有机物生物氧化的电子受体
第七章 生物氧化-2
3、呼吸链各组分在体外重组：
NADH可以使NADH脱氢酶（FMN）还原，但不能 直接还原b ，c1 ，c， aa3
NADH呼吸链：大多数代谢产物
FADH2呼吸链：琥珀酸、脂酰辅酶A
三、线粒体外NADH的氧化
线粒体外NADH不能穿过线粒体膜，要借助穿
梭作用才能参加呼吸链。
线粒体外的NADH将所带的H交给某种能穿过线
（2）氧化磷酸化偶联机理: 化学渗透假说
1961年英国生物化学家P.Mitchell首先提 出，1974年P.Mitchell与Moyle又作了修改。 电子传递的结果使H+从线粒体内膜基质 “泵”到膜外液体中，形成一个跨内膜的H+ 离子梯度，这梯度所含的势能促使ATP生成。
设想：
在完整的线粒体膜中， 呼吸
OH CH 3 CH 3 CH 3O CH 3O OH CH 3 CH 3
泛醌
O CH 3O CH 3O O
(CH 2CH=CCH 2)nH
(CH 2CH=CCH 2)nH
5、细胞色素类
只存在需氧生物中，以铁卟啉作为辅基,递电子体
铁离子的氧化与还原
Fe3+ + e Fe2+
b，c1，c，a，a3: 辅基结构不同，与蛋白质的连接方式 也不同。
在结构完整的线粒体中,氧化（底物脱氢或失电子） 与磷酸化（ADP与Pi合成ATP）这两个过程是紧密地 偶联在一起的，即氧化释放的能量用于ATP合成，这 个过程就是氧化磷酸化。
依靠呼吸链上的电子传递体系完成-----电子 传递体系磷酸化。
（1）氧化磷酸化偶联部位的确定
A、自由能变化值
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。
第5章能量代谢与生物能的利用1
• cyt.a和a3组成一个复合体，除了含有铁卟啉外， 还含有铜原子。cyt.a a3可以直接以O2为电子受 体。 • 在电子传递过程中，分子中的铜离子可以发生 Cu+ Cu2+ 的互变，将cyt.c所携带的电子传递 给O2。
琥珀酸-Q还原酶
• 琥珀酸是生物代谢过程（三羧酸循环）中产生 的中间产物，它在琥珀酸-Q还原酶催化下，将 两个高能电子传递给Q。再通过QH2-cyt, c还原 酶、cyt.c和cyt.c氧化酶将电子传递到O2。 • 琥珀酸-Q还原酶也是存在于线粒体内膜上的蛋 白复合物, 它比NADH-Q还原酶的结构简单，由 4个不同的多肽亚基组成。其活性部分含有辅 基FAD和铁硫蛋白。 • 琥珀酸-Q还原酶的作用是催化琥珀酸的脱氢氧 化和Q的还原。
第一节 概述
• 一、生物氧化的方式和特点 • 二、参与生物氧化的酶类 • 三、同化作用和异化作用
一、生物氧化的方式和特点
• 生物氧化：有机物在生物体内的氧化还 原作用称为生物氧化。由于需要消耗氧 并放出CO2，又称组织呼吸或细胞呼吸。
1 生物氧化的主要方式 生物体内物质的氧化方式包括失电子、加氧和脱氢
三、同化作用和异化作用
• 1 同化作用
–生物从环境中获取物质，转化为体内的新 物质，这一过程称为同化作用。 –需要能量，小分子合成大分子
• 2 异化作用
–生物体内的旧物质转化为环境中的物质， 这一过程成为异化作用。 –释放能量，大分子分解成小分子
第二节 线粒体氧化体系
• 一 线粒体膜结构
• 参与生物氧化的各种酶类如脱氢酶、电 子传递体系、偶联磷酸化酶类等都分布 在线粒体内膜和嵴上。
第五章 能量代谢与生物能 的利用
• 一切生命活动都需要能量，维持生命活动的 能量主要有两个来源： • 光能（太阳能）：光合自养生物通过光合作 用将光能转变成有机物中稳定的化学能。（植 物和某些藻类） • 化学能：异养生物或非光合组织通过生物氧 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 种生命活动。
(完整版)生物化学习题及答案_生物氧化
