环境生物化学基础 第7章 生物氧化
第七章 生物氧化习题
第七章生物氧化一、名词解释1. 生物氧化（biological oxidation）：生物细胞将糖、脂、蛋白质等燃料分子氧化分解，最终生成CO2和H2O并释放出能量的作用。
生物氧化包括：有机碳氧化变成CO2；底物氧化脱氢、氢及电子通过呼吸链传递、分子氧与传递的氢结成水；在有机物被氧化成CO2和H2O的同时，释放的能量使ADP转变成ATP；2．呼吸链（respiratory chain）：有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子，经过一系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递，最终与氧结合生成水，这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。
电子在逐步的传递过程中释放出能量被用于合成ATP，以作为生物体的能量来源；3．氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）：在底物脱氢被氧化时，电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成ATP的作用，称为氧化磷酸化。
氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成ATP的主要方式；4．磷氧比（P/O）：电子经过呼吸链的传递作用最终与氧结合生成水，在此过程中所释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。
经此过程消耗一个原子的氧所要消耗的无机磷酸的分子数（也是生成ATP的分子数）称为磷氧比值（P／O）。
如NADH的磷氧比值是3，FADH2的磷氧比值是2；5．底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）：在底物被氧化的过程中，底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键（或高能硫酯键），由此高能键提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP（或GTP）的过程称为底物水平磷酸化。
此过程与呼吸链的作用无关，以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP；6．铁硫蛋白（iron-sulfur protein, Fe-S）：又称铁硫中心，其特点是含铁原子和硫原子，或与蛋白质肽链上半胱氨酸残基相结合；7. 细胞色素（cytochrome, Cyt）：位于线粒体内膜的含铁电子传递体，其辅基为铁卟啉；二、填空题1. 生物氧化有3种方式：脱氢、脱质子和与氧结合。
呼吸链生物化学
第七章生物氧化1、生物氧化（biological oxidation）：物质在体内进行氧化称生物氧化。
主要指营养物质在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和水的过程。
生物氧化又称组织呼吸或细胞呼吸。
生物氧化释放的能量：主要（40%以上）用于ADP的磷酸化生成A TP，供生命活动之需。
其余以热能形式散发用于维持体温。
2、生物氧化内容（1）生物体内代谢物的氧化作用、代谢物脱下的氢与氧结合成水的过程。
（2）生物体内二氧化碳的生成。
（3）能量的释放、储存、利用（ATP的代谢——A TP的生成与利用）。
3、生物氧化的方式——遵循一般氧化还原规律。
（1）失电子：代谢物的原子或离子在代谢中失去电子，其原子正价升高、负价降低都是氧化。
（2）脱氢：代谢物脱氢原子（H=H++e）的同时失去电子。
（3）加氧：向底物分子直接加入氧原子或氧分子的反应使代谢物价位升高，属于氧化反应。
向底物分子加水、脱氢反应的结果是向底物分子加入氧原子，也属于氧化反应。
4、生物氧化的特点（1）在温和条件下进行（37℃，中性pH等）；（2）在一系列酶催化下完成；（3）能量逐步释放，部分储存在A TP分子中；（4）广泛以加水脱氢方式使物质间接获得氧；（5）水的生成由脱下的氢与氧结合产生；（6）反应在有水环境进行；（7）CO2由有机酸脱羧方式产生。
5、物质体外氧化（燃烧）与生物氧化的比较（1）物质体内、体外氧化的相同点：物质在体内外氧化所消耗的氧量、最终产物、和释放的能量均相同。
（2）物质体内、体外氧化的区别：体外氧化（燃烧）产生的二氧化碳、水由物质中的碳和氢直接与氧结合生成；能量的释放是瞬间突然释放。
