《生物氧化》PPT课件

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1、第五章生物氧化本章内容生物氧化概述电子传递链氧化磷酸化第一节生物氧化概述一、生物氧化的概念二、生物氧化的特点三、氧化还原电位与自由能四、高能化合物一切生命活动都需要能量，维持生命活动的能量主要有两个来源：光能（太阳能）：光合自养生物通过光合作用将光能转变成有机物中稳定的化学能。（植物和某些藻类）化学能：异养生物或非光合组织通过生物氧化作用将有机物质（主要是各种光合作用产物）氧化分解，使存储的稳定的化学能转变成ATP中活跃的化学能，ATP直接用于需要能量的各种生命活动。一、生物氧化的概念糖、脂、蛋白质等有机物在细胞内氧化分解，最终生成CO2和水并释放

2、能量的过程，称生物氧化或细胞氧化或细胞呼吸。参见P2091、CO2的生成2、水的生成在脱氢酶、传递体、氧化酶组成的体系催化下生成CH3COCOOHCH3CHO+CO2丙酮酸乙醛丙酮酸脱羧酶TPP丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰CoA+CO2+NADH+H+丙酮酸脱氢酶系AH22HH受体1/2O2H2OAATP中间传递体氧化酶激活脱氢酶3、能量的生成当有机物被氧化成CO2和H2O时，释放的能量怎样转化成ATP主要是通过呼吸链底物水平磷酸化氧化磷酸化生物氧化的一般过程TCA脂肪酸参见P209二、生物氧化的特点1.生物氧化是在生物体内水环境中进行的系列

3、酶的催化反应。2.生物氧化是一个分步进行的过程，能量通过逐步氧化释放，主要以ATP形式捕获能量，不会引起体温的突然升高，可使放出的能量得到最有效的利用。3.生物氧化中CO2的生成是有机酸脱羧生成的。4.水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用直接参与氧化反应。氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通常由各种载体，如NADH等传递到氧并生成水。5.生物氧化有严格的细胞定位，真核细胞在线粒体内进行，原核细胞在细胞膜上进行。参见P210生物氧化和有机物在体外氧化（燃烧）的实质相同，都是脱氢、失电子或与氧结合，消耗氧气，都生成CO2和H2O，所释放的能量也

4、相同。但二者进行的方式和历程却不同：生物氧化体外燃烧1、细胞内温和条件高温或高压、干燥条（常温、常压、中性pH、水溶液）2、一系列酶促反应无机催化剂逐步氧化放能，能量利用率高能量爆发释放3、释放的能量转化成ATP被利用转换为光和热，散失三、自由能与氧化还原电位（一）自由能（G）（1878）指在一个体系的总能量中，在恒温恒压条件下能够做功的那一部分能量。用符号G表示。自由能变化（ΔG）ABΔG=GB-GA参见P203根据ΔG判定反应方向:ΔG＜0放能，反应自发进行ΔG＞0吸能，反应不能自发进行ΔG＝0反应达到平衡（二）生化标准自由能变化(ΔG0)指

5、在标准条件下，即温度为25℃，参加反应的物质浓度为1mol/L,若有气体，则为1个大气压，pH为7时，测定的自由能变化。单位为J/mol、KJ/mol。参见P204四、高能化合物糖、脂肪、蛋白质CO2+H2O+能量生物氧化ATP1、高能化合物的概念在标准条件下(pH7,25℃,1mol/L)发生水解时，可释放出大量自由能的化合物，称为高能化合物。习惯上把“大量”定为20.92kJ/mol以上。在高能化合物分子中，释放出大量自由能时水解断裂的活泼共价键称为高能键。用表示～但须注意：释放的能量并非集中在这个键上，而是与分子结构和水解反应有关，生化上的“

6、高能键”，涵义不同于普通化学上的“键能”，不能把“高能键”理解为“能键高”参见P2042、高能化合物的类型按其分子结构特点及所含高能键的特征分：磷氧键型磷氮键型硫酯键型甲硫键型参见表8-1（1）磷氧键型（—O-P)(A)酰基磷酸化合物1,3-二磷酸甘油酸乙酰磷酸-42.3kJ/mol氨甲酰磷酸酰基腺苷酸氨酰基腺苷酸(B)焦磷酸化合物ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸-30.5kJ/mol-33.5kJ/mol(C)烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸-61.9kJ/mol(2)氮磷键型磷酸肌酸磷酸精氨酸-43.1kJ/mol-32.2kJ/mol这两种高能化合

7、物在生物体内起储存能量的作用3’-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸酰基辅酶A(3)硫酯键型-31.4kJ/molS-腺苷甲硫氨酸(4)甲硫键型-41.8kJ/mol3.最重要的高能化合物ATP(三磷酸腺苷)α键△G0′＝－14.3KJβ键△G0′＝－32.2KJγ键△G0′＝－30.5KJ>20.92KJ（5kcal）－高能磷酸键参见P206ATP的特殊作用ATP在一切生物生命活动中都起着重要作用，在细胞的细胞核、细胞质和线粒体中都有ATP存在。ATP在磷酸化合物中所处的位置具有重要的意义，它在细胞的酶促磷酸基团转移中是一个“共同中间体”ATP是生物体通用

8、的能量货币。ATP是能量的携带者和转运者，但并不是能量的贮存者。起贮存能量作用的物质称为磷酸原，在脊推动物中是磷酸肌酸。A