生物氧化复习资料
生物化学复习资料
⽣物化学复习资料第六章⽣物氧化与氧化磷酸化（⼀）名词解释1、⽣物氧化（biological oxidation）：有机物质在⽣物体内氧化分解⽣成⼆氧化碳和⽔并释放能量的过程。
2、电⼦传递链⼜称呼吸链（electron transter chain ETC）：指存在于线粒体内膜（原核⽣物存在于质膜）上的⼀系列氢传递体和电⼦递体，按⼀定的顺序组成了从供氢体到氧之间传递电⼦的链。
3、氧化磷酸化作⽤（oxidative phosphorylation）：指电⼦在电⼦传递链上传递和ATP形成相互偶联的过程。
即与⽣物氧化作⽤相伴⽽⽣的磷酸化作⽤。
4、磷氧⽐（P/O ratio）：指在⽣物氧化中，每消耗⼀个氧原⼦所⽣成的ATP分⼦数，或每消耗⼀摩尔原⼦氧⽣成的ATP摩尔数。
（⼆）问答题1、何谓⽣物氧化？它有何特点？其作⽤的关键是什么？⽣物氧化的⽅式？①见名词解释“⽣物氧化”；②特点：A、活细胞内，反应条件温和；B、⼀系列酶的催化下逐步进⾏；C、能量逐步释放，部分能量可被利⽤，利⽤效率较⾼；③作⽤的关键；⼀是代谢物分⼦中的氢如何脱出，⼆是脱出的氢如何与分⼦氧结合成⽔并释放能量；④⽅式：通常为三种氧化⽅式A：加氧：在⼀种物质分⼦上直接加氧NH3-CH2-COOH+1/2O2→O=CHCOOH+NH4+H2O -2HB：脱氢：加⽔脱氢：CH3CHO——→CH3 – CH – OH——→CH3COOH|OH-2H直接脱氢：HOOC—CH2—CH2—COOH——→HOOC—CH=CH—COOHC：脱电⼦：-eCyt（Fe2+）——→Cyt（Fe3+）2、举例说明⾼能化合物可分为哪⼏种键型。
（1）磷氧键型，如1，3—⼆磷酸⽢油酸、ATP、磷酸烯醇式丙酮酸；（2）磷氮键型，如磷酸肌酸；（3）硫脂键型，如⼄酰CoA；（4）甲硫键型，如S—腺苷甲硫氨酸；（5）碳氧键型，如氨酰——tRNA。
3、电⼦传递链上有哪⼏类电⼦传递体？各如何作⽤？（1）烟酰胺核苷酸类。
第6章生物氧化
生物氧化学习要求1. 掌握生物氧化过程中体内水和CO是如何生成的。
ATP的主要生成方式、氧化磷酸化的概念、呼吸链的组成及作用特点。
2. 熟悉生物氧化的特点、反应方式及所需要的酶类。
氧化磷酸化的机制。
3. 了解NADH及ATP的转运及非线粒体氧化体系的特点。
基本知识点物质在生物体内的氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质在体内分解时逐步释放能量，以维持生命活动，并最终生成CO2和H20的过程。
生物氧化主要在线粒体中进行，线粒体内膜存在多种有氧化还原功能的酶和辅酶排列组成的氧化呼吸链或称电子传递链，可将代谢物脱下的质子、电子逐步逐步传递给氧生成水，并释放物质氧化的能量。
组成呼吸链成分有四种复合体:NADH 泛醌还原酶（复合体I ）、琥珀酸-泛醌还原酶（复合体U ）/泛醌细胞色素C还原酶（复合体川）、细胞色素C氧化酶（复合体W）。
通过测定呼吸链各组分的标准氧化还原电位等方法，可以推测出呼吸链各组分电子传递顺序。
根据传递顺序的不同体内存在两条呼吸链：NADH 氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链。
排列顺序为：NADH 氧化呼吸链：NADH f FMN —CoQ—Cytb—Cytc i—Cytc—Cytaa s—1/202 琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸—FAD—CoQ—Cytb—Cytc1—Cytc—Cytaa3—1/202体内ATP 生成的主要方式是氧化磷酸化作用。
营养物质分解途径产生的NADPH+H+和FADH2提供的氢经4种复合体组分的电子传递链，最后与02结合生成出0，复合体I、川、W有质子泵功能，可同时将H+从线粒体内膜基质侧转移到胞液侧，形成跨线粒体内膜的H +电化学梯度储存氧化释放的能量。