5、营养物氧化的共同规律糖类、脂类和蛋白质这三大营养物的氧化分解都经历三阶段：分解成各自的构件分子（组成单位）、降解为乙酰CoA、三羧酸循环。
第一节 ATP生成的体系一、呼吸链（respiratory chain）：代谢物脱下的氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水。
生物氧化试题及答案
第7章生物氧化试题及答案（7）一、单项选择题1. 体内CO2直接来自A．碳原子被氧原子氧化 B．呼吸链的氧化还原过程C．糖原分解 D．脂肪分解E．有机酸的脱羧2.关于电子传递链叙述错误的是A．NADPH中的氢一般不直接进入呼吸链氧化 B．１分子铁硫中心(Fe2S2)每次传递２个电子C．NADH脱氢酶是一种黄素蛋白酶 D．在某些情况下电子传递不一定与磷酸化偶联E．电子传递链各组分组成四个复合体3．在生物氧化中NAD+的作用是A．脱氧 B．加氧 C．脱羧 D．递电子 E．递氢4.下列说法正确的是A．呼吸链中氢和电子的传递有严格的方向和顺序B．各种细胞色素都可以直接以O2为电子接受体C．在呼吸链中NADH脱氢酶可催化琥珀酸脱氢D．递电子体都是递氢体E．呼吸链所产生的能量均以ADP磷酸化为ATP形式所接受5.关于呼吸链叙述错误的是A．呼吸链中氧化磷酸化的偶联作用可以被解离B．NADH+H+的受氢体是FMNC．它是产生ATP、生成水的主要过程D．各种细胞色素的吸收光谱均不同E．它存在于各种细胞的线粒体和微粒体6.下列说法错误的是A．泛醌能将2H+游离于介质而将电子传递给细胞色素B．复合体I中含有以FMN为辅基的黄素蛋白C．CN–中毒时，电子传递链中各组分处于还原状态D．复合体Ⅱ中含有以FMN为辅基的黄素蛋白E．体内物质的氧化并不都伴有ATP的生成7. β-羟丁酸彻底氧化为CO2、H2O和能量，其P/O比值约为Ａ．１Ｂ．２Ｃ．３Ｄ．４Ｅ．５8. NADH脱氢酶可以以下列哪一个辅酶或辅基为受氢体A．NAD+ B．FMN C．CoQ D．FAD E．以上都不是9.细胞色素体系中能与CO 和氰化物结合使电子不能传递给氧而使呼吸链中断的是A．细胞色素b B．细胞色素a3C．细胞色素c D．细胞色素b1E．细胞色素c110.与线粒体内膜结合较疏松容易被提取分离的细胞色素是A．b B．c C．aa3 D．P450 E．Ctyb56011.在生物氧化中不起递氢作用的是A．FMN B．FAD C．NAD+ D．铁硫蛋白 E．泛醌12 .呼吸链存在于A．胞质 B．线粒体外膜C．线粒体内膜 D．线粒体基质E．微粒体13.细胞色素氧化酶中除含铁卟啉辅基外还含有参与传递电子的（）离子A．镁 B．锌 C．钙 D．铜 E．铁14.生物体内ATP的生成方式有A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 E．5种15.铁硫蛋白中的铁能可逆地进行氧化还原反应，每次可传递多少个电子A．3 B．2 C．1 D．4 E．以上都不对16.下列不是琥珀酸氧化呼吸链成分的是（）A．Cyt b562 B．Cyt c1 C．Fe·S D．FAD E．FMN分子NADH＋H+经NADH氧化呼吸链传递，最后交给1/2Ｏ2生成水，在此过程中生成几分子ATP? A．1 B．2 C．3 D．4 E．518.关于苹果酸-天冬氨酸穿梭系统叙述错误的是A．胞质中的NADH＋H+使草酰乙酸还原生成苹果酸后被转运入线粒体B．线粒体内的草酰乙酸先生成天冬氨酸再穿过线粒体膜进入胞质C．胞质中生成的NADH＋H+经苹果酸-天冬氨酸穿梭进入线粒体彻底氧化可生成2分子ATPD．经过此种机制 1分子葡萄糖彻底氧化可生成38分子ATPE．主要存在于心肌、肝组织内19. 甘油-3-磷酸穿梭的生理意义在于A．将草酰乙酸带入线粒体进行彻底氧化B．维持线粒体内外有机酸的平衡C．将天冬氨酸转运出线粒体转变成草酰乙酸，继续进行穿梭D．将甘油-3-磷酸带入线粒体进行彻底氧化E．把线粒体外的NADH+H+上的2H带入线粒体经呼吸链氧化20.在肌肉、神经组织等的糖有氧氧化过程中，由甘油醛-3-磷酸脱氢产生的NADH通过甘油-3-磷酸穿梭进入线粒体经呼吸链氧化，此时１分子葡萄糖彻底氧化可生成多少分子ATP？A．34、 B．38、 C．36、 D．40、 E．4221. 甘油-3-磷酸穿梭机制中3-磷酸甘油脱氢酶在胞质中的辅酶是A．NAD+ B．FAD C．FMN D．CoQ E．NADP+22. 甘油-3-磷酸穿梭机制中，3-磷酸甘油脱氢酶在线粒体中的辅基是A．NAD+ B．FAD C．FMN D．