三羧酸循环与氧化磷酸化部分知识点
三羧酸循环中发生底物水平磷酸化的反映-概述说明以及解释
三羧酸循环中发生底物水平磷酸化的反映-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：三羧酸循环是细胞内的重要代谢途径，也被称为柯恩循环。
在这个循环中，碳水化合物、脂肪和蛋白质被分解成较小的分子，最终生成三羧酸（柠檬酸、异柠檬酸和顶柠檬酸）。
这些三羧酸进一步被氧化，释放能量并生成ATP，为细胞提供能量。
底物水平磷酸化是在三羧酸循环中一个重要的过程，通过这个过程，有机物底物蛋白质转移酶通过将底物分子磷酸化来直接从三羧酸循环中生产ATP。
底物水平磷酸化在细胞能量代谢中起着至关重要的作用。
通过本文的研究，我们可以更好地了解底物水平磷酸化在三羧酸循环中的反映和作用机制。
1.2 文章结构文章结构部分将会包括以下内容：1. 引言：介绍文章的主题和背景，引出本文要讨论的问题。
2. 三羧酸循环简介：介绍三羧酸循环的基本概念和作用，为后续内容的展开做铺垫。
3. 底物水平磷酸化的意义：探讨底物水平磷酸化在细胞代谢中的重要作用，引发对其研究的兴趣。
4. 底物水平磷酸化的机制：详细解释底物水平磷酸化的具体机制和过程，深入探究其在三羧酸循环中的作用。
5. 结论：总结文章中的主要内容和观点，强调底物水平磷酸化在细胞代谢中的重要性，并展望未来的研究方向。
文章1.3 目的部分的内容：三羧酸循环是细胞能量代谢的重要途径，底物水平磷酸化在该循环中发挥着重要作用。
本文旨在探讨底物水平磷酸化在三羧酸循环中的反映，探讨其在细胞代谢调控中的意义和机制。
通过深入研究底物水平磷酸化在能量代谢中的作用，有助于更好地理解细胞代谢的调控机制，为未来进一步研究提供参考和启示。
文章1.3 目的部分的内容2.正文2.1 三羧酸循环简介三羧酸循环，又称为柠檬酸循环或Krebs循环，是生物体内能量代谢的关键环节之一。
它是一种由一系列酶催化的反应组成的循环过程，通过将碳源氧化为二氧化碳和水，同时产生能量（ATP）、还原等效物（NADH、FADH2）和合成一些代谢所需的物质，如脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）等。
-三羧酸循环(推荐完整)
琥珀酸脱氢酶也有立体专一性，只形成反式异构体延胡索酸（反丁 烯二酸），不形成顺式异构体马来酸（顺丁烯二酸）。马来酸不能
黄素辅酶 有两种从维生素B2或核黄素 (riboflavin)衍生出来的辅酶： ·黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide, FAD） ·黄素单核苷酸（flavin mononucleotide, FMN）。
异咯嗪
核糖醇
核黄素
黄素单核苷酸
黄素腺嘌呤二核苷酸
还原的黄素需要再氧化以便使琥珀酸脱氢酶能再参与反应。因琥珀 酸脱氢酶可直接与位于线粒体内膜的电子传递系统联接，琥珀酸脱 氢产生的还原的黄素（FADH2)可以转移到酶的铁硫中心，然后进入 电子传递系统再氧化。
三羧酸循环的8个反应可写成一个化学平衡方程，总反应式为：
乙酰辅酶A + 2H2O + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi → 2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH2 + CoA-SH + GTP
在动物中，琥珀酰CoA合成酶反应形成的GTP在能量上与ATP相等。在后面的讨论 中将用ATP代替GTP。
+
+
在标准热力学条件下，平衡有利于逆反应。但是在生理条件下，反应产物草酰乙
酸因不断合成柠檬酸而减少，使其在细胞中浓度极低，约少于10-6mol/L，使反应 向右进行。
三羧酸循环体系
