能量代谢与生物能的利用课件.ppt

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1、第七章能量代谢与生物能的利用生物氧化电子传递链的组成及排列顺序氧化磷酸化本章重点内容第一节概述一、什么是生物氧化？（oxidativephosphorylation）氧气促使生物物质在体内氧化分解产生CO2和水并释放能量的过程。又称（细胞或组织）呼吸作用。生物氧化的特点我们身体内的生物氧化与有机物体外氧化燃烧有何相同与区别？答案：相同点——化学本质（电子得失（加氧、脱氢和失电子）不同点反应条件：体外：往往在高温，强酸，强碱或强氧化剂的催化下进行；体内：在恒温(37℃)和中性pH环境下进行，酶催化、缓慢放能，放出的能主要以ATP及肌酸磷酸形式储

2、存。CO2、H2O、能量的产生位置真核细胞基质中脱氢、产生CO2产H2O产能原核生物细胞细胞质中脱氢、产生CO2细胞膜产H2O产能二、生物氧化的主要方式脱氢：（主要方式）+2H加氧：+½O2+H失电子：+注意：上述方式脱下的氢或电子在生物体内都需要相应的载体---受氢体或受电子体来接受。三、生物氧化中的CO2的生成机制：有机酸在酶作用下脱羧方式：直接脱羧------没有氧化作用发生氧化脱羧------伴随氧化作用发生脱羧酶丙酮酸氧化脱羧酶系氧化酶2e2H+H2OO2-1/2O2电子传递体氢传递体脱氢辅酶-2HMH2真核生物线粒体内膜或原核生物细胞

3、膜上的呼吸链作用下产生四、生物氧化中H2O的生成生物氧化的两个关键问题底物分子的氢和电子如何脱出？脱出的氢和电子如何传递与氧结合成水并释放能量？电子传递链五、参与生物氧化的酶类脱氢酶氧化酶传递体脱氢酶使底物上的氢活化脱落，并传给受氢体或中间传递体的一类E。以FMN和FAD为辅基的脱氢ESH2+E－FMNS+E－FMNH2(E－FAD)(E－FADH2)以NAD和NADP为辅酶的脱氢E氧化酶以O2为直接受电子体的氧化还原酶氧化酶一般为含Cu2+或Fe3+的蛋白质，通过金属离子的氧化、还原态的互变，从底物上夺取电子，用于激活分子O2→O2－，再与2H

4、+结合生成H2O。因此该酶在无氧条件下不起作用。传递体传递H或e的物质递氢体　　　eg，黄素蛋白类，CoQ递电子体　　eg，细胞色素和Fe-S蛋白六、同化作用与异化作用：同化作用（assimilation）——耗能的合成代谢（小分子→大分子）生物体从环境中获取的物质转化为体内的新物质的过程。异化作用（dissimillation）——放能的分解代谢（大分子→小分子）生物体内的物质转化为环境中的物质第二节线粒体氧化体系在生物氧化中存在多种氧化体系：微粒体氧化体系过氧化物体氧化体系多酚氧化酶体系抗坏血酸氧化酶体系线粒体氧化体系(最主要)线粒体是细胞内

5、的一种细胞器，是生物氧化和能量转换的主要场所，参与生物氧化的各种酶类都分布在线粒体的内膜和嵴上。真核细胞一、线粒体的膜相结构外膜内膜膜间空隙基质嵴参与生物氧化的各种酶类大部分都分布在线粒体内膜和嵴上。二、呼吸链1.概念在生物氧化过程中，代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体传递，最后传递给被氧化酶激活的分子氧，而生成水的全部体系——称（末端）电子传递链或呼吸链（respiratorychain）2.电子传递链组成20多种成分，共5类脱氢酶类辅酶Q铁硫蛋白结合铜蛋白细胞色素类1、脱氢酶类——氢传递体（1）以NAD或NADP为辅酶的脱

6、氢酶NAD(P)++2HNAD(P)H+H+FMN（FAD）+2HFMNH2（FADH2）（2）以FMN或FAD为辅基的不需氧脱氢酶（不以氧为直接受氢体）功能——氢传递体CoQ+2HCoQH22、辅酶Q(或泛醌，简写CoQ或UQ)氧化态还原态3、铁硫蛋白类是一类含非血红素铁和对酸不稳定的硫组成，再与蛋白质中的Cys连接。功能——电子传递体Fe3++e→Fe2+包括2[4Fe-4S]核心4、结合铜蛋白功能：传递电子Cu2++e→Cu+5.细胞色素（蛋白）类细胞色素（蛋白）——a、a3、b、c、c1共性——以卟啉铁为辅基a类中的卟啉环c类、b中的卟啉

7、环卟啉环共同功能——电子传递体Fe3++eFe2+区别:卟啉环上基团种类及与铁连接的氨基酸种类细胞色素（蛋白）——a、a3、b、c、c1共性——以卟啉铁为辅基细胞色素（蛋白）类色素蛋白外形第2复合体内细胞色素C电子通过多肽链（电线）在卟啉铁间传递线粒体电子传递链的蛋白复合体线粒体电子传递链中，除CoQ和Cytc外，其余均为蛋白复合物复合体Ⅰ：NADH-UQ还原酶复合体Ⅱ：琥珀酸-UQ还原酶复合体Ⅲ：UQ-Cytc还原酶复合体Ⅳ：细胞色素c氧化酶电子传递链复合物的组成与排列顺序复合物Ⅳ复合物Ⅲ复合物I↑Cytb复↑合Fe-S物↑IIFAD↑琥珀酸M

8、H2→NAD+→FMN→Fe-S→CoQ→Cytb→Fe-S→Cytc1→Cytc→Cytaa3→Cu→O2三、电子传递链的排列顺序呼吸