NADP+ E．CoQ23.胞质中1mol乳酸彻底氧化为水和二氧化碳，产生ATP的摩尔数可能是A．9或10 B．12或13 C．11或12 D．14或15 E．17或1824.体内80%的ATP是通过下列何种方式生成的？A．糖酵解 B．底物水平磷酸化C．肌酸磷酸化 D．有机酸脱羧E．氧化磷酸化25. 生物体可以直接利用的能量物质是A．ADP B．磷酸肌酸 C．ATP D．FAD E．FMN26.不能穿过线粒体内膜的物质是A．苹果酸 B．天冬氨酸C．草酰乙酸 D．谷氨酸E．甘油-3-磷酸27.琥珀酸氧化时，其P/O值约为多少？A．1 B．2 C．3 D．4 E．以上都不对28.抑制NADH的氧化而不抑制FADH2氧化的抑制剂是A．鱼藤酮 B．2,4-二硝基苯酚C．氰化物 D．甲状腺素E．抗霉素A29. 抗霉素A抑制线粒体氧化磷酸化的作用机制是A．细胞色素a3被还原B．细胞色素a被还原C．与复合体Ⅰ中的铁硫蛋白结合D．抑制细胞色素氧化酶E．抑制复合体Ⅲ中Cyt b→c1之间的电子传递30.麻醉药阿米妥是与什么物质结合、阻断电子传递而影响氧化磷酸化的？A．复合体I中的铁硫蛋白 B．FMNC．FAD D．CoQE．抑制细胞色素氧化酶31.如果在心肌和肝组织中通过甘油醛-3-磷酸脱氢产生的NADH经过苹果酸-天冬氨酸穿梭机制进入线粒体氧化，此时１分子葡萄糖彻底氧化可生成多少分子ATP？A．42 B．40 C．38 D．36 E．32氧化呼吸链有几个偶联部位？生成几分子ATP？A．1 、2 B．2 、3 C．3 、3 D．4 、3 E．5 、433. 可被2,4-二硝基苯酚抑制的代谢过程是Ａ．糖酵解Ｂ．糖异生Ｃ．糖原合成Ｄ．氧化磷酸化Ｅ．底物水平磷酸化34.解偶联剂的作用机制是A．阻断呼吸链中某一部位电子传递B．使呼吸链中的H+不经ATP合成酶系的F0质子通道回流，使电化学梯度中储存的能量以热的形式散发而不形成ATPC．阻断呼吸链中某一部位氢的传递D．线粒体内膜损坏作用E．抑制细胞色素氧化酶35.在无氧条件下，呼吸链传递体A．处于氧化状态B．处于还原状态C．有的处于氧化状态、有的处于还原状态 D．部分传递体处于还原状态E．以上都对36.影响氧化磷酸化的因素不包括A．ADP浓度 B．甲状腺激素C．糖皮质激素 D．2,4-二硝基苯酚E．线粒体DNA的突变37. 2,4-二硝基苯酚属于A．电子传递抑制剂 B．解偶联剂C．烟酰胺脱氢酶 D．氢传递抑制剂E．Na+-K+-ATP酶激活剂38.激活细胞膜Na+-K+-ATP酶，增加耗氧量的物质是A．鱼藤酮 B．2,4-二硝基苯酚C．氰化物 D．甲状腺素E．抗霉素A39. 下列代谢途径不是在线粒体中进行的是A．糖酵解 B．三羧酸循环C．电子传递 D．氧化磷酸化E．脂肪酸β-氧化40.细胞内ATP浓度升高时，氧化磷酸化A．增强 B．减弱C．不变 D．先增强后减弱E．先减弱后增强41.下列哪种情况下呼吸链中电子传递速度加快A．呼吸链抑制剂作用 B．解偶联剂作用C．甲亢 D．ADP浓度降低E．缺氧情况下42.感冒或某些传染性疾病使体温升高，可能是由于病毒或细菌产生A．促甲状腺激素 B．促肾上腺激素C．某种解偶联剂 D．细胞色素氧化酶抑制剂E．某种呼吸链抑制剂43.关于ATP的叙述，错误的是A．体内能量的生成、贮存、释放和利用都以ATP为中心B．ATP在反应中供出高能磷酸基后即转变为ADPC．ATP是生物体的直接供能物质D．ATP的化学能可转变为机械能、渗透能、电能、热能等E．ATP都是由呼吸链过程中经氧化磷酸化产生的44.参与糖原合成的核苷酸是A．UTP B．CTP C．UMP D．GTP E．TTP45.肌肉组织中能量贮存的主要形式是Ａ．ATP Ｂ．GTP Ｃ．UTP Ｄ．C~P Ｅ．CTP46．生物化学中高能化合物水解时释放的能量大于A．10kJ/mol B．15kJ/mol C．20kJ/mol D．25kJ/mol E．30kJ/mol 47.过氧化物酶的辅基是A．血红素 B．NAD+ C．FMN D．FAD E．NADP+48.在体内能够清除自由基、抗氧化、抗肿瘤的酶是A．过氧化物酶 B．微粒体氧化酶C．超氧化物歧化酶 D．过氧化氢酶E．D-氨基酸氧化酶49.能产生水又能清除过氧化物的酶是A．细胞色素b B．细胞色素P450C．SOD D．过氧化氢酶E．微粒体氧化酶50．不在线粒体内传递电子的是A．Cyt b B．Cyt c C．Cyt a3 D．Cyt p450 E．Cyt c1二、多项选择题1.物质经生物氧化与体外燃烧的共性是A．耗氧量相同 B．终产物相同C．释放的能量相同 D．氢与氧直接反应E．不需要酶催化2.下列属于呼吸链主要成分的是A．