ATP 合酶利用顺梯度回流时释放出的势能，驱动F o-F i复合体旋转B亚基构象次序改变，催化ADP和Pi合成、释放ATP。
计算结果表明，每对氢经NADH氧化呼吸链传递产生约2.5个ATP，每对氢经琥珀酸氧化呼吸链传递产生约 1.5个ATP。
生化复习指导
第五章生物氧化一、单项选择题1．体内CO2来自A．碳原子被氧原子氧化 B．呼吸链对氢的氧化 C．有机酸的脱羧D．糖原的分解 E．脂肪分解2．人体活动时主要的直接供能物质是A．葡萄糖 B．脂肪酸 C．磷酸肌酸 D．GTP E．ATP 3．P/O比值是指A．每消耗1摩尔氧分子所需消耗无机磷的摩尔数B．每消耗1摩尔氧原子所需消耗无机磷的摩尔数C．每消耗1摩尔氧原子所需消耗无机磷的克数D．每消耗1摩尔氧分子所需消耗无机磷的克数E．每消耗1克氧所需消耗无机磷的克数4.呼吸链中细胞色素的排列顺序是A.b→c→c1→aa3→O2B.c→b→c1→aa3→O2C.c1→c→b→aa3→O2D.b→c1→c→aa3→O2E.c→c1→b→aa3→O25．细胞色素b，c1，c和P450均含辅基A．Fe3+ B．血红素C C．血红素A D．原卟啉 E．铁卟啉6．劳动或运动时ATP因消耗而大量减少，此时A．ADP相应增加，ATP/ADP下降，呼吸随之加快B．ADP相应减少，以维持ATP/ADP恢复正常C．ADP大量减少，ATP/ADP增高，呼吸随之加快D．ADP大量磷酸化以维持ATP/ADP不变E．以上都不对7．电子传递中生成ATP的三个部位是A. NADH→CoQ，cytb→cytc，cytaa3→O2B. FMN→CoQ，CoQ→cytb，cytaa3→O2C. NADH→FMN, CoQ→cytb, cytaa3→O2D. FAD→CoQ，cytb→cytc，cytaa3→O2E. FAD→cytb，cyb→cytc,cytaa3→O28．下列属于呼吸链中递氢体的是A．细胞色素 B．尼克酰胺 C．黄素蛋白D．铁硫蛋白 E．细胞色素氧化酶9．氰化物中毒时，被抑制的是A．Cytb B．CytC1 C．CytC D．Cyta E．Cytaa310. 在正常线粒体呼吸链中，还原性高的细胞色素是A. 细胞色素cB. 细胞色素c1C. 细胞色素bD. 细胞色素aE. 细胞色素aa311．线粒体氧化磷酸化解偶联是意味着A．线粒体氧化作用停止 B．线粒体膜ATP酶被抑制C．线粒体三羧酸循环停止 D．线粒体能利用氧，但不能生成ATPE．线粒体膜的钝化变性12．1摩尔琥珀酸脱氢生成延胡索酸时，脱下的一对氢原子经过呼吸链氧化生成水，同时生成多少摩尔ATPA. 1B. 2C. 3D. 4E. 513. 线粒体内膜两侧形成质子梯度的能量来源是A. 磷酸肌酸水解B. ATP水解C. 磷酸烯醇式丙酮酸D. 电子传递链在传递电子时所释放的能量E. 各种三磷酸核苷酸14. 细胞色素氧化酶（aa3）中除含铁卟啉外还含有A. MnB. ZnC. CoD. MgE. Cu15. 有关还原当量的穿梭叙述错误的是A. 2H经苹果酸穿梭在线粒体内生成3分子ATPB. 2H经α-磷酸甘油穿梭在线粒体内生成2分子ATPC. 胞液生成的NADH只能进线粒体才能氧化成水D. 2H经穿梭作用进入线粒体需消耗ATPE. NADH不能自由通过线粒体内膜16. 体内两条电子传递链分别以不同递氢体起始，经呼吸链最后将电子传递给氧，生成水。
第十二章生物氧化PPT课件
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呼吸链的电子传递抑制剂图示
NADH
NADH-Q还原酶
鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素
CoQ
琥珀酸-Q还原酶
FADH2
cytb cytc1
抗霉素A
cytc
cytaa3