生物氧化（一）名词解释1．生物氧化（biological oxidation）2．呼吸链（respiratory chain）3．氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）4．磷氧比P/O（P/O）5．底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）6．能荷（energy charge）(二) 填空题1．生物氧化有3种方式：_________、___________和__________ 。
2．生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有_________、_________和________ 参与。
3．原核生物的呼吸链位于_________。
4，△G0＇为负值是_________反应，可以_________进行。
5．△G0＇与平衡常数的关系式为_________，当Keq＝1时，△G0＇为_________。
＇值小，则电负性_________，供出电子的倾向_________。
6．生物分子的E7．生物体内高能化合物有_________、_________、_________、_________、_________、_________等类。
8．细胞色素a的辅基是_________与蛋白质以_________键结合。
9．在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于_________状态。
10．NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是_________、_________、_________。
11．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进人呼吸链氧化，其P/O比分别为_____和_____。
12．举出三种氧化磷酸化解偶联剂_________、_________、_________。
13．举出4种生物体内的天然抗氧化剂_________、_________、_________、_________。
14．举出两例生物细胞中氧化脱羧反应_________、_________。
15．生物氧化是_________在细胞中_________，同时产生_________的过程。
环境生物学
.环境生物学：环境生物学是研究生物与受人类干扰的环境之间相互作用规律及其机理的科学，是环境科学地一个分支学科。
环境污染：指有害物质或因子进入环境，并在环境中进行扩散、迁移、转化，使环境系统结构与功能发生变化，对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。
优先污染物：在众多污染物中筛选出潜在危险最大的作为优先研究和控制对象。
氧垂曲线：河流受到有机物污染时，由于有机物的氧化分解作用，水体的DO发生变化。
从污染源到河流下游一定距离内，可绘制一条DO逐渐变化的曲线，称之为氧垂曲线。
生物地球化学循环：指生物的合成作用和矿化作用所引起的污染物周而复始的循环运动过程。
生物转运：指环境污染物经各种途径和方式同生物体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。
吞噬作用：当外源污染物与细胞接触时，接触部位膜的表面张力改变，膜表面向四周形成伪足，将外来物质包围并吞入。
胞饮作用：与吞噬作用的区别在于，其胞吞物为溶液。
生物转化：指外源化合物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程。
生物浓缩：指生物机体或处于同一营养级上的许多生物种群，从周围环境中蓄积某种元素或难分解化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物学浓缩、生物学富集。
一般指水生生物个体从水中吸收污染物。
生物积累：指生物在其整个代谢活跃期间通过吸收、吸附、吞食等各种过程，从周围环境中蓄积某些元素或难分解化合物，以致随着生长发育，浓缩系数不断增大的现象，又称生物学积累。