烟酰胺脱氢酶类 B．黄素蛋白类C．铁硫蛋白类 D．辅酶QE．细胞色素类3.铁硫蛋白可与下列哪些递氢体或递电子体结合成复合物而存在A．FMN B．FAD C．Cytb D．Cytc1 E．NADH4.关于泛醌的描述正确的是A．是一类递氢体 B．游离于线粒体内膜中C．侧链有疏水作用 D．能直接将电子传递给氧E．不同生物来源的泛醌其侧链异戊烯单位数目不同5. CoQ可以接受下列哪些辅酶或辅基传递而来的2HA．琥珀酸 B．NADH+H+ C．FMNH2 D．FADH2 E．以上都不是6.下列发生氧化脱羧反应的是A．a-氨基酸在氨基酸脱羧酶作用下生成胺B．丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系催化下生成乙酰CoAC．草酰乙酸在草酰乙酸脱羧酶作用下生成丙酮酸D．苹果酸在苹果酸酶作用下生成丙酮酸E．a-酮戊二酸在α-酮戊二酸脱氢酶系催化下生成琥珀酰CoA7.关于呼吸链的叙述正确的是Ａ．定位于线粒体内膜上Ｂ．又叫电子传递链Ｃ．NADH氧化呼吸链是体内分布最广的呼吸链Ｄ．NADPH＋H+一般不直接与呼吸链偶联，而是作为递氢体参与某些物质的还原性合成Ｅ．1分子NADH+H+ 经NADH氧化呼吸链最终生成2分子ATP8.同时传递电子和氢原子的辅酶有A．CoQ B．FMN C．NAD+ D．CoA E．以上都不是9.在线粒体中进行与能量生成有关的代谢过程是A．三羧酸循环 B．脂肪酸的β-氧化C．电子传递链 D．糖酵解E．氧化磷酸化10.下列是琥珀酸氧化呼吸链成分的是A．FMN B．CoQ C．Cytc D．Cytc1 E．铁硫蛋白11.与甘油-3-磷酸穿梭有关的辅酶或辅基是A．FAD B．NAD+ C．FMN D．NADP E．琥珀酸脱氢酶12.关于甘油-3-磷酸穿梭描述错误的是A．甘油-３-磷酸穿梭这种转运机制主要发生在肌肉及神经组织中B．有两种辅酶NADH和FMN参与C．1molNADH+H+通过甘油-3-磷酸穿梭可生成2molATPD．NADH+H+进入线粒体后进入琥珀酸氧化呼吸链E．通过这种转运机制1分子葡萄糖彻底氧化可生成36分子ATP13.关于苹果酸-天冬氨酸穿梭描述正确的是A．这种穿梭机制主要存在于心肌和肝组织B．通过这种机制1分子葡萄糖彻底氧化可生成38分子ATPC．辅酶是NAD+D．苹果酸通过羧酸转运蛋白进入线粒体在酶的作用下重新生成草酰乙酸和NADH E．1分子NADH通过苹果酸-天冬氨酸穿梭，生成3分子ATP14.可阻断NADH氧化呼吸链而不阻断琥珀酸氧化呼吸链的抑制剂是A．阿米妥 B．鱼藤酮C．抗霉素A D．氰化物E．一氧化碳15.胞质中NADH＋H+进入线粒体的载体分子有A．草酰乙酸 B．丙酮酸C．苹果酸 D．甘油-3-磷酸E．琥珀酸16.下列代谢物脱下的氢，进入NADH氧化呼吸链的是A．异柠檬酸 B．苹果酸C．丙酮酸 D．-酮戊二酸E．脂酰CoA17.胞质中1molNADH+H+进入线粒体经氧化磷酸化作用，产生ATP的mol数可能是A．1 B．2.5 C．3 D．2 E．18.下列哪一反应中伴有底物水平磷酸化A．苹果酸→草酰乙酸 B．琥珀酰CoA→琥珀酸C．甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸 D．异柠檬酸→a-酮戊二酸E．磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸19.下列化合物中含有高能磷酸键的是A．果糖-1,6-二磷酸 B．ADPC．甘油醛-3-磷酸 D．磷酸烯醇式丙酮酸E．氨基甲酰磷酸20.下列哪些酶可以催化底物水平磷酸化反应A．琥珀酸硫激酶 B．磷酸果糖激酶C．丙酮酸激酶 D．苹果酸脱氢酶E．甘油酸－3－磷酸激酶21.在生物氧化中脱下氢可被FAD接受的底物有A．甘油-3-磷酸 B．苹果酸C．琥珀酸 D．脂酰CoAE．异柠檬酸22. NADH呼吸链中氧化磷酸化的三个偶联部位分别是A．NAD+→Q B．Cytb→ CytcC．Cytaa3→1/2O2 D．FMN→QE．琥珀酸→FAD23.电子传递过程中能偶联产生ATP的部位是A．NAD H→CoQ B．FADH2→CoQC．Cytb→ Cytc D．Cytaa3→1/2O2E．CoQ→Cytc24.在FADH2呼吸链中生成ATP的两个偶联部位分别是A．FAD与CoQ之间 B．CoQ与Cyt b之间C．Cyt b与c之间 D．Cyt b与c1之间E．Cyt aa3与O2之间.25.下列有关NADH的叙述正确的是（）A．可在胞质中生成 B．可在线粒体中生成C．