➢ 若从丙酮酸开始，加上生成旳1个NADH，则 共产生10+2.5=12.5个ATP。
➢若从葡萄糖开始，共可产生12.5×2+7=32个 ATP。(二版及其他教材为38个ATP，NADH3ATP，
FADH2 2ATP)
➢可见由糖酵解和TCA循环相连构成旳糖旳 有氧氧化途径，是机体利用糖氧化取得能量 旳最有效旳方式，也是机体产生能量旳主要 方式。
4. 氨基酸转化
天冬氨酸 α-酮戊二酸
谷氨酸 草酰乙酸
五、三羧酸循环旳调控
三羧酸循环旳速度主要取决于细胞对ATP旳需求量， 另外也受细胞对于中间产物需求旳影响。有3个调控 部位: 1.柠檬酸合成酶（限速酶）
ATP、NADH是该酶旳变构克制剂，高浓度旳ATP 和 NADH克制柠檬酸旳合成，即克制三羧酸循环地进行。高 浓度旳琥珀酰-CoA克制该酶旳活性。
地点：三羧酸循环在线粒体基质中进行。
柠檬酸循环是糖、脂肪、和氨基酸等氧 化所共同经历旳途径。另外，柠檬酸循环 生成旳中间物质也是许多生物合成旳前体。 所以柠檬酸循环是两用代谢途径 (amphibolic pathway)。
葡萄糖有氧氧化旳反应过程:
（EMP） COOH 丙酮酸脱氢酶系
O
葡萄糖
C=O
由氟乙酸形成旳氟乙酰-CoA可被柠檬酸合酶催化与草酰乙酸 缩合生成氟柠檬酸，氟柠檬酸结合到顺-乌头酸酶旳活性部位 上，克制柠檬酸循环向下进行。氟乙酸和氟乙酰-CoA可做杀 虫剂或灭鼠药。多种有毒植物旳叶子大部分具有氟乙酸，可 作为天然杀虫剂。
F-CH2CO氟O乙H酸
COO-
F-CH HO-C-COO- 氟柠檬酸
H
糖酵解,三羧酸循环,氧化磷酸化
糖酵解,三羧酸循环,氧化磷酸化
糖酵解是一种生物化学过程，通过将葡萄糖分解成更小的分子来
产生能量。
这个过程发生在细胞质中，不需要氧气的存在。
糖酵解的
路径包括多个步骤，最终产生乳酸（在动物细胞中）或乙醇和二氧化
碳（在酵母和微生物中）。
三羧酸循环，也被称为柠檬酸循环或克雷布循环，是中心细胞代
谢过程之一。
这个循环发生在细胞的线粒体中，并转化葡萄糖、脂肪
和蛋白质代谢产生的产物。
它将乙酰辅酶A转化为二氧化碳、还原剂NADH和FADH2，并产生ATP能量。
氧化磷酸化是一种产生大量ATP能量的过程。
它发生在线粒体内，通过氧气的参与来转化NADH和FADH2为ATP。
在这个过程中，氧化还
原酶将电子从NADH和FADH2传递到氧气分子，形成水，并释放出能量。
这个能量用于合成ATP，以供细胞进行各种生物学活动。
以上三个过程是生物体内能量供应的重要途径，能够为生命活动
提供必要的能量。
它们在细胞中密切关联，共同构成了细胞呼吸系统，维持着生物体的正常功能。
三羧酸循环
第23章三羧酸循环(生物化学下册p92) 3学时学习重点：◆熟悉柠檬酸循环途径中的各步酶促反应，以及各步反应酶的作用特点。
◆会分析和计算酵解和柠檬酸循环中产生的能量，以及底物分子中标记碳的去向。
葡萄糖的有氧氧化包括四个阶段。
①糖酵解产生丙酮酸（2丙酮酸、2ATP、2NADH）②丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA③三羧酸循环（CO2、H2O、A TP、NADH）④呼吸链氧化磷酸化（NADH-----ATP）三羧酸循环：乙酰CoA经一系列的氧化、脱羧，最终生成CO2、H2O、并释放能量的过程，又称柠檬酸循环、Krebs循环。
原核生物：①~④阶段在胞质中真核生物：①在胞质中，②~④在线粒体中一、丙酮酸脱羧生成乙酰CoA1、反应式：2、丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系是一个十分庞大的多酶体系，位于线粒体膜上，电镜下可见。
E.coli丙酮酸脱氢酶复合体：分子量：4.5×106，直径45nm，比核糖体稍大。