生物放大：生物放大是指在生态系统中，由于高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分解化合物在生物机体中的浓度随营养级的提高而逐步增大的现象，又称为生物学放大。
生物浓缩系数（BCF）：又称为富集因子，指生物体内某种物质的浓度和环境中该物质浓度的比值。
生物污染：指对人和生物有害的微生物、寄生虫等病原体和变应原等污染水、气、土壤和食品，影响生物产量和质量，危害人类健康，这种污染称为生物污染。
上海应用技术学院(大学)微生物作业2答案
作业2 一、名词解释(选作10题，2*10=20分)1. 抗生素是一类由微生物或其它生物生命活动过程中合成的次生代谢产物或其人工衍生物，它们在很低浓度时就能抑制或干扰它种生物（包括病原菌、病毒、癌细胞等）的生命活动，因而可用作优良的化学治疗剂。
2. 抗代谢物一类在化学结构上与细胞内必要代谢物的结构相似，并可干扰正常代谢活动的化学物质。
3. 灭菌采用任何一种方法，将物体的表面和内部的微生物及其各种芽孢、孢子全部杀死。
一类采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物彻底丧失其生长繁殖能力的措施。
4. 消毒利用某种方法杀死或灭活物质或物体中所有病原微生物的一种措施。
5. 恒浊器根据培养器内微生物的生长密度，借光电控制系统控制培养液流速，以达到菌体密度高、生长速率恒定的连续培养器。
6. 恒化器通过保持有一种生长限制因子的培养液的流速不变，可使微生物始终处在低于其最高生长速率的条件下进行长期生长繁殖的连续培养装置。
7. 兼性厌氧菌是一类以在有氧条件下的生长为主也可在无氧条件下生长的微生物。
特点是在有氧下借呼吸产能，而在无氧条件下可借发酵或无氧呼吸产能；细胞含超氧化物歧化酶和过氧化氢酶。
8. 耐氧菌即耐氧性厌氧菌的简称。
一类可在有氧条件下正常生长却不需氧，而仅借发酵和底物水平磷酸化产能的微生物。
9. 微好氧菌是一类只能在较低的氧分压（103~3*103 Pa）下才能正常生长的微生物。
10. 化学治疗指利用具有高选择毒力即对病原菌具有高度毒力而对其宿主基本无害的化学物质来抑制或杀死宿主体内病原微生物，借以达到治疗传染病的一种措施。
11. 次级代谢微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对于该微生物没有明显的生理功能且非其生长和繁殖所必需的物质的过程。
12. 同型乳酸发酵指一分子葡萄糖经EMP途径后仅产生两分子乳酸的发酵。
13. 呼吸作用葡萄糖在好氧和兼性好氧微生物中通过氧化作用放出电子，该电子经电子传递链传给外源电子受体分子氧或其它氧化型化合物生成水或其它还原型产物，并伴随有能量放出的生物学过程称为呼吸作用14. 硝酸盐呼吸又称反硝化作用，是在无氧条件下，某些兼性厌氧菌利用硝酸盐作为呼吸链的最终氢受体，使硝酸盐还原成亚硝酸盐、NO、N2O或N2的过程。
厌氧呼吸是某些微生物获取能量的方式
厌氧呼吸是某些微生物获取能量的方式厌氧呼吸是一种微生物获取能量的代谢途径，与有氧呼吸相对应。
不同于有氧呼吸需要氧气作为最终电子受体，厌氧呼吸利用的是其他无氧的化合物，如硫酸盐、硝酸盐、二氧化碳等。
在厌氧呼吸过程中，微生物以某种无氧化合物作为最终电子受体，将有机物质氧化为无机物质并释放能量。
这种代谢途径被大量的微生物利用，包括细菌、古菌和真菌等。
细菌中最为典型的厌氧呼吸方式是利用硫酸盐还原酶将硫酸盐还原为硫化物。
这个过程包括一系列的反应，细菌利用从有机物质中释放出的电子来还原硫酸盐，同时产生能量。
此外，一些细菌也可以利用二氧化碳来进行厌氧呼吸，通过还原反应将二氧化碳转化为甲烷、甲醇等有机物。
古菌是另一类常见的利用厌氧呼吸获取能量的微生物。
它们通常生活在极端环境下，如高温、高盐或高压等。
古菌的厌氧呼吸途径多样，可以利用硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等无机化合物进行呼吸过程。
真菌也可以进行厌氧呼吸，尤其是酵母菌。
酵母菌是一类单细胞真菌，广泛存在于自然界中。