黄素蛋白酶的辅基在呼吸链中接受NADH传递而来的2HD．可通过甘油-3-磷酸穿梭进入线粒体E．可在胞质中氧化并生成ATP26.下列是NADH氧化呼吸链的组分A．NAD+ B．FMN C．FAD D．Cyt E．泛醌27.下列是氧化磷酸化解偶联剂的是A．2,4-二硝基苯酚 B．甘草次酸C．解偶联蛋白 D．抗霉素AE．鱼藤酮28.生物体中生物氧化的方式有A．脱电子 B．脱氢 C．加氧 D．加氢 E．得电子29.下列关于生物氧化呼吸链的描述，其中正确的是A．组成呼吸链的各个组分按E0值由小到大的顺序排列B．呼吸链中递电子体同时也是递氢体C．电子传递过程中有ATP的生成D．CNˉ、N3ˉ、CO可与细胞色素结合阻断呼吸链电子的传递E．抑制呼吸链中细胞色素氧化酶，整个呼吸链功能丧失。
(整理)第7章生物化学习题
生物化学习题第七章生物氧化第一作业一、名词解释1、底物水平磷酸化：物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键的化合物，而这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成，这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化。
2、生物氧化：有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在生物细胞内进行氧化分解而生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化。
3、电子传递体系：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经一系列传递体，最后将质子和电子传递给氧而生成水的全部体系称为呼吸链，也称电子传递体系或电子传递链4、氧化磷酸化作用：伴随着放能的氧化作用而进行的磷酸化。
二、问答题1．比较生物氧化与体外燃烧的异同点。
相同点：终产物都是二氧化碳和水；释放的总能量也完全相同。
不同点：体外燃烧是有机物的碳和氢与空气中的氧直接化合成CO2和H2O ，并骤然以光和热的形式向环境散发出大量能量。
而生物氧化反应是在体温及近中性的PH 环境中通过酶的催化下使有机物分子逐步发生一系列化学反应。
反应中逐步释放的能量有相当一部分可以使ADP 磷酸化生成ATP ，从而储存在ATP 分子中，以供机体生理生化活动之需。
一部分以热的形势散发用来维持体温。
第二作业２．呼吸链的组成成分有哪些？试述主要和次要的呼吸链及排列顺序。
组成成分：NAD+，黄素蛋白（辅基FMN、FAD），铁硫蛋白，辅酶Q，细胞色素b、c1、c、a、a3。
主要的呼吸链有NADH氧化呼吸链和FADH2氧化呼吸链。
呼吸链排列顺序：FAD（Fe-S）↓NADH→（FMN）→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→O2（Fe-S）3．试述氧化磷酸化的偶联部位；用哪些方法可以证明氧化磷酸化的偶联部位?三个偶联部位：NADH和CoQ之间；CoQ和Cytc之间；Cytaa3和O2之间证明方法：①计算P/O比值：β-羟丁酸的氧化是通过NADH呼吸链，测得P/O比值接近于3。
琥珀酸氧化时经FAD到CoQ，测得P/O比值接近于2，因此表明在NAD+与CoQ之间存在偶联部位，抗坏血酸经Cytc进入呼吸链，P/O比值接近于1，而还原型Cytc经aa3被氧化，P/O比值接近1，表明在aa3到氧之间也存在偶联部位。
生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化
FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 NADH→ →CoQ
NAD+和NADP+的结构
R=H: NAD+;
R=H2PO3:NADP+
NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变 （ ）
氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。 氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
NADH
NADH-Q 还原酶
琥珀酸-Q 还原酶
FADH2
FMN、Fe-S
辅酶Q
FAD、Fe-S
细胞色素 b-562
细胞色素还原酶 细胞色素c 血红素a 血红素a3 CuA和 CuB 细胞色素氧化酶 O2
细胞色素b-566 细胞色素c1 Fe-S
