2019年 第8章生物氧化与氧化磷酸化ppt课件.ppt

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1、第8章生物氧化与氧化磷酸化8.1生物氧化概述物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程。糖脂肪蛋白质CO2和H2OO2能量ADP+PiATP热能一、生物氧化概念生物氧化的主要内容C酶CO2HOH2O酶有机物H2O+CO2-----ATP*生物氧化与体外氧化之相同点生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物（CO2，H2O）和释放总能量均相同。是在细胞内温和的环境中（体温

2、，pH接近中性），在一系列酶促反应逐步进行，能量逐步释放有利于有利于机体捕获能量，提高ATP生成的效率。进行广泛的加水脱氢反应使物质能间接获得氧，并增加脱氢的机会；脱下的氢与氧结合产生H2O，有机酸脱羧产生CO2。*生物氧化与体外氧化之不同点生物氧化体外氧化能量是突然释放的。产生的CO2、H2O,由物质中的碳和氢直接与氧结合生成。生物氧化中CO2和H2O的生成直接脱羧氧化脱羧反应底物含羧基化合物CO2酶脱氢、加水反应底物H……脱氢酶O2H2O系列传递体传递氧化酶激活二、生化反应的自由能变化自由能：生物体（或恒

3、温恒压）用以对环境作功的能量。在没有作功条件时，自由能转变为热能丧失。ΔG=ΔH-TΔS对于A+B←→C+DΔG＜0自发ΔG＞0耗能ΔG＝0平衡自由能的变化ABΔG=ΔGƟ+RTln[A]/[B]ΔGƟ:标准自由能变化（25℃，1个大气压，pH=0，反应物和产物均为1M）R:摩尔气体常数8.314J/（mol·K）T:绝对温度反应平衡，ΔG=0，生物体内，pH=7时ΔGƟ’=-2.303RTlgK’eqΔG<0反应自发进行在氧化还原反应中：电子供体——还原剂电子受体——氧化剂反应：一对氧化还原反应；类似于酸碱

4、反应(酸碱反应)质子供体——H++质子（氧化还原反应）：电子供体——H++电子受体生物氧化经常涉及脱氢；氧化作用和脱氢经常是同义词，许多氧化反应是脱氢酶催化。比较氧化还原反应对：还原性更强的化合物含氢比含氧更多；氧化性更强的化合物含更多氧更少含氢；氧化还原电位标准氧化还原电位（势）标准条件下，每一个氧化还原对都有一个标准的氧化还原电势(EƟ)。标准氧化还原电势是样品半电池在标准条件下相对于参考半电池所具有的电动势（electromotiveforce,即emf），以伏特（V）表示。参考半电池是标准氢半电池。在

5、25℃、[H＋]为1.0mol/L(pH＝0)、一个大气压的氢气压力下的铂电极，硬性规定它的氧化还原电势为0,即EƟ=0.在测定样品半电池的标准电势时，需将它与参考半电池组成一个原电池。发生在生物体内的氧化还原反应是在生理pH下进行的，故将生物体内的氧化还原电对的标准电势另作了规定，即除了规定了氧化型和还原型的浓度为1.0mol／L(或单位活度)、温度为25℃外,还规定了pH取生理pH7，在这样的标准条件下与上述标准氢电极(pH=0)偶联，测定的标准氧化还原电势用EƟ’=表示。生物细胞中氧化还原电位变化：EƟ

6、’=标准氧化电极电位-标准还原电极电位在25℃和pH7条件下，生物中重要的半反应的标准还原电势氧化还原电位与自由能的关系在标准条件下，电子从氧化还原电势较低的电对流向较高电对的倾向是自由能降低的结果。电子总是趋向反应系统的自由能降低的方向流动。两电对间的标准氧化还原电势的差值：△EƟ'=EƟ'电子受体–EƟ'电子供体氧化还原反应的标准自由能变化(△Go')和△E0'的关系：△GƟ'=-nF△EƟ‘n：电子转移数F：法拉第常数96480J/(V·mol)例：电对NAD+／NADH(EƟ’=-0.32V)与电对丙

7、酮酸／乳酸(EƟ’=-0.19V)组成原电池的话，根据上述原则,电对丙酮酸／乳酸则从电对NAD+／NADH获得电子，使丙酮酸还原为乳酸;而NADH则氧化成NAD+。△EƟ‘=-0.19V-（-0.32V）=+0.13V△GƟ'=-nF△EƟ‘<0反应自发进行三、高能磷酸化合物高能磷酸键水解时释放的能量大于20.92KJ/mol的磷酸酯键，常表示为P。高能磷酸化合物含有高能磷酸键的化合物ATP在能量转化中的作用ATPADP肌酸磷酸肌酸氧化磷酸化底物水平磷酸化~P~P机械能(肌肉收缩)渗透能(物质主动转运)化学

8、能(合成代谢)电能(生物电)热能(维持体温)生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心。ATP被水解时具有较高的自由能变化是由于ATP的特殊的分子结构决定的。在它的分子结构中存在不稳定的因素，即静电排斥和相反(竞争)共振现象（opposing(orcompeting)ressonance），使ATP结构不稳定；结构愈不稳定，愈易被水解，释放出的自由能就愈多。一个化合物水解时释放出的自由能的多少全取决于