在厌氧条件下，酵母菌可以通过酒精发酵以及产生乳酸的方式进行呼吸。
这些过程通常发生在缺氧的环境中，例如发酵制酒或面包发酵过程中。
厌氧呼吸在自然界中起着重要的生态作用。
它不仅能提供微生物所需的能量，还能帮助调节环境中某些有毒物质的浓度。
例如，一些厌氧呼吸微生物可以还原硝酸盐和亚硝酸盐，将其转化为氮气并释放到大气中，从而帮助维持氮循环。
此外，厌氧呼吸还与许多重要的生物过程相关。
例如，厌氧呼吸在消化道中发挥着重要的作用，帮助分解和吸收食物中的有机物质。
此外，一些产生厌氧呼吸产物的微生物常常用于工业生产和环境修复。
在厌氧呼吸过程中，微生物通常会选择合适的无氧化合物作为最终电子受体。
这种选择性使得厌氧呼吸微生物能够适应不同的环境和生态条件。
一些特殊的微生物甚至可以在极端环境下进行厌氧呼吸，如深海热液喷口和火山气体喷口等。
总的来说，厌氧呼吸是一种重要的能量获取方式，被广泛应用于微生物界。
第五章电子传递和氧化磷酸化
述
第
三.生物氧化的特点
一 都是加氧、去氢、失去电子，都生成CO2和H2O 节，
（1）生物氧化是在细胞内进行的，，条件较温和
生 而体外反应条件剧烈
物 氧
（2）能量逐步释放出来，不会因骤然释放而损害 机体，同时能量得到有效的利用；而体外能量突 然爆发式释放出来
化 （3）生物氧化所释放出的能量中，大部分转换为 概 ATP分子中活跃的化学能，
应物产物的氧化还原电位计算。
生 氧还对：生物氧化包括一系列的氧化还原反应， 参与氧化还原反应的每一种物质都有氧化态和还
物 原态，称为氧还对。 氧 生化标准氧化还原电位：是指在pH7，25℃，氧 化 化态与还原态物质浓度（近似活度）为1mol/L
等标准条件下，与标准氢电极组成原电池测定得
概 到的氧化还原电位，符号为E0′。在生物体中，发 述 生氧化还原反应的每一氧还对，其电子转移势能
CO2和H2O，并释放出大量生命所需要的能量。
代 谢 的 三 个 阶 段
第
二.生物氧化的方式
1.脱氢氧化反应
一 （1）脱氢 节 在生物氧化中，脱氢反应占有重要地位。它是许
生 多有机物质生物氧化的重要步骤。催化脱氢反应 的是各种类型的脱氢酶。
物
COOH
COOH
氧 化
CH2 CH2 COOH
CH
+
CH
节 ATP的生成方式
生 （1）底物水平磷酸化：前一章EMP和TCA循环。
物 （2）光合磷酸化：光驱动电子在光合链中传递
氧
释放出能量，使ADP磷酸化生成ATP
化 （3）氧化磷酸化 ：该章重点内容
概
述
第
五.高能化合物
微生物的代谢途径和调控机制
微生物的代谢途径和调控机制微生物是一种非常常见而又重要的生物，它们在生态系统中有着重要的作用。
微生物的代谢途径和调控机制是微生物研究中不可忽视的一部分。
本文将从微生物的代谢途径和调控机制两个方面展开论述。
微生物的代谢途径微生物的代谢途径是指微生物在自身体内进行能量代谢的一系列反应，包括有氧呼吸、厌氧呼吸和发酵等。
其中，有氧呼吸是指微生物利用氧气作为终端电子受体，将有机物完全氧化成为二氧化碳和水，并产生能量。
厌氧呼吸则是指微生物在氧气不足的条件下，利用其他物质作为电子受体，将有机物部分氧化，并产生能量。
而发酵则是指微生物在氧气缺乏时，将有机物在不需要外部电子受体的条件下，分解成酸、醇和气体等产物，并产生能量。
微生物的代谢途径对于微生物的生存和繁殖有着至关重要的作用。
不同的微生物对于不同种类物质的代谢能力不同，这也是微生物能够适应不同环境的原因之一。
例如，某些微生物能够代谢硫、铁等金属离子，从而在海洋底部形成硫化物流，而某些细菌则能够将氮气转化为氨，提供生态系统的必需氮源。
微生物的调控机制微生物的代谢途径需要受到调控才能保证生命过程的正常。
微生物的调控机制包括转录调控、翻译调控和代谢调控等。
其中，转录调控是指微生物可以通过正反馈和负反馈机制，调控基因的表达量。
翻译调控则是指微生物可以通过启动子和转录因子等控制RNA的合成和mRNA的稳定性，影响蛋白质的表达量。
而代谢调控则是指微生物通过代谢产物的反馈和前体物的调节，调控酶的活性和基因表达，从而控制代谢途径的进行。
