生物化学课件生物氧化

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1、第八章代谢作用概论主要内容：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。新陈代谢（metabolism）是生命最基本的特征之一，泛指生物与周围环境进行物质交换、能量交换和信息交换的过程。生物一方面不断地从周围环境中摄取能量和物质，通过一系列生物反应转变成自身组织成分，即所谓同化作用（assimilation）；另一方面，将原有的组成成份经过一系列的生化反应，分解为简单成分重新利用或排出体外，即所谓异化作用（dissimilation），通过上述过程不断地进行自我更新。特点：特异、有序、高度适应和灵敏调节、代谢途径逐步进行新陈代谢的概念及内

2、涵小分子大分子合成代谢（同化作用）需要能量释放能量分解代谢（异化作用）大分子小分子物质代谢能量代谢新陈代谢信息交换生物界能量传递及转化总过程太阳电子传递合成分解电子传递光合作用呼吸作用生命现象自养细胞异养细胞ATPADP(CH2O)+O2(CO2)+H2OATPADP（光能）（电能）（化学能）（化学能）（电能）（化学能）生物合成机械功主动运输生物发光生物发电生物发热脂肪葡萄糖、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

3、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第一节代谢的一般过程一、分解代谢与合成代谢1、酶抑制剂的应用2、利用遗传缺陷症研究代谢途径3、气体测量法4、同位素示踪法二、中间代谢三、微生物代谢与发酵工程（略）一、生物氧化的本质与特点（P302）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中能量骤然释放而伤害机体，又能使

4、释放的能量尽可得到有效的利用。第二节生物氧化在无氧条件下，兼性生物或厌气生物能利用细胞中的氧化型物质作为电子受体，将燃料分子氧化分解，这称为无氧氧化。这些生物有的以有机物分子作为最终的氢受体(如厌氧发酵)，有的则以无机物分子作为氢受体(如微生物中的化能自养菌对NO3-、SO42-的利用)。1.无氧氧化二、有氧氧化和无氧氧化（P303）2.有氧氧化生物氧化在有氧和无氧条件下都能进行。在有氧条件下，好气生物或兼性生物吸收空气中的氧作为电子受体，可将燃料分子完全氧化分解，这称为有氧氧化。因为有氧氧化燃烧完全，产能多，所以，只要有氧气存在，细胞都优先进行有氧氧化。三

5、、生物氧化与生物能（一）氧化还原电势原电池示意图ΔE0=E0正极-E0负极=+0.34V-(-0.76V)=+1.10V负极反应:Zn=Zn2++2eE0Zn2+/Zn=-0.76V正极反应:Cu=Cu2++2eE0Cu2+/Cu=+0.34V1、标准氧化还原电势Nernst(能斯特)方程则非标准状态下的可通过能斯特方程进行计算：R为气体常数，其值为8.314J·K-1·mol-1，F为法拉第常数，其值为96.485kJ/(V.mol)，T为热力学温度，当T=298K时2、非标准状态下的氧化还原电势（P305）E’E0’[电子受体][电子供体]E’E0’[电

6、子受体][电子供体]0.03（二）自由能的变化（P306）氧化-还原反应自由能的变化与标准电势的关系如下：ΔG°′=－nFΔE°′例题：计算下反应式ΔG°′（P306）ΔG°′=-nFΔE°′=-2×96.485×0.123=-23.74kJ/mol（三）高能键和高能化合物生化反应中，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。1、高能键和高能化合物的概念2、ATP在能量代谢中的作用在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

7、由能很大（ΔG°′=-30.5千焦/摩尔）。腺嘌呤—核糖—O—P—O~P—O~P—O-OOOO-O-O-+++Mg2+ATP+H2O＝ADP+Pi△G＝-30.5kJ/摩尔ADP+H2O＝AMP+Pi△G＝-33.1kJ/摩尔ATP在能量转运中地位和作用★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～P～P～P～PATP～P02108641214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酸（磷酸基团储备物）6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油代谢物分解氧化CO2H2O能热能（散发）化学能（储能）ATPADPPiCC~P+能机械能

8、（肌肉收缩）化学能（合成代谢）渗透能（吸收分泌）电能