动物生化第五章生物氧化ppt课件.ppt

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1、第五章生物氧化讲授内容第一节自由能第二节ATP第三节氧化磷酸化作用第四节其他生物氧化体系教学目标熟悉氧化与还原反应是如何通过两种电子传递链偶联的了解化学渗透理论的要点，以及电子传递是如何与ADP的磷酸化偶联的熟悉胞液中的NADH转换为线粒体中的NADH的途径生物能量的获得光能（太阳能）光能营养生物——植物和微生物通过光合作用将光能转变成有机物中稳定的化学能化学能化能营养生物——动物和人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

2、活动生物氧化概念营养物质在生物体内氧化分解成H2O和CO2并释放能量的过程称为生物氧化（biologicaloxidation）生物氧化通常需要消耗氧，所以又称为呼吸作用因为是在体内组织细胞中进行的，所以又称为细胞氧化第一节自由能生物体能量代谢服从能量守恒定律热力学第一定律（能量守恒定律）能量既不能创造也不能消灭，只能从一种形式转变为另一种形式热力学第一定律不能预测某一反应能否自发进行。生物体能量代谢服从热力学第二定律热力学第二定律热的传导只能由高温物体传至低温物体。任何一种物理或化学的过程都自发地趋向于增加体系与环境的总熵

3、自由能自由能是生物体（或恒温恒压下）用来作功的能量在没有作功条件时，自由能将转变为热能丧失熵是指混乱度或无序性，是一种无用的能自由能的作用在恒温恒压条件（生物体系内）下ΔG=ΔH-TΔSG＜0时，体系的反应能自发进行（为放能反应）ΔG＞0时，反应不能自发进行，当给体系补充自由能时，才能推动反应进行（为吸能反应）ΔG＝0时，表明体系已处于平衡状态化能营养生物都是从食物氧化的自发过程中获取自由能来完成生命活动！第二节ATP一、ATP是生物体中自由能的通用货币分解代谢释放的能量并不能直接被细胞利用，必须经一类高能物质——其中最主要

4、的是三磷酸腺苷(ATP)暂时储存起来也就是说，并不是任何形式的能都可被细胞利用，细胞直接利用的仅仅是三磷酸腺苷(ATP)一类高能化合物中所储存的能量ATP在生物体内能量交换中之所以起着核心的作用ATP是机体内直接用以做功的形式在ATP三个磷酸基团中含有两个磷酸酐键，成为高能分子当ATP水解为二磷酸腺苷(ADP)和磷酸(Pi)时，或水解为磷酸腺苷(AMP)和焦磷酸(PPi)时，能释放出大量能量ATP推动体内任何一种需要自由能的反应二、ATP具有较高的磷酸基团转移潜势ATP当水解时具有较强的趋势将末端磷酸基转移给水。即具有较高的

5、磷酸基团转移的潜势生物体内除ATP外还有一些化合物也有很高的转移磷酸基的潜势磷酸烯醇式丙酮酸等的磷酸基转移潜势比ATP高。意味着它们能将磷酸基转移给ADP而生成ATP糖降解中许多产物都如此磷氧键型（—O-P)酰基磷酸化合物1,3-二磷酸甘油酸乙酰磷酸酰基磷酸化合物氨甲酰磷酸酰基腺苷酸氨酰基腺苷酸焦磷酸化合物ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸ADP（二磷酸腺苷）烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）磷氧键型：酰基磷酸化合物、焦磷酸化合物、烯醇式磷酸化合物氮磷键型（如胍基磷酸化合物）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

6、能量的作用。硫酯键型3-磷酸腺苷-5’-磷酰硫酸酰基辅酶A甲硫键型S-腺苷甲硫氨酸三、ATP以偶联方式推动体内非自发反应ATP是自由能的载体，它推动那些不输入自由能在热力学上就不能进行的反应如细胞内脂肪酸合成中，由乙酰辅酶A羧化为丙二酸单酰辅酶A这一步这样的偶联反应中，酶是重要的偶联剂底物水平磷酸化经过代谢反应，代谢物分子内部产生高能键，在这些高能键水解时，释放的能量，足以推动ADP或GDP磷酸化。这种底物氧化过程中产生的能量直接将ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化第三节氧化磷酸化作用释放的能量转化成ATP被

7、利用转换为光和热，散失一、生物氧化的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C2O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二、两条主要的呼吸链概念底物上的氢原于被脱氢酶激活后，经一系列的电子载体，传递给氧而生成水。氢传递与氧化合的连锁反应称为呼吸链或电子传递链呼吸链组成呼吸链位于线粒体内膜形成呼吸酶集合体4个复

8、合体NADH—Q还原酶琥珀酸—Q还原酶QH2—细胞色素c细胞色素c氧化酶2个单独的成分辅酶Q细胞色素c两种呼吸链NADHNADH-Q还原酶Q细胞色素还原酶细胞色素C细胞色素氧化酶O2琥珀酸-Q还原酶FADH2（一）NADH呼吸链NAD＋是呼吸链中底物脱氢氧化作用中主要的电子受体在底物的脱氢