氰化物、一氧化碳、硫化氢、叠氮化合物
O2
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第三节 氧化磷酸化
一、概念 二、氧化磷酸化偶联部位及P/O比 三、氧化磷酸化机理 四、氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂
例：
苹果酸脱氢酶
NAD+
NADH+H+ NAD+
草酰乙酸
2e-
电子传递链
2H+
1\2 O2 O= H2O
（3）当有机物被氧化成CO2和H2O时， 释放的能量怎样转化成ATP—能量如何 产生？
氧化磷酸化 底物水平磷酸化
生物氧化的过程
生物氧化的三个阶段
多糖 葡萄糖
脂肪
蛋白质
甘油＋脂肪酸
氨基酸
大分子降解 成基本结构 单位
▪ 这是需氧生物合成ATP的主要途径。 ▪ 真核生物的电子传递和氧化磷酸化均在线粒体内
膜上进行。原核生物则在质膜上进行。
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二、氧化磷酸化偶联部位及P/O比
1、P/O比：
1940年，S Ochoa测定了在呼吸链中O2的消耗与ATP 生成的关系，为此提出P/O比的概念。（同位素实验）
❖一对电子经呼吸链传给O2的过程中所产生的ATP分子 数。实质是指每消耗1 mol原子氧所产生的ATP的物质量
NADH 氧化呼吸 链
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1、 NADH-Q还原酶(NADH脱氢酶、复合体
Ⅰ、
生物化学复习提纲
生物化学复习提纲1.生物氧化a)呼吸链：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子，并与之结合生成水的全部体系称呼吸链。
b)P/O比值：物质氧化时，每消耗1摩尔氧原子所消耗无机磷的摩尔数，即一对电子经电子传递链转移至1摩尔氧原子时生成ATP的摩尔数。
c)生物氧化：有机物在生物体内氧的作用下，生成CO2和水并释放能量的过程称为生物氧化。
d)高能化合物：含自由能高的磷酸化合物称为高能化合物。
e)氧化磷酸化：伴随放能的氧化作用而进行的磷酸化作用称为氧化磷酸化。
f)底物水平磷酸化：底物水平磷酸化是在被氧化的底物上发生磷酸化作用，即在底物被氧化的过程中，形成了某些高能的磷酸化合物，这些高能磷酸化合物通过酶的作用使ADP生成ATP。
g)电子水平磷酸化：电子由NADH或FADH2经呼吸链传递给氧，最终形成水的过程中伴有ADP磷酸化为ATP，这一过程称为电子水平磷酸化。
h)磷酸-甘油穿梭系统：在脑和骨骼肌，胞液中产生的还原当量转运进入线粒体氧化的方式。
以磷酸甘油为载体，进入线粒体FADH2氧化呼吸链氧化，生成1.5分钟ATP。
i)苹果酸-天冬氨酸穿梭系统：在心肌和肝，胞液中产生的还原当量转运进入线粒体氧化的方式。
以苹果酸为载体，进入线粒体NADH氧化呼吸链氧化，生成2.5分钟ATP。
各种生物的新陈代谢过程虽然复杂，但却有共同特点：反应条件温和，由酶所催化，对内外环境条件有高度的适应性和灵敏的自动调节机制。
有机物在生物体内氧的作用下，生成CO2和H2O并释放能量的过程称为生物氧化。
生物体内氧化反应有脱氢、脱电子、加氧等类型。
常见的高能化合物：磷酸烯醇丙酮酸、乙酰磷酸、腺苷三磷酸、磷酸肌酸、乙酰辅酶A典型的呼吸链有NADH呼吸链与FADH2呼吸链。
呼吸链由线粒体内膜上NADH脱氢酶复合物（复合物I），细胞色素b、c1复合物（复合物III）和细胞色素氧化酶（复合物IV）3个蛋白质复合物组成。
中山大学生物化学复习资料
生物氧化㈠概述概念：糖、脂、蛋白质和核酸等有机物在机体内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2和H2O等小分子物质并释放出化学能的总过程称为生物氧化，又称为组织呼吸或细胞呼吸生物氧化在线粒体内和线粒体外均可进行。