1. 复合体Ⅰ: NADH-泛醌还原酶 复合体Ⅰ NADH功能: 将电子从NADH传递给泛醌 (ubiquinone) 功能 将电子从 传递给泛醌
二、氧化还原电势 氧化还原反应——凡是反应中有电子从一种 物质转移到另一种物质的化学反应称为氧化 还原反应。即电子转移反应就是氧化还原反 应。 如： Fe 3＋ ＋ e
氧化型 电子受体
Fe 2＋
还原型 电子供体
氧化还原电势——还原剂失掉电子或氧化剂 得到电子的倾向称氧化还原电势。
标准电势——任何的氧化-还原物质即氧还电对都 有其特定的电动势，称标准电势。用E0或ε0表示。 氧还电对的标准电势值越大，越倾向于获得电子。 例如，异柠檬酸/α-酮戊二酸 + CO2电对在浓度均 为1.0mol/L时，其标准电势为-0.38V， 这个氧化电对倾向于将电子传递给氧还电对 NADH/NAD+，因为其标准电势为-0.32V。
环境生物化学-生物氧化和能量代谢
有氧氧化也称为有氧呼吸， （１）有氧氧化 有氧氧化也称为有氧呼吸， 许多好气和兼性厌气的微生物能利用氧来氧化 底物，最终生成二氧化碳和水， 底物，最终生成二氧化碳和水，这种方式氧化 彻底，释放的能量多。 彻底，释放的能量多。 无氧氧化也称为无氧呼吸， （２）无氧氧化 无氧氧化也称为无氧呼吸， 这是指非分子氧物质氧化底物的方式， 这是指非分子氧物质氧化底物的方式，又可分 为两种方式。 为两种方式。
CO2的生成
• 方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含羧基的 方式： 中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成CO 脱羧而生成 中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成 2。 类型： 脱羧和β 类型：α-脱羧和β-脱羧 氧化脱羧和单纯脱羧 例：
R H2N-CH-COOH O CH3-C-COOH
CoASH
氨基酸脱羧酶
a.兼性厌气的微生物能利用体内的有机物来 a.兼性厌气的微生物能利用体内的有机物来 氧化底物，最终生成氧化不完全底物， 氧化底物，最终生成氧化不完全底物，常称为 发酵作用。这种氧化方式不彻底， 发酵作用。这种氧化方式不彻底，释放的能量 少。 b.许多厌气微生物能以无机物（ b.许多厌气微生物能以无机物（NO3-,SO42-） 许多厌气微生物能以无机物 氧化底物，这种情况下的氧化较为彻底， 氧化底物，这种情况下的氧化较为彻底，但释 放的能量不如有氧氧化方式多。 放的能量不如有氧氧化方式多。
脱羧和脱羧氧化脱羧和单纯脱羧氨基酸脱羧酶ch丙酮酸脱氢酶系nad22oo代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体nadnadpfadfmn等所接受再通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成h2oohchchonad电子传递链2e小分子化合物分解成共同的中间产物如丙酮酸乙酰coa等共同中间物进入三羧酸循环氧化脱下的氢由电子传递链传递生成ho释放出大量能量其中一部分通过磷酸化储存在atp大分子降解成基本结构单位生物氧化的三个阶段生物氧化的三个阶段脂肪葡萄糖其它单糖三羧酸循环电子传递氧化蛋白质脂肪酸甘油多糖氨基酸乙酰coa磷酸化4612生物氧化的方法生物氧化是在一系列氧化还原酶催化下分布进行的
《生物化学》——生物氧化
《生物化学》——生物氧化1. 物质在体外燃烧和生物体内氧化生成的终产物基本相同。
[单选题] *对(正确答案)错2. 肌肉收缩时能量的直接来源是磷酸肌酸。
[单选题] *对错(正确答案)3. 生物氧化只有在氧气的存在下才能进行。
[单选题] *对错(正确答案)4. 氰化物对人体的毒害作用是由于它具有解偶联作用。
[单选题] *对错(正确答案)5. 人体生命活动的直接供能物质主要是糖、脂肪与某些氨基酸。
[单选题] *对错(正确答案)6. ATP增多时，可促进线粒体中的氧化磷酸化。
[单选题] *对错(正确答案)7. 细胞色素aa3与线粒体内膜结合的最疏松，故易与氰化物结合。
[单选题] *对错(正确答案)8. 有机酸的脱羧是人体内二氧化碳生成的方式。
[单选题] *对(正确答案)错9. 脱氢、脱电子的反应是还原反应 [单选题] *对错(正确答案)10. 在呼吸链中递氢体和递电子体发挥其功能时不需要十分严格的排列顺序。
[单选题] *对错(正确答案)11. 细胞色素是由铁扑啉和蛋白质组成的一种色蛋白 [单选题] *对(正确答案)错12. NADH和NADPH都可以直接进入呼吸链。
