j07电子传递体系与氧化磷酸化

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1、第六章电子传递体系与氧化磷酸化主要内容和要求：重点讨论线粒体电子传递体系的组成、电子传递机理和氧化磷酸化机理。对非线粒体氧化体系作一般介绍。返回思考目录第一节生物氧化概述第二节线粒体电子传递体系第三节氧化磷酸化作用第四节非线粒体氧化体系（自学）第一节生物氧化概述一、生物氧化的概念和特点二、生物能学简介三、高能化合物生物氧化的特点和方式糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化（biologicaloxidation），其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反应过

2、程。狭义生物氧化：专指H+和e-通过呼吸链传递给O2生成H2O并释放能量的过程。化学本质——氧化还原反应氧化的形式：脱氢、加氧、失电子意义：生物体重要的基本反应，提供生命活动所需的大量能量1、生物氧化的特点2、生物氧化过程中CO2的生成和H2O的生成3、有机物在体内氧化释能的三个阶段和相关酶类生物氧化的特点在活的细胞中（pH接近中性、体温条件下），有机物的氧化在一系列酶、辅酶和中间传递体参与下进行，其途径迂回曲折，有条不紊。氧化过程中能量逐步释放，其中一部分由一些高能化合物（如ATP）截获，再供给机体所需。在此过程中既不会因氧化过程

3、中能量骤然释放而伤害机体，又能使释放的能量尽可得到有效的利用。CO2的生成方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含羧基的中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成CO2。类型：直接脱羧和氧化脱羧CH3COSCoA+CO2CH3-C-COOHO丙酮酸脱氢酶系NAD+NADH+H+CoASH例：+CO2H2N-CH-COOHR氨基酸脱羧酶CH2-NH2RH2O的生成代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O。CH3CH2OHCH3CHONAD+NAD

4、H+H+乙醇脱氢酶例：12O2NAD+电子传递链H2O2eO=2H+脂肪葡萄糖、其它单糖三羧酸循环电子传递（氧化）蛋白质脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰CoA等）共同中间物进入三羧酸循环,氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O，释放出大量能量，其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。大分子降解成基本结构单位生物氧化的三个阶段三、生物能学简介1、生物能的转换及生物系统中的能流2、自由能的概念及化学反应自由能的计算自由能（freeenergy）的概念定义：在恒温恒压条件下,体

5、系可以用来对环境做功的那一部分能量。自由能与化学反应的关系:一个物质（A）的自由能含量是不能测得，但在反应中A-B的自由能变化(ΔG）是可以测定的。ΔG=GB-GA，表示化学反应中产物与底物的自由能差。它们与化学反应的关系是：ΔG<0，反应能自发进行ΔG>0，反应不能自发进行ΔG=0，反应处于平衡状态。自由能的变化能预示某一过程能否自发进行.化学反应自由能的计算标准自由能差(ΔG0')：ΔG受温度、物质浓度的影响，因此采用标准条件（1个大气压，25oC，pH7，物质浓度1mol/L），就用ΔG0'表示。1.标准氧化还原电位（E0'）

6、氧化还原反应和氧化还原电对：氧化还原反应：AH2+B=A+BH2式中A、B为氧化型，AH2、BH2为还原型A/AH2和B/BH2构成两个氧化还原电对。电对的电位是相对值。用标准条件，以标准氢电极做参比（0V）得到该电对的电位，表示为E0'。P172表6-2列举了生物体中重要的氧化还原电对的E0。（重要）2、E0'值的意义：表示电对中物质对电子的亲和力电位负正对电子的亲和力小大还原型供出电子能力强弱氧化型接受电子能力弱强3、标准氧化还原电位差（ΔE0'）生化反应中，一种物质的氧化与另一种物质的还原相偶联，两物质间电子流动的条件是它们的

7、E0‘不相等，其差值就是ΔE0’。ΔE0'=E0'氧化剂-E0'还原剂如：乳酸发酵：丙酮酸+NADH+H+----乳酸+NAD+确定氧化还原电对，并查表6-2丙酮酸/乳酸E0'=-0.19VNAD+/NADH2E0'=-0.32V反应正行:ΔE0’=丙酮酸-NADH+H+=-0.19-（-0.32）=0.13V自由能与氧化还原电位的关系：标准条件下，电子从低（越负）的氧化还原电位流向高（越正）的氧化还原电位，自由能降低。两者的关系可定量的表示为：ΔG0'(KJ/mol)=-nFΔE0'（P172，要求记）将上述列子带入计算：反应正行

8、:ΔG0'=-2×96.403×0.13=-25.1(KJ/mol)（放能反应）生物系统中的能流四、高能化合物1、高能化合物的类型2、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