生物化学教案——第六章生物氧化(中职教育)

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1、第六章生物氧化一、生物能学的几个概念（一）化学反应中的自由能变化及其意义1、化学反应屮的白由能自由能:在一个体系中,能够用来做有用功的那一部分能量称自由能,用符号G表示。在恒温、恒压下进行的化学反应，其产生有用功的能力可以用反应前示自由能的变化来衡量。H由能的变化：AG=G产物一G反应物=AH—TZSAG代表体系的自由能变化，AH代表体系的恰变化，T代表体系的绝对温度，AS代表体系的爛变化。焙与爛都是体系的状态函数。焙代表体系的内能少压力P*体积VZ和：H=U+P*VdH=dU+P*dV+V*dP爛代表体系屮能量的分散程度，也就是体系的无序程度：AS=dQ/

2、T,AS=AS体系+AS坏境,只有ASMO,过程才能口发进行。2、ZG是判断一个过程能否B发进行的根据△GvO,反应能口发进行，能做有用功。AG>0,反应不能自发进行，必须供给能量。△G=（）,反应处于平衡状态。一个放热反应（或吸热反应）的总热量的变化（△H）,不能作为此反应能否自发进行的判据，只有自由能的变化才是唯一准确的指标。△GvO仅是反应能口发进行的必要条件，有的反应还需催化剂才能进行，催化剂（卿）只能催化口由能变化为负值的反应，如果一个反应的口由能变化为正值，酶也无能为力。当AG为正值时，反应体系为吸能反应，此时只有与放能反应相偶联，反应才能进行。

3、（二）标准B由能变化及其与化学反应平衡常数的关系aA+bBfcC+dD标准自由内能变化：在规定的标准条件卜•的白由能变化，用AG。表示。标准条件：25°C,参加反应的物质的浓度都是lmol/L（气体则是1大气压）。若同时定义pH=7.0,则标准自由能变化用△G°'表示。对于一个溶液中的化学反应：aA+bB-cC+dD当反应达到平衡时，△©=（）K'是化学反应的平衡常数，因此，AG。/也是一个常数。常见物质的标准生成口由能△G°'已经列在各种化学手册中，可以根据AG。'=-RTInK的公式求出平衡常数K‘oP15举例说明如何用K'求出AG°'和ZG从例子可以看

4、出AG°'和AG实际上是两个不同条件下的自由能变化值。（1）AG°是标准条件下的白由能变化，既反应物A、B、C、D的起始浓度都为lmol/L,温度为25°C,pH=7.0时•的AG。每一个化学反应都冇其特定的标准自由能变化（既△G°'）,是一个固定值，△G是任意给定条件下的口由能变化，它是反应物A、B、C、D的起始浓度、温度、pH的状态函数，在一个H发进行的化学反应中，白由能总是在降低，AG总是负值，随着反应向平衡点的趋近，AG的绝对值逐渐缩小，直到为0。（2）从AG。'=-RTlnKz,可以求出K'及AG°',根据AG°?>AG与K'可以判断任何条件卜•反应

5、进行的方向及程度。（三）自由能变化的可加和性。在偶联的儿个化学反应中，H由能的总变化等于每一步反应白由能变化的总和。例如：Glc+ATP-G—6—P+ADP（总反应）第一步，Glc+Pi-*G—6—P+H2O,此反应不能自发进行。第二步，ATP+H20-ADP+Pi总反应：Glc+ATP-G—6—P+ADP.因此，一个热力学上不能进行的反应，可与其它反应偶联，驱动整个反应进行。此类反应在生物体内是很普遍的。二、高能磷酸化合物高能化合物：水解时释放20.1kj/mol及以上自由能的化合物。高能磷酸化合物：水解每摩尔磷酸基能释放2（）.lkj/mol以上能量的磷酸

6、化合物。（一）高能化合物的类型1、磷氧键型。（1）、酰棊磷酸化合物。3―磷酸甘汕酸磷酸，乙酰磷酸，氨甲酰磷酸，酰基腺计酸，氨酰腺讦酸。（2）、焦磷酸化合物。无机焦磷酸，ATP,ADP（3）、烯醇式磷酸化合物。磷酸烯醇式丙酮酸。2、氮磷键型。磷酸肌酸，磷酸精氨酸。3、硫酯键型。3'-•磷酸腺背一5'—磷酰硫酸，酰基辅酶A。4、甲硫键型。S—腺井甲硫氨酸。（二）ATP的特殊的作用。1、是细胞内产能反应和需能反应的化学偶联剂。2、在磷酸基转移屮的作用。Glc进入血液中，唯一出路是磷酸化。G-6-P是Glc的一种活化形式。已糖激酶催化：Glc+ATP-*G-6-P+A

7、DPo3-•磷酸廿油是片油的活化形式，能参与脂肪合成。廿油激晦甘油+ATP-3—磷酸甘汕+ADP。（三）磷酸肌酸、磷酸梢氨酸的储能作用磷酸肌酸是易兴奋组织（如肌肉、脑、神经）唯一的能起匍I寸储能作用的物质。磷酸梢氨酸是无脊椎动物肌肉中的储能物质三、生物氧化、氧化电子传递链和氧化磷酸化作用（一）生物氧化的概念和特点。糖，月匕蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解，生成C02,H20并释放出能量，这个过程称生物氧化。生物氧化是需氧细胞呼吸代谢过程中的一系列氧化还原作用，又称细胞氧化或细胞呼吸。特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。生物氧化在活细胞屮进行，pH屮性，

8、反应条件温和，一啄列酚和电子传递体参与