[单选题] *对错(正确答案)13. 如果线粒体内ADP浓度较低，则加入DNP将减少电子传递的速率。
[单选题] *对错(正确答案)14. 生物氧化与物质在体外氧化时所消耗的氧量、最终产物(CO2,H2O)和释放能量均相等 [单选题] *对(正确答案)错15. 生物氧化需要强酸、强碱或高温下才能进行。
[单选题] *对错(正确答案)16. 磷酸肌酸可直接供机体利用。
[单选题] *对错(正确答案)17. 解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递。
[单选题] *对错(正确答案)18. 寡霉素专一地抑制线粒体F1F0-ATPase的F0，从而抑制ATP的合成。
[单选题] *对(正确答案)错19. ATP虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。
生物化学第七章生物氧化.ppt课件
四、线粒体呼吸链的组成
(一)呼吸链的组成成分
NADH
NADH-Q 还原酶
琥珀酸-Q 还原酶
FADH2
FMN、Fe-S
血红素a 血红素a3 CuA和 CuB
辅酶Q
细胞色素还原酶 细胞色素c
细胞色素氧化酶 O2
FAD、Fe-S
细胞色素 b-562 细胞色素b-566 细胞色素c1
Fe-S
1. 复合体Ⅰ: NADH-泛醌还原酶
功能: 将电子从NADH传递给泛醌 (ubiquinone)
复合体Ⅰ
FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2
NADH→
→CoQ
NAD+和NADP+的结构 R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+
NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变 氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是 异咯嗪环，氧化还原反应时不稳定中间产物是 FMN• 。
铁硫蛋白中辅基铁硫簇(Fe-S)含有等量铁原 子和硫原子，其中铁原子可进行Fe2+ Fe3++e 反应传递电子。
Ⓢ 表示无机硫
泛醌（辅酶Q, CoQ, Q）由多个异戊二烯连接 形成较长的疏水侧链（人CoQ10），氧化还原反应 时可生成中间产物半醌型泛醌。
（二）呼吸链成分的排列顺序
由以下实验确定 ① 标准氧化还原电位 ② 拆开和重组 ③ 特异抑制剂阻断 ④ 还原状态呼吸链缓慢给氧
1. NADH氧化呼吸链
NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c → 复合体Ⅳ→O2
2. 琥珀酸氧化呼吸链
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+ 2H
－2H
R H3C H3C N N H
H N NH O O
FMNH2 或 FADH2
3、铁硫蛋白 铁硫蛋白中含有非血红素铁和对酸不稳定 的硫，所以也称铁硫中心。在生物界广泛存在， 铁原子可以进行Fe2+和 Fe3+之间的价变而传 递电子，它是一种单电子传递体。
腺苷
S-腺苷甲硫氨酸
（三）高能磷酸化合物——ATP的结构及其在 生物能量转换中的作用 ATP广泛地分布在细胞内，在生物体内能 量转换中占有重要的地位。 ATP可从γ端依次移去两个磷酸基团而生 成ADP和AMP。ATP在细胞的产能和需能过程中 起着重要的桥梁作用，所以我们形象地称ATP 为能量流通的货币。
（二）呼吸链的组成 1、烟酰胺脱氢酶
O C NH2 + 2H N R NAD+ 或 NADP+ N R NADH 或 NADPH H H CONH2 + H+
NAD+ + 2H
NADP+ + 2H
NADH + H+
NADPH + H+
2、黄素酶 黄素酶是一类以FMN或FAD为辅基的不需氧 的脱氢酶。该酶脱掉底物上的两个氢原子，转 变成还原态的FMNH2或FADH2。
O H3C O C C H C C O H C C C H C C O C O C C H C C H
鱼藤酮
H C C O CH3 C C CH2 H
H H H
H C
(二) 抗霉素A 抗霉素A是从链霉素中分离出的抗菌素， 它能抑制细胞色素b到细胞色素c1之间的电子 传递。维生素c可缓解这种抑制作用。
（二）生物体中高能化合物的类型
O O O P O O
3-磷酸甘油酸磷酸
C O~ P O
