高中生物奥赛细胞代谢课件.ppt

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1、[竞赛要求]（一）糖、脂肪和蛋白质的代谢（异化）（二）光合作用的光反应与暗反应（三）蛋白质的生物合成生物氧化与细胞代谢高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座第一部分生物氧化糖、脂肪和蛋白质等营养物质通过氧化反应进行分解，生成H2O和CO2，同时伴有ATP的生成。这类反应进行的过程中细胞要消耗摄入的O2并释放出CO2，故又称之为细胞呼吸或组织呼吸。一、生物氧化的概念本质：生物氧化是发生在生物体内的由一系列氧化-还原酶催化下分步进行的氧化还原反应,因而生物氧化的本质是电子的得失，失电子者为还原剂，是电子供体，得电子者为氧化剂，是电子受体。方式：加氧、脱氢、电子得失二、生物氧化的本质、方式与特点释

2、放的能量转化成ATP被利用转换为光和热，散失特点：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，所释放的能量也相同。但二者进行的方式和历程却不同：生物氧化体外燃烧细胞内温和条件高温或高压、干燥条件（常温、常压、中性pH、水溶液）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三、参与生物氧化的酶类1、氧化酶类2、脱氢酶类（最普遍，最主要）1）需氧脱氢酶类2）不需氧脱氢酶类3、其他氧化还原酶类：加单氧酶、加双氧酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等。（1）细胞如何在酶的催化下将有机化合物中的碳变成CO2—CO2如何形成？（2

3、）在酶的作用下细胞怎样利用分子氧将有机化合物中的H氧化成H2O—H2O如何形成？（3）当有机物被氧化成CO2和H2O时，释放的能量怎样转化成ATP—能量如何产生？三、生物氧化主要探讨三个问题：（一）生物氧化中CO2的生成脱羧类型：糖、脂、蛋白质等有机物经一系列脱氢、加水反应，转变成含羧基的中间化合物，然后在酶的催化下脱羧而生成CO2。1、直接脱羧作用α-直接脱羧：如氨基酸脱羧R－CHNH2－COOHR－CH2NH2＋CO2α－氨基酸胺β-直接脱羧：如草酰乙酸脱羧2、氧化脱羧作用α-氧化脱羧：如丙酮酸的氧化脱羧：β-氧化脱羧：如苹果酸的氧化脱羧：2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)烯

4、醇化酶1、底物直接脱水（二）生物氧化中水的生成2、通过电子传递链/呼吸链生成水代谢物经脱氢酶的催化而脱下的氢由相应的氢载体（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通过一系列递氢体或递电子体传递给吸进的O2结合而生成H2O。在多种脱氢反应中产生的氢质子和电子，最后都是以这种形式进行氧化的。生物氧化过程中水的生成四、电子传递链需氧细胞内糖、脂肪、蛋白质等有机物通过各自的分解途径所形成的还原性辅酶（NADH和FADH2）通过电子传递途径被重新氧化的过程。在生物氧化过程中，还原型辅酶上的氢原子以质子的形式脱下，其电子沿一系列按一定顺序排列的电子传递体转移，最后转移给分子氧并生成水，

5、这个电子传递体系称为电子传递链。由于消耗氧，故也叫呼吸链。电子传递链在原核生物存在于质膜上，在真核细胞存在于线粒体内膜上。呼吸链的组分NAD+及与NAD+偶联的脱氢酶黄素及与黄素偶联的脱氢酶辅酶Q：流动的电子传递体铁硫蛋白细胞色素：流动的电子传递体1、以NAD+及NAD+为辅酶的脱氢酶类利用分子中烟酰胺基团的可逆性还原而递氢，还原形成的NADH即可参与组成呼吸链而进行电子传递。递氢体NAD（P）++2HNAD（P）H+H+NADH和NADPH只接受了底物脱下的一个氢原子和一个电子（一个质子，两个电子），另一个质子留在介质中。2、黄素及与黄素偶联的脱氢酶类辅基：黄素单核苷酸（FMN）、黄

6、素腺嘌呤二核苷酸（FAD）递氢体FMN+2HFMNH2FAD+2HFADH23、辅酶Q（CoQ、泛醌）呼吸链中唯一的脂溶性醌类化合物，其分子中的苯醌结构能进行可逆的加氢反应。递氢体CoQ+2HCoQH2辅酶Q的功能CoQ(醌型结构)很容易接受电子和质子,还原成CoQH2(还原型)；CoQH2给出电子和质子还原成CoQ。因此,在线粒体呼吸链中是电子和质子的传递体。不能从底物接受氢4、铁硫蛋白（铁硫中心）分子中常含2或4个Fe（称非血红素铁）和2或4个对酸不稳定的硫，其中一个Fe原子能可逆地还原而传递电子。在HADH脱氢酶和琥珀酸脱氢酶中均含有多个不同的铁硫蛋白，它们可将电子由FMNH2（

7、或FADH2）转移到泛醌上。Fe2+Fe3++e递电子体三类铁硫蛋白（五）细胞色素类细胞色素属于电子传递体，其传递电子的方式如下：2CytFe3++2e－2CytFe2+细胞色素：属于色蛋白类的结合蛋白质，辅基是铁卟啉的衍生物，因其有颜色又普遍存在于细胞内，故称为细胞色素。细胞色素c的结构示意图血红素铁根据结构与吸收光谱的不同可将细胞色素分为a、b和c三类。acCytaCytbCytca3c1电子传递顺序：b→c1→c→aa3递电子体是电子