酶辅酶每个复合物亚基数丙酮酸脱羧酶（E1）TPP 24二氢硫辛酸转乙酰酶（E2）硫辛酸24二氢硫辛酸脱氢酶（E3）FAD、NAD+12此外，还需要CoA、Mg2+作为辅因子这些肽链以非共价键结合在一起，在碱性条件下，复合体可以解离成相应的亚单位，在中性时又可以重组为复合体。
所有丙酮酸氧化脱羧的中间物均紧密结合在复合体上，活性中间物可以从一个酶活性位置转到另一个酶活性位置，因此，多酶复合体有利于高效催化反应及调节酶在反应中的活性。
3、反应步骤反应过程（1）丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP（2）二氢硫辛酸乙酰转移酶（E2）使羟乙基氧化成乙酰基（3）E2将乙酰基转给CoA，生成乙酰-CoA（4）E3氧化E2上的还原型二氢硫辛酸（5）E3还原NAD+生成NADH4、丙酮酸脱氢酶系的活性调节从丙酮酸到乙酰CoA是代谢途径的分支点，此反应体系受到严密的调节控制，此酶系受两种机制调节。
（1）可逆磷酸化的共价调节丙酮酸脱氢酶激酶（E A）（可被ATP激活）丙酮酸脱氢酶磷酸酶（E B）磷酸化的丙酮酸脱氢酶（无活性）去磷酸化的丙酮酸脱氢酶（有活性）（2）别构调节ATP、CoA、NADH是别构抑制剂ATP抑制E1CoA抑制E2NADH抑制E35、能量1分子丙酮酸生成1分子乙酰CoA，产生1分子NADH（2.5A TP）。
三羧酸循环与氧化磷酸化的关系
三羧酸循环与氧化磷酸化的关系三羧酸循环和氧化磷酸化是细胞中两个重要的代谢过程，它们密切相关，互相支持，共同维持细胞的生命活动。
三羧酸循环是一种细胞内的重要代谢途径，它通过将葡萄糖、脂肪和氨基酸等有机化合物转化为二氧化碳、水和能量（ATP）来支持细胞生长和分裂。
三羧酸循环的过程分为三个阶段：乳酸酶功能、三羧酸循环和呼吸链。
这些阶段的功能不同，但它们都与氧化磷酸化的过程密切相关。
氧化磷酸化是指将NADH和FADH2反应的电子转移到氧气生成水的过程，同时将这个过程释放的能量储存在高能键中，供细胞在需要时使用。
氧化磷酸化是三羧酸循环中的最后一步，是三羧酸循环产生的NADH和FADH2继续释放能量的关键步骤。
1. 三羧酸循环产生的NADH和FADH2被用于氧化磷酸化三羧酸循环通过产生NADH和FADH2来储存化学能量。
这些电子携带者会被导入到呼吸链中，并通过一系列的氧化还原反应释放出能量。
这些反应导致细胞内的ATP生成，这些ATP可以被用于支持其他生化反应。
三羧酸循环需要ATP来驱动它的反应，而这些ATP主要由氧化磷酸化产生。
氧化磷酸化释放的能量储存在ATP和长链脂肪酸酯的高能键中，这种高能化合物可以在氧气供应不足时提供能量。
3. 氧化磷酸化和三羧酸循环一起协调细胞的代谢活动细胞能够根据其代谢需求调整氧化磷酸化和三羧酸循环之间的关系。
如果细胞需要更多的ATP来支持生长和分裂，氧化磷酸化会增加ATP的产量。
这种过程可以通过调节三羧酸循环的速度和ATP合成酶的活性来实现。
如果细胞需要更多的原料来合成重要的生物分子，三羧酸循环和氧化磷酸化的速率都会减慢。
综上所述，三羧酸循环和氧化磷酸化是细胞代谢中两个非常重要的过程，它们相互支持，共同促进细胞的生长和分裂。
通过同时控制这两个过程，细胞可以根据自己的需要调整代谢途径，以适应不同的环境条件。
三羧酸循环
三羧酸循环一、三羧酸循环的概念三羧基循环（tricarboxylic acid cycle），简称TCA循环。
是一个由一系列酶促反应构成的循环反应系统，在该反应过程中，首先在有氧的情况下，葡萄糖酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA。
乙酰CoA（主要来自于三大营养物质的分解代谢）与草酰乙酸缩合生成含3个羧基的柠檬酸（citric acid），再经过4次脱氢、2次脱羧，生成4分子还原当量（reducing equivalent）和2分子CO2，重新生成草酰乙酸的这一循环反应过程称为三羧酸循环因为在循环的一系列反应中,关键的化合物是柠檬酸,所以称为柠檬酸循环（tricarboxylic acid cycle）。