1、磷氧键型
HC OH CH2 O
H O NH3
O O
R C C O ~ P O 腺苷
氨酰腺苷酸
O O P~O O
O P O O
腺苷
O O O
O O
ATP
O O
COO CH2
O O
P O~P O ~ P O
C O~ P O
第一节 生物氧化的概述
一、生物氧化概念、特点与方式 有机物质在机体内氧化分解成二氧化碳 和水，并释放出能量的过程称为生物氧化。 又称为细胞氧化或细胞呼吸。 常温、常压、生理PH、酶的催化、能量 逐步释放
二、高能化合物 （一）高能化合物的概念 具有高能键的化合物即为高能化合物。
一般水解释放的能量等于或大于5 Kcal/mol（约为21KJ/mol）的共价键为高能键。
第二节 呼吸链（电子传递链） 一、呼吸链的概念、组成及其功能 （一）呼吸链的概念
呼吸链又叫电子传递链，是由线粒体内膜 上的一系列电子传递体所组成。 有机化合物在体内脱氢氧化分解，脱下的 氢由辅酶所接受，形成NADH和FADH2等。再通 过线粒体内膜上的电子传递体，最后把氢传递 给氧而生成水。在电子传递过程中释放出的能 量则使ADP和无机磷酸结合形成ATP。
CH3 CH2 (CH2 CH=C CH2)3 H CH3 HO CH H3C O HC CH=CH2 H3C CH2 CH CH3 CH=CH2
N
N
N
N
Fe3+ N N
CH3 CH2 CH2 COO
H3C
Fe3+ N N
CH3 CH2 CH2 COO
CH2 CH2 COO
血红素A
CH2 CH2 COO
H H H C C C C N H C O H C C N C CH OH CH O H3C H
抗霉素A
O
CH3 C C H H
O O C CH2 CH
C O C O O C
CH3 CH3
(CH2)5
CH3
(三)氰化物、叠氮化物、一氧化碳和硫化氢 氰化物、叠氮化物、一氧化碳和硫化氢都 能抑制细胞色素a、a3到氧之间的电子传递作 用。 氰化物、叠氮化物和细胞色素a3的Fe3+作 用，而一氧化碳则可抑制Fe2+的形成。
S Fe S Cys Cys S Fe S
第一种
Cys S
S S
Cys Cys
Cys CysΒιβλιοθήκη S Fe SS Fe S
第二种
S S
Cys Cys
Cys Cys
S S Fe
Fe S
S Fe S Cys
第三种
4、泛醌 泛醌又称辅酶Q，是一种脂溶性的醌类化 合物。它可以携带电子和质子。
O H3CO H3CO O
氧化型CoQ
OH CH3 (CH2CH=CCH2)nH CH3
+ 2H
－2H
H3CO H3CO OH
CH3 (CH2CH=CCH2)nH CH3
还原型CoQ
5、细胞色素
细胞色素类都以血红素作为辅基，具有红 色或褐色，故命名为细胞色素。
它是呼吸链中将电子从辅酶Q传递到氧的专 一电子传递体。现在发现的细胞色素类有30多 种，但在细胞内参与生物氧化的细胞色素有3类， 即 a 、 b、 c。
NADH 或NADPH
FMN 或FAD
QH2
2Fe3+
2Fe3+ 2H+
2Fe2+
2Fe3+
2Cu+
1 O 2 2
三、呼吸链的电子传递抑制剂 凡是能够阻断呼吸链中某一部位电子传递 的物质称为电子传递抑制剂。
CH3
(一) 鱼藤酮 鱼藤酮是一种 极毒的植物物质， 常用作杀虫剂，是 阻断电子从NADH到 CoQ的传递。
FADH2 2H+
2Fe3+
RH2
NADH 氧化呼吸链
NAD+ 或NADP+
脱氢酶
FMNH2 或FADH2
黄素酶
2Fe3+ Fe-S 2Fe2+
Q
辅酶Q
2Fe2+
细胞色素b
2Fe3+ Fe-S 2Fe2+
2Fe2+
细胞色素c1
2Fe3+
细胞色素c
2Fe2+
细胞色素aa3
2Cu2+
细胞色素a3
H2O
R
血红素B
二、呼吸链中传递体的排序 1、NADH氧化呼吸链 NADH氧化呼吸链细胞内最主要的呼吸链。
2、琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸氧化呼吸链由琥珀酸脱氢酶复合体， 辅酶Q和细胞色素组成。
两条呼吸链的传递过程可以看出，辅酶Q是 两条传递途径的交汇点。
琥珀酸 琥珀酸 氧化呼吸链 延胡索酸
FAD
2Fe2+ 2e
无机焦磷酸
磷酸烯醇式丙酮酸
2、氮磷键型
O O HN ~ P O O C NH N CH3 CH2 COO HN ~ P O O C NH NH (CH2)3 HC NH3 COO
磷酸精氨酸
磷酸肌酸
3、硫酯键型
O R C ~ SCoA
酰基辅酶A
4、甲硫键型
COO H C NH3 CH2 CH2 H3C ~ S