意义：线粒体内的氧化伴有ATP的生成，在生物能量代谢中起重要作用；线粒体外的氧化不伴有ATP生成，主要与体内代谢物、药物、毒物的生物转化有关。
线粒体内生物氧化的特点：①在细胞内由酶催化；②温和条件(37℃,pH中性)进行；③能量逐步释放，并有相当一部分能量储存在ATP分子中.㈡线粒体氧化体系⒈概念呼吸链：氢或电子的传递链就叫呼吸链，又称为电子传递系统。
氧化磷酸化：与生物氧化相伴而生的磷酸化作用称为氧化磷酸化，即代谢物被氧化释放的电子通过一系列电子传递体传到O2并伴随将ADP磷酸化产生ATP的过程。
P/O比值：每消耗1摩尔原子氧所消耗的磷的原子数。
底物水平磷酸化：指ATP的形成直接与代谢中间物上的磷酸基团的转移相偶联，即能量直接由高能化合物释放出来，用于ADP磷酸化成ATP。
体内三个底物水平磷酸化的反应：1,3-二磷酸甘油酸＋ADP→3-磷酸甘油酸＋ATP 3－磷酸甘油酸激酶磷酸烯醇式丙酮酸＋ADP→丙酮酸＋ATP 丙酮酸激酶琥珀酸单酰CoA＋H3PO4 ＋GDP→琥珀酸＋CoASH+ GTP 琥珀酸单酰CoA合成酶⒉呼吸链的组分及排列顺序3. 影响氧化磷酸化的因素⑴鱼藤酮、粉蝶霉素A、异戊巴比妥可与复合物Ⅰ中的铁硫蛋白结合，阻断电子传递；⑵抗霉素A、二巯基丙醇抑制复合物Ⅱ；⑶H2S、CO及CN-抑制复合物Ⅲ；⑷寡霉素可抑制ATP合成酶，使ATP不能生成；⑸二硝基酚是解偶联剂，使氧化和磷酸化过程脱偶联。
4. 氧化磷酸化的作用机理化学渗透学说该学说是1961年由Peter Mitchell提出的，认为电子传递链是一个质子泵，以NADH呼吸链为例，每2个电子经该呼吸链传递到氧，就有6个质子从基质被排到内膜外溶液中，于是在内膜内外产生了内负外正的质子梯度。
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生物氧化复习资料
生物体内，物质氧化的常见方式：加氧、脱氢、失去电子
营养物质经柠檬酸循环或其他代谢途径进行脱氢反应，产生的成对氢原子以还原当量NADH+氢离子或FADH2的形式存在，是生物氧化过程中产生的主要还原电子载体
第一节氧化呼吸链是由具有电子传递功能的复合体组成
氧化呼吸链：生物体将NADH+氢离子和FADH2彻底氧化生产水和ATP的过程与细胞呼吸有关，需要消耗氧，参与氧化还原反应的组分由含辅助因子的多种蛋白酶复合体组成，形成一个连续的传递链
真核细胞中主要在线粒体中进行
递氢体：传递氢的酶蛋白或辅助因子（递氢的过程也需传递电子）电子传递体：传递电子
一）氧化呼吸链是由4种具有传递电子能力的复合体组成
氧化呼吸链的四种蛋白酶复合体位于线粒体内膜上，分别为复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
其中复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ镶嵌于线粒体内膜的双层脂质膜，复合体Ⅱ仅镶嵌于双层脂质膜的内侧
电子传递的过程主要通过金属离子价键的变化、氢原子（氢离子+电子）转移的方式进行。
本质是由电势能转化为化学能的过程
复合体Ⅰ：NADH—泛醌还原酶复合体Ⅱ：琥珀酸—泛醌还原酶复合体Ⅲ：泛醌—细胞色素c还原酶复合体Ⅳ：细胞色素c氧化酶
（一）复合体Ⅰ将NADH+氢离子中的电子传递给泛醌
复合体Ⅰ中的电子传递路径：还原型NADH失去电子被氧化生成NAD+，其电子被复合体Ⅰ接受并传递给泛醌
复合体Ⅰ可催化两个同时进行的过程：将一对电子从还原型的NADH传递到泛醌的过程中，可同时偶联质子的泵出过程，将4个氢离子从内膜基质侧泵到内膜胞质侧。
复合体Ⅰ有质子泵功能，所需能量来自于电子传递过程。
注：泛醌又称辅酶Q（CoQ），是一种小分子、脂溶性醌类化合物
（二）复合体Ⅱ将电子从琥珀酸传递到泛醌
