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1、生物氧化生物氧化第一节第一节生物氧化的概述生物氧化的概述生物氧化这一章主要解决三个问题：生物氧化这一章主要解决三个问题：水如何生成水如何生成?能量如何生成能量如何生成?CO2如何生成如何生成?-呼吸链呼吸链-ATP的生成的生成-有机酸脱羧有机酸脱羧生物氧化的概念糖类、脂类和蛋白质等营养物质，在活细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2和H2O，并释放出能量的过程。由于这一过程是在组织细胞内进行，表现为细胞摄取O2并释放CO2，因此生物氧化组织呼吸或细胞呼吸。生物氧化的根本意义在于为机体提供可利用的能量。生物氧化生物氧化与与体外氧化之相同点：体外氧化之相同点：物物质质在在体体内内外外氧氧化化时
2、时所所消消耗耗的的氧氧量量、最最终终产产物物（CO2，H2O）和和释释放放能能量量均均相相同同生生物物氧氧化化中中物物质质的的氧氧化化方方式式有有加加氧氧、脱脱氢氢、失失电电子子，遵遵循循氧氧化化还还原原反反应应的的一一般般规律规律生物氧化中生物氧化中物质物质的的氧化方式氧化方式：（一）（一）加氧加氧（二）（二）脱氢脱氢 (最主要最主要)（三）（三）失电子失电子Cu+O2 CuO12COOHC=O +2H CH3 （2H+2e）COOH HOCH CH3Fe 2+Fe 3+e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：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
3、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 生物氧化生物氧化 体外氧化体外氧化糖原糖原 三脂酰甘油三脂酰甘油 蛋白质蛋白质 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙酰乙酰CoA TAC TAC 2H 2H 呼呼吸吸链链 HH2 2O O ADP+Pi ATP COCO2 2 生生物物氧氧化化的的一一般般过过程程催化生物氧化的主要酶类最常见的酶类为不需要脱氢酶类不需氧脱氢酶类催化底物脱氢，不是以氧为直接受氢体，而是以NAD+,FAD等为受氢体，这类受氢体接受氢后，
4、形成NADH,FADH2等，通过线粒体内膜的呼吸链传递电子，最终使2H与1/2O2结合生成水。如（异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶）。上述酶类分别存在于不同的亚细胞结构中。线粒体是体内生物氧化最重要的场所，生命活动所需的总能量中约95%来自线粒体内呼吸链的氧化反应，产生大量ATP.第二节 生物氧化过程中水的生成生物氧化中水的生成过程是指线粒体内底物脱下的氢经氧化呼吸链电子传递体的一系列反应，最后与氧化合生成水的过程。呼吸链：电子传递氧化链，是人体最重要的生物氧化体系。它是由一系列递氢体、递电子体按一定顺序排列而成的连续酶促反应体系。重要的呼吸链NADH氧化呼吸链（体内最重要的一条呼吸链）琥珀酸氧化
5、呼吸链第三节、生物氧化过程中能量的生成与转变在生物氧化过程中，释放的能量约有60%的能量以热能的形式散发，约40%以化学能的形式储存于高能化合物中含有高能键的化合物统称高能化合物不同的化学键所含键能不同，水解时释放的能量高达29.26-58.52KJ/mol的化学键称高能键。用“”表示高能键与磷酸根相连称高能磷酸键高能键与硫通过酯键相连称高能硫酯键体内的高能化合物有ATP、ADP、乙酰辅酶A、琥珀酰辅酶A等，其中以ATP最为最为重要，它是生命活动所需能量的直接来源一、一、ATP的结构及其转换作用的结构及其转换作用（一）（一）ATP的结构和作用的结构和作用OOCH2OHOHPOOHOOOHOPO
6、OHHOP高能键高能键高能磷酸键高能磷酸键高能硫酯键高能硫酯键高能磷酸化合物：高能磷酸化合物：ATP、GTP GTP、磷酸肌酸等、磷酸肌酸等、磷酸肌酸等、磷酸肌酸等高能硫酯化合物：高能硫酯化合物：乙酰辅酶乙酰辅酶A、琥珀酰辅酶、琥珀酰辅酶、琥珀酰辅酶、琥珀酰辅酶A A等等等等 磷酸肌酸（磷酸肌酸（CP）是是肌肉和肌肉和脑组织中中(高能高能磷酸磷酸键）能量的）能量的贮存形式。但磷酸肌酸中的高能存形式。但磷酸肌酸中的高能磷酸磷酸键不能被直接利用，而必不能被直接利用，而必须先将其高能磷酸先将其高能磷酸键转移移给ATP，才能供生理活，才能供生理活动之需。之需。这一反一反应过程由肌酸激程由肌酸激酶（CP
7、K）催化完成）催化完成 CP +ADP C +ATPCPK三、高能磷酸键的储备三、高能磷酸键的储备(三三)ATP的利用的利用ATP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 PP PP 机械能机械能(肌肉收缩肌肉收缩)渗透能渗透能(物质主动转运物质主动转运)化学能化学能(合成代谢合成代谢)电能电能(生物电生物电)热能热能(维持体温维持体温)生物体内能量的储存和生物体内能量的储存和利用都以利用都以ATP为中心为中心二、二、ATP的生成方式的生成方式（一）（一）底物水平磷酸化底物水平磷酸化 把底物分子中高能磷酸键（或高能硫酯把底物分子中高能磷酸键（或高
8、能硫酯键）的能量转交给键）的能量转交给ADP（或（或GDP）而生成）而生成ATP（或（或GTP）的过程）的过程 主要存在于三个反应步骤主要存在于三个反应步骤 氧化磷酸化氧化磷酸化是指在物质代谢过程中脱下的是指在物质代谢过程中脱下的氢，经氢，经呼吸链呼吸链递氢递电子释放能量，伴有递氢递电子释放能量，伴有ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP的过程。的过程。氧化磷酸化它是体内生成氧化磷酸化它是体内生成ATP的主要方式。的主要方式。（二）氧化磷酸化（二）氧化磷酸化呼呼吸吸链链AH2 2H(2H+2e)A能量能量ADP+PiATPO212氧化氧化磷酸化磷酸化偶偶联联H2O 氧化与磷酸化的偶联氧化与磷酸化的偶联