第八章 生物氧化和能量转换ppt课件.ppt

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1、第八章生物氧化（biologicaloxidation）生物氧化概述线粒体及其内部氧化体系氧化磷酸化作用其他末端氧化系统生物氧化（biologicaloxidation）：细胞内的糖、脂肪和蛋白质进行氧化分解而生成CO2和H2O，并释放能量的过程。又称为细胞氧化或细胞呼吸、组织呼吸。一、生物氧化的基本概念第一节生物氧化概述CO2如何形成?直接脱羧、氧化脱羧H2O如何形成?脱氢酶、氧化酶、传递体能量如何形成?糖原甘油三酯蛋白质葡萄糖脂肪酸+甘油氨基酸乙酰CoA呼吸链H2OADP+PiATPCO22HTCA生物氧化的一般过程（1）生物氧化是在细胞内进行的；（2）生物氧

2、化是在温和条件下进行的；（3）生物氧化所产生的能量是逐步释放的；（4）生物氧化所产生的能量首先转移到一些特殊的高能化合物中。二、生物氧化的特点（与体外燃烧相比）1.直接脱羧作用（directdecarboxylation）α-直接脱羧：如氨基酸脱羧β-直接脱羧：如草酰乙酸脱羧三、生物氧化中CO2的生成2.氧化脱羧作用（oxidativedecarboxylation）β-氧化脱羧：如异柠檬酸的氧化脱羧α-氧化脱羧：如丙酮酸的氧化脱羧1.底物脱水四、生物氧化过程中H2O的生成在生物氧化中，水是代谢物上脱下的氢与生物体吸进的O2化合生成的。代谢物上的氢需要在脱氢酶

3、的作用下才能脱下；吸入的O2要通过氧化酶的作用才能转化为高活性的氧。在此过程中，还需要有一系列传递体才能把氢传递给氧，生成水。生物氧化过程中水的生成2.由呼吸链生成水五、自由能和氧化还原电位1878年，JosiahWillardGibbs提出关于自由能的公式。△G为在恒压和恒温下发生变化的体系的自由能的变化。反应的自由能变化（△G）是反应能否自发进行的重要标准。自由能：一个化合物分子结构中所固有的能量，是指能用于做功的能量。△G＜0，反应才能自发进行；△G=0，体系处于平衡，不能发生净变化；△G＞0，反应不能自发进行，需要输入自由能以推动这样的反应。氧化还原反应：

4、凡有电子从一种物质（还原剂）转移到另一种物质（氧化剂）的化学反应氧化还原电势（位）：在氧化还原体系中，丢失或获得电子趋势的大小。电子总是从低的氧化还原电位向高的氧化还原电位流动。自由能变化和氧化还原电位的关系：在标准条件下，电子从氧化还原电位低的流向电位高的倾向是自由能降低的结果。电子总是向反应系统自由能降低的方向移动。化学上的高能键：指形成一个键需要释放较多的能量或打开一个键需要消耗较多的能量，是指稳定的键。六、高能化合物一般将水解（或基团的转移反应）时能释放出大量的自由能（＞20.92kJ/mol）的化学键称为高能键，用符号“～”表示。含有高能键的化合物就称为

5、高能化合物（high-energyorenergy-richcompound）。含磷酸基团的这类化合物叫高能磷酸化合物（High-energyphosphatecompound）。在这些高能磷酸化合物中的酸酐键，能释放大量自由能。ATP是生物细胞中最重要的高能磷酸化合物。高能键型1.磷氧键型（—O～P)2.磷氮键型（—N～P)3.硫碳键型（—C～S)根据生物体内高能化合物键的特性可以把它们分成以下几种类型：1.磷氧键型（-O～P）（1）酰基磷酸化合物1,3-二磷酸甘油酸乙酰磷酸氨甲酰磷酸（2）烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸（3）焦磷酸化合物焦磷酸2.磷氮键型（-

6、N～P）磷酸肌酸磷酸精氨酸这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用3.硫碳键型（-C～S）酰基辅酶AS-腺苷甲硫氨酸硫酯键型甲硫键型ATP分子中含有两个高能的不稳定的酸酐键（A-P~P~P），均可以水解供能。ATP水解为ADP并供出能量之后，又可通过氧化磷酸化重新合成，从而形成ATP循环。ATP作为能量传递的中间载体，有“通用货币”之称。ATP是能够被生物细胞直接利用的能量形式，是能量的携带者和传递者，但不是能量的储存物质。ATPATP（三磷酸腺苷）表各种磷酸化合物的水解自由能磷酸化合物水解自由能ΔG（kJ/moL）磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）-61.91,3-二

7、磷酸甘油酸-49.3磷酸肌酸（CP）-43.1乙酰磷酸-42.3乙酰CoA-32.2ATP（→ADP+Pi）-30.51-磷酸葡萄糖（G-1-P）-20.96-磷酸葡萄糖（G-6-P）-13.83-磷酸甘油-9.2ATP在能量交换中的作用如同能量“货币”，是一种可以流通的能量物质：即可从能量较高的化合物获得能量，也可较容易地向能量较低的化合物传递能量。在细胞内如磷酸肌酸（脊椎动物肌肉、脑和神经组织）和磷酸精氨酸（无脊椎动物肌肉中）才是真正的能量储存物质。以高能磷酸形式贮能的物质统称为磷酸原（phosphagen）。当机体消耗ATP过多致使ADP增多时，磷酸肌酸可将

8、其高能键转