸链主要电子供体之一。辅酶辅酶：NAD+-NADH+H+辅酶辅酶：NADP+-NADPH+H+不直接与呼吸链偶联第14页/共36页2、黄素蛋白（VitB2）辅酶黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）NA
4、DH脱氢酶 琥珀酸脱氢酶 复合体中 复合体中第15页/共36页FAD（或FMN）+2HFAD H2（或FMNH2）作用在铁硫蛋白协助下将氢传递给CoQ。第16页/共36页3.铁硫蛋白（iron-sulfur protein,Fe-S）铁硫蛋白与黄素蛋白形成复合物存在。作用协助黄素蛋白的功能。Fe2S2Fe4S4+e-eFe 2+Fe 3+第17页/共36页OH OHH3COH3COCH3(CH2-CH=C-CH3-CH2-)10H二氢泛醌泛醌（ubiquinone,UQ或Q)2H2H4.泛醌（辅酶Q）-Ubiquinone CoenzymeQ 作用将质子释放到线粒体基质中，电子传给细胞色素C。
5、O泛醌H3COH3COCH3(CH2-CH=C-CH3-CH2-)10H多聚异戊二烯结构O第18页/共36页第19页/共36页5、细胞色素体系（Cytochromes,Cyt）作用接受CoQ传来的电子，并将其传递给氧。辅基为铁卟啉的电子传递体，细胞色素分为a、b、c三类，Cytaa3,Cytc c1,Cytb等。+e-eFe 2+Fe 3+b c1 c aa3 不同的细胞色素主要差异是其铁卟啉基侧链的差异及铁卟啉与蛋白质部分的连接方式的不同第20页/共36页FADH2(Fe-s)复合体I复合体I I复合体III复合体IVNADHFMN CoQ Cyt bCyt c1 Cyt cCyt aa3
6、O2 +H+(Fe-S)(Fe-s)2Cu三、呼吸链成分的排列顺序三、呼吸链成分的排列顺序辅酶Q辅酶I Cyt b、c1、c、aa3 分别为不同的细胞色素功能 将作用物脱的氢与氧结合成水，逐步放能，使ADP磷酸化生成ATP。第21页/共36页NADH氧化呼吸链底物：苹果酸、异柠檬酸、羟丁酸、-羟脂酰CoA 等能量：3ATPSH22Cyt-Fe2+2Cyt-Fe3+(Fe-S)H+b bSNAD+NADH+H+FMNH2FMNUQH2UQH+Fe3+-sFe2+-sH+O22 H+O2-H2O2Cyt-Fe3+2Cyt-Fe2+2Cyt-Fe3+2Cyt-Fe3+2Cyt-Fe2+2Cyt-Fe
7、2+c c1 1c caaaa3 3第22页/共36页FADH2氧化呼吸链FADH2FAD琥珀酸延胡索酸底物：琥珀酸、脂酰CoA、3-磷酸甘油（线粒体内）等能量：2ATPUQH2UQ2Cyt-Fe2+2Cyt-Fe3+(Fe-S)H+H+Fe3+-sFe2+-sb bH+O22 H+O2-H2O2Cyt-Fe3+2Cyt-Fe2+2Cyt-Fe3+2Cyt-Fe3+2Cyt-Fe2+2Cyt-Fe2+c c1 1c caaaa3 3第23页/共36页大多数代谢物都是在以NAD+为辅酶的脱氢酶催化下脱氢氧化，并且脱下的氢在通过NADH氧化呼吸链传递给氧时释放的能量也较多，因此，NADH呼吸链是线
8、粒体中的主要呼吸链。第24页/共36页二、ATP的生成一、高能化合物的种类高能化合物：水解时释出的能量大于30kJ/mol的含磷酸酯键或硫酸酯键的化合物。称为高能磷酸键或高能硫酯键，用“”表示第25页/共36页二、高能磷酸化合物ATP的形成（一）底物水平磷酸化（定义底物水平磷酸化（定义P111P111）底物分子经过脱氢、脱水等作用形成高能化合物，高能化合物在进行反应的过程中，将能量转给ADP生成ATP。第26页/共36页（二）氧化磷酸化代谢物氧化脱氢经呼吸链传递给氧生成水的同时，伴有ADP磷酸化生成ATP的过程为氧化磷酸化，氧化反应与ADP的磷酸化反应偶联发生。ATP产生的部位都是有大的电位差
9、变化的地方第27页/共36页（三）影响氧化磷酸化的因素1.ADP/ATP的调节作用正常生理条件下，ADP是氧化磷酸化的主要调节者，ADP则氧化磷酸化2.氧化磷酸化的抑制剂（1）抑制氢或电子传递的物质（呼吸链抑制剂）：第28页/共36页复合体I：阿米妥鱼藤酮复合体III：抗霉素A复合体IV：N3-CO CN-H2SFADH2复合体I复合体I I复合体III复合体IVNADHFMN UQ Cyt b Cyt c1 Cyt cCyt aa3 O2 (Fe-S)第29页/共36页（2）解偶联剂：解除氧化与磷酸化之间的偶联作用。例：二硝基苯酚，使线粒体内膜对H+通透性增高，使H+进入基质,破坏了H+梯度
10、。3.3.甲状腺素的影响甲状腺素的影响 活化钠钾ATP酶，使ATP分解和耗氧4.线粒体DNA突变线粒体DNA突变率是核内DNA的10倍，突变使 ATP生成,导致疾病。第30页/共36页（三）线粒体内膜的物质转运P1131.胞液中NADH进入线粒体（1）-磷酸甘油穿梭作用（2）苹果酸-天冬氨酸穿梭作用腺苷酸载体第31页/共36页三、ATP的转移和利用ATP氧化磷酸化底物水平磷 酸 化机械能化学能电能渗透能ATPATP的生成和利用的生成和利用ATP，是生物体生命活动所需能量的直接来源第32页/共36页 其它NTP的生成或补充消耗ATPNDPNTPATPADP第33页/共36页ATP +NH2|C=NH|N-CH3|CH2COOH肌酸CreatineADP +NH|C=NH|N-CH3|CH2COOH 磷酸肌酸Creatine phosphateP磷酸肌酸是能量的储存形式第34页/共36页思考题1.生物氧化概念？特点？2.CO2生成方式？3.NADH呼吸链与FAD呼吸链？产能？4.体内生成ATP的两种方式？5.影响磷酸化及其影响因素？第35页/共36页感谢您的观看！第36页/共36页