由于它是由H.A.Krebs（德国）正式提出的，所以又称Krebs 循环。
二、三羧酸循环的过程三羧酸循环的过程主要分三个阶段：第一阶段：丙酮酸的生成（胞浆）第二阶段：丙酮酸氧化脱羧生成乙酰 CoA（线粒体）第三阶段：乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化（线粒体）（一）、丙酮酸的生成（胞浆）葡萄糖 + 2NAD+ + 2ADP +2Pi ——> 2（丙酮酸+ ATP + NADH+ H+ ）（二）、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A多酶复合体：是催化功能上有联系的几种酶通过非共价键连接彼此嵌合形成的复合体。
其中每一个酶都有其特定的催化功能，都有其催化活性必需的辅酶。
（三）、乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化（线粒体）（1)乙酰-CoA进入三羧酸循环乙酰CoA具有硫酯键，乙酰基有足够能量与草酰乙酸的羧基进行醛醇型缩合。
首先柠檬酸合酶的组氨酸残基作为碱基与乙酰-CoA作用，使乙酰-CoA的甲基上失去一个h+，生成的碳阴离子对草酰乙酸的羰基碳进行亲核攻击，生成柠檬酰-CoA中间体，然后高能硫酯键水解放出游离的柠檬酸，使反应不可逆地向右进行。
该反应由柠檬酸合成酶(citrate synthase)催化，是很强的放能反应。
氧化磷酸化作用名词解释
氧化磷酸化作用名词解释
氧化磷酸化作用是指在细胞呼吸过程中，将磷酸化合物氧化成为磷酸的过程。
细胞呼吸是维持生命活动所必需的过程，通过此过程，细胞可以从有机物中释放出能量，并将其转化为细胞内能量储存分子——ATP。
氧化磷酸化作用是细胞呼吸的最后一步，也是最重要的步
骤之一。
细胞呼吸分为三个阶段：糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化作用。
在糖酵解和三羧酸循环中，有机物被逐步氧化，产生一些还原剂（如NADH和FADH2）。
这些还原剂通过电子传递链（ETC）被转运到线粒体内膜上的氧化酶复合物中。
在氧化磷酸化作用中，这些还原剂的电子被逐步转移，同时伴随着质子（H+）的转移。
这个过程发生在线粒体内膜上的呼吸链中，由几个氧化酶复合物和ATP合酶组成。
通过这些复合物，电子最终被氧气（O2）接受，与质子结合生成水（H2O）。
在这个过程中，质子被推动穿过内膜，形成了质子梯度。
质子梯度是由质子的积累所产生的，而积累的质子则通过ATP合酶流回线粒体基质，同时合成ATP。
这个过程被称为化学耦合，通过氧化磷酸化作用将化学能转化为ATP的高能磷酸键。
这样，细胞可以利用ATP来进行各种生化反应和维持生命活动。
总之，氧化磷酸化作用是细胞呼吸过程的最后一步，通过将还原剂的电子转移到氧分子上，同时推动质子穿过内膜形成质子梯度，最终合成ATP。
这个过程为维持细胞的生命活动提供了重要的能量来源。
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三羧酸循环与氧化磷酸化部分知识点（生物化学）
1．下列关于营养素在体外燃烧和生物体内氧化的叙述哪一项是正确的？
A.都需要催化剂
B.都需要在温和条件下进行
C.都是逐步释放能量
D.生成的终产物基本相同
E.氧与碳原子直接化合生成CO2
2.生物氧化是指
A.生物体内的脱氢反应
B.生物体内释出电子的反应
C.营养物氧化成H2O及CO2的过程
D.生物体内与氧分子结合的反应
E.生物体内加氧反应
3.人体内各种活动的直接能量供给者是
A.葡萄糖
B.脂酸
C.ATP
D.GTP
E.乙酰CoA