微生物的调控机制不仅对维持其生命活动有着重要的作用，同时也对于人类的健康有着深远的影响。
以大肠杆菌为例，它是肠道中普遍存在的微生物，当体内钙浓度过低时，大肠杆菌就会通过感应系统调控Calcium Transporter (CaT)的表达量，从而增加体内钙的吸收，保证人体的健康。
总结微生物的代谢途径和调控机制是微生物研究中的重要内容。
通过对微生物的代谢途径和调控机制的研究，不仅可以更好地了解微生物对环境的适应性和生命活动的本质，同时也可以为生物技术和人类健康等方面提供有益的参考和支持。
2023 环境工程微生物学试题及答案
2023 环境工程微生物学试题及答案2023 环境工程微生物学试题及答案(一)一、名词解释(每题 1、5 分，计 30 分)类病毒：是一个裸露的闭合环状 RNA 分子，它能在感染寄主细胞并在其中进行自我复制使寄主产生病症。
异染粒：分散在细胞质中的多聚磷酸盐颗粒。
细胞壁：细胞壁是包在细菌细胞表面、内侧紧贴细胞质膜的较为坚韧并略具弹性的结构。
半知菌：还不知道是否有有性繁殖阶段的真菌。
锁状联合：是担子菌的次生菌丝为确保子细胞都含有________于父母亲本的核而进行的特殊的分裂方式。
无氧呼吸：以无机物作为最终电子受体，进行有机物的生物氧化的过程。
主动运输：是微生物中的主要运输方式，在代谢能和载体的参与下可进行逆浓度梯度的运输。
表面活性剂：具有降低表面张力效应的物质叫做表面活性剂。
它改变细胞的稳定性和透性，使细胞内的物质逸出细胞外，从而引起微生物的死亡。
互生：两个群体相互协作，达到在某一生境中共同生存的目的。
碱基配对：核酸分子中嘌呤碱基和嘧啶碱基配对互补。
DNA 聚合酶：以反向平行的 DNA 链为模板催化合成新链 DNA。
生物圈：是地球表面进行生命活动的有机圈层，包括了生活于大气圈下层、水圈、岩石圈以及三圈界面的所有生命体。
活性污泥：具有活性的微生物絮凝体。
氨化作用：是指有机态 N 被微生物降解形成NH3 的过程。
细胞膜：是围绕在细胞质外面的双层膜结构。
污泥容积指数：在暴气池出口处的混合液，经过 30 分钟静沉后，每克干污泥所形成的沉淀污泥的体积。
优势菌种挂膜法：将优势菌种附着在滤料上，以废水中的有机物为营养生长繁殖，使之形成生物膜的方法。
生态系统：是生物群落与其生存环境组成的整体系统。
生物絮凝剂：是一类具有絮凝作用的微生物产生的代谢产物。
废气的微生物滴滤法：用微生物挂膜的生物填料上方喷淋循环水，当废气中的有机污染物经过填料时，被挂膜的微生物分解的过程。
二、是非题(每题 1 分，计 10 分)1、病毒有抗青霉素的效应，因它们不具有基因组。
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有机物生物氧化的电子受体
有机物生物氧化的电子受体是指一种能够将有机物与氧气结合，使其失去电子而转化为氧
化产物，从而使生物得以维持活力并获取能量的物质。这些物质主要是转氧酶和氧化酶，它们
可以将一些有机物，如脂肪和糖分子，通过氧化而转变成少量的能量，即电子，易于机体吸收
和利用的物质，如酸性磷酸根、乙酰辅酶A等。
在生物氧化过程中，最常见的转氧酶是细胞色素c氧化酶，它将细胞色素c与氧气结合，
使其失去4个电子，并将这4个电子传递给氧化酶，从而使这4个电子被有效利用，从而实
现生物氧化过程。此外，还有一种被称为“呼吸链转氧酶”的酶，它可以将许多抗氧化物质中的
电子转移给氧气，然后将氧气形成的电子转移给另一种受体，从而实现平衡的氧化反应。
在氧化过程中，氧化酶也扮演着重要角色，因为它们能够将电子转移到氧气中，这些电子
然后被机体利用来获取能量。一般而言，氧化酶有几种类型，如谷氨酰胺氧化酶、谷胱甘肽氧
化酶、聚糖酶和辅酶Q等，它们可以将电子从氧气中转移出来，从而实现平衡的氧化反应，
使机体得以有效利用氧气。
综上所述，有机物生物氧化的电子受体包括转氧酶和氧化酶，它们可以将有机物的电子转
移到氧气中，然后将这些电子转移给另一种受体，从而使机体利用氧气来获取能量。因此，有
机物生物氧化的电子受体在生物学上具有重要意义。