复合体Ⅱ是柠檬酸循环中的琥珀酸脱氢酶，其功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌——琥珀酸的脱氢反应是FDA转变为FADH2，后者再将电子传递到铁硫中心，然后传递给泛醌
注：铁硫中心是由氧化呼吸链中的铁硫蛋白其中的铁离子通过无机硫原子或铁硫蛋白中的半胱氨酸残基的硫原子相连，形成铁硫中心。
铁硫蛋白是单电子传递体复合体Ⅱ没有氢离子泵的功能
（三）复合体Ⅲ将电子从还原型泛醌传递到细胞色素C
复合体Ⅲ的功能：泛醌从复合体Ⅰ或复合体Ⅱ募集还原当量并穿梭传递到复合体Ⅲ，后者再将电子传递到细胞色素c
注：细胞色素（Cyt）是一类含血红素样辅基的电子传递蛋白，为单电子传递体细胞色素c是氧化呼吸链唯一的水溶性球状蛋白
（四）复合体Ⅳ将电子从细胞色素c传递给氧
复合体Ⅳ的功能：将Cytc的电子传递给分子氧，使之还原为水
复合体Ⅳ有质子泵的功能
二） NADH和FADH2是氧化呼吸链的电子供体
氧化呼吸链有两条途径：
一）NADH氧化呼吸链，以NADH为电子供体，电子传递顺序为：
NADH✍复合体Ⅰ✍泛醌✍复合体Ⅲ✍细胞色素C✍复合体Ⅳ✍氧气
二）FADH2氧化呼吸链，也称琥珀酸氧化呼吸链，以FADH2为电子供体，电子传递顺序为：
琥珀酸✍复合体Ⅱ✍泛醌✍复合体Ⅲ✍细胞色素c✍复合体Ⅳ✍氧气
第二节氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化偶联生成ATP
细胞中由ADP磷酸化生成ATP的方式有两种：
一：与脱氢反应偶联，直接将高能代谢分子中的能量转移到ADP，生成ATP，称底物水平磷酸化
二：ATP形成的主要方式是氧化水平磷酸化，即由代谢物脱下的氢，经线粒体氧化呼吸链电子传递释放能量，此释能过程与驱动ADP磷酸化生成ATP相偶联，即还原当量的氧化过程与ADP的磷酸化过程相偶联，产生能量ATP，又称偶联磷酸化氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ内
氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度，当质子从线粒体膜间腔返回到基质中时，这种势能可被位于线粒体内膜上的ATP合酶利用以合成ATP
第三节氧化磷酸化影响因素
（一）体内能量状态可调节氧化磷酸化速率
ATP/ADP比值下降，可致氧化磷酸化速度加快，反之氧化磷酸化速度降低
（二）药物和毒物——呼吸链抑制剂（能抑制呼吸链递氢或递电子）
（三）甲状腺激素——可加快氧化磷酸化速率
胞质中的NADH通过穿梭机制进入线粒体的氧化呼吸链
一）3—磷酸甘油穿梭主要存在于脑和骨骼肌中
NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体，经琥珀酸氧化呼吸链氧化磷酸化，产生1.5个ATP
穿梭路径：在胞质中，磷酸二羟基丙酮在甘油磷酸脱氢酶的作用下生成3—磷酸甘油，伴随NADH脱氢生成NAD+，3—磷酸甘油进入线粒体，再由甘油磷酸脱氢酶的催化下生成磷酸二氢基丙酮，同时生成FADH2,磷酸二氢基丙酮再进入胞质完成穿梭
（二）苹果酸—天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中
NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体，经NADH氧化呼吸链氧化磷酸化，产生2.5个ATP
穿梭途径：在胞质中，草酰乙酸在苹果酸脱氢酶的作用下生成苹果酸，同时NADH 脱氢生成NAD+，苹果酸进入线粒体在苹果酸脱氢酶的作用下再次生成草酰乙酸，并伴随NAD+转化成NADH。
草酰乙酸在线粒体内与谷氨酸在转氨酶的作用下生成天冬氨酸和α—酮戊二酸，天冬氨酸和α—酮戊二酸出线粒体，在胞质内由转氨酶催化再转化为草酰乙酸和谷氨酸。