4. 磷酸肌酸+ADP→肌酸+ATP (1)
ATP→ADP+Pi (2)
反应（1）的ΔG0′=-6.8kJ/mol
反应（2）的ΔG0′=-51.6 kJ/mol
磷酸肌酸水解成磷酸及肌酸时，ΔG0′为
A.-6.3 kJ
B.+6.3 kJ
C.-51.6 kJ
D.+51.6 kJ
E.-57.9 kJ
5.下列化合物水解时，ΔG0′最大的是
A.葡萄糖-6-磷酸
B.焦磷酸
C.ATP水解成ADP及Pi
D.烯醇丙酮酸磷酸
E.AMP水解成腺苷及Pi
6.关于三羧酸循环的叙述正确的是
A.循环一周可生成4分子NADH
B.循环一周可使2个ADP磷酸化成ATP
C.乙酰CoA可经草酰乙酸进行糖异生
D.丙二酸可抑制延胡索酸转变成苹果酸
E.琥珀酰CoA是α-酮戊二酸氧化脱羧的产物
7.1分子乙酰CoA经三羧酸循环氧化后的产物是
A.草酰乙酸
B.草酰乙酸和CO2
C. CO2+H2O
D.草酰乙酸+ CO2+H2O
E.2 CO2+4分子还原当量
8.三羧酸循环中有底物水平磷酸化的反应是
A.异柠檬酸→α-酮戊二酸
B.α-酮戊二酸→琥珀酸
C.琥珀酸→延胡索酸
D.延胡索酸→苹果酸
E.苹果酸→草酰乙酸
9.三羧酸循环和有关的呼吸链反应中能产生ATP最多的步骤是
A.柠檬酸→异柠檬酸
B.异柠檬酸→α-酮戊二酸
C.α-酮戊二酸→琥珀酸
D.琥珀酸→苹果酸
E.苹果酸→草酰乙酸
10.下列关于乙酰CoA的叙述错误的是
A.*CH3CO～SCOA经三羧酸循环一周后，*C出现于CO2中
B.它是丙酮酸羧化酶的变构激活剂
C.从丙酮酸生成乙酰CoA是不可逆的
D. 乙酰CoA不能通过线粒体
E. 乙酰CoA含高能键
11.1mol丙酮酸在线粒体内氧化成CO2及H2O，可生成多少摩尔ATP？
A. 4mol
B. 8mol
C.12 mol
D.14mol
E.15 mol
12.谷氨酸氧化成CO2及H2O时可生成ATP
A.9个
B.12个
C.18个
D.24个
E.27个
13.调节三羧酸循环运转最主要的酶是
A.丙酮酸脱氢酶
B.乌头酸酶
C.异柠檬酸脱氢酶
D.苹果酸脱氢酶
E.α-酮戊二酸脱氢酶
14.关于三羧酸循环的叙述错误的是
A.是三大营养素分解的共同途径
B.三羧酸循环还有合成功能，提供小分子原料
C.生糖氨基酸都通过三羧酸循环的环节才能转变成糖
D.乙酰CoA经三羧酸循环氧化时，可提供4对氢原子
E.乙酰CoA进入三羧酸循环后即只能被氧化
15.关于高能键的叙述正确的是
A.所有高能键都是高能磷酸键
B.高能磷酸键都是以核苷二磷酸或核苷三磷酸形式存在的
C.实际上并不存在"键能"特别高的高能键
D.高能键只能在电子传递链中偶联产生
E.有ATP参与的反应都是不可逆的
16.关于电子传递链的叙述错误的是
A.最普遍的电子传递链从NADH开始
B.氧化如不与磷酸化偶联，电子传递可以不终止
C.电子传递方向从高电势向低电势
D.氧化磷酸化在线粒体内进行
E.每对氢原子氧化时都生成3个ATP
17.关于电子传递链的叙述错误的是
A.电子传递链各组分组成4个复合体
B.电子传递链中的递氢体同时也是递电子体
C.电子传递链中的递电子体同时也是递氢体
D.电子传递的同时伴有ADP的磷酸化
E.抑制细胞色素氧化酶后，电子传递链中各组分都处于还原状态
18.下列有关细胞色素的叙述哪一项是正确的？
A.全部存在于线粒体中
B.全部含有血红素辅基
C.都是递氢体
D.都是递电子体
E.与CO、CN-结合后丧失活性
19.氰化物中毒是由于抑制了哪种细胞色素？
A.cyta
B.cytb
C.cytc
D.cytaa3
E.cytc1
20.P/O比值是指
A.每消耗一摩尔氧所消耗无机磷的摩尔数
B.每消耗一克原子氧所消耗无机磷的克原子数
C.每消耗一摩尔氧所消耗无机磷的克原子数
D.每消耗一克原子氧所消耗无机磷的摩尔数
E.每消耗一摩尔氧所合成ATP的摩尔数。