07 第八章 生物氧化.docx
页数：11页文件大小：393.5 KB来源： 生物化学ppt课件 {{#tag}} {{#state}}已收藏{{/state}} {{^state}}请收藏{{/state}} {{/tag}}
本课件从生物体作为开放体系的能量转换讲起，把热力学第一、第二定律与自由能变化的可加性引入生化反应，随后定义生物氧化与高能磷酸化合物，重点解析线粒体内膜上呼吸链四个复合物的组成、辅基与电子传递顺序，说明电子传递抑制剂在确定传递体顺序中的作用，最后用化学渗透学说、ATP 合成酶旋转催化、P/O 比与呼吸控制、解偶联剂以及两种 NADH 穿梭系统完成氧化磷酸化的完整图景。
查看本课件的文字版（共 11 页，供检索与复制）
第1页：生物体的能量需求
- 生物体的需能变化
- 能量的来源
- 生物体是一个开放体系，处于不断的、恒定的物质流、能量流、信息流的特殊状态中
第2页：热力学定律在生化中的应用
- 生物体系能量的变化遵循热力学第一和第二定律：恒温恒压（dP=0，dV=0）
- 熵（S）：体系无序度的量度
- 自由能与平衡常数
- 自由能变化的可加性：在偶联的几个化学反应中，自由能总变化等于每一步反应自由能变化的总和
第3页：高能磷酸化合物与ATP
- 生化中的规定：水作为反应物或产物时浓度规定为 1；标准状态为 pH 7.0、25 ℃（ΔG°′）；自由能变化使用焦耳或千焦每摩尔
- 高能磷酸化合物：水解释放自由能 ≥ 20 kJ/mol（≥ 5000 cal/mol）的化合物
- ATP 的特殊结构及其在能量代谢中的特殊作用
- NADPH 的作用
第4页：生物氧化的概念与特点
- 生物氧化
- 有机分子在机体内氧化分解成 CO₂ 和 H₂O 并释放出能量的过程，是需氧细胞呼吸作用中的一系列氧化还原反应
- 特点：在体温下进行（37 ℃）；在酶的催化下逐步氧化、逐步释放能量；氧化释放的能量形成 ATP
- 生物体内电子转移的几种形式
第5页：电子传递链的组成
- 电子传递链
- 位于线粒体内膜；NADH 脱氢酶（NADH-CoQ 还原酶，复合物 I）的电子传递为 NADH → FMN → Fe-S → CoQ
氧化还原电势与自由能的关系见本页图示。
第6页：NADH脱氢酶与细胞色素C还原酶
线粒体呼吸链复合物 I 与 III| 复合物 | 分子量 | 亚基数 | 电子传递 |
|---|
| 复合物 I（NADH 脱氢酶） | 850 kD | 43 | NADH → FMN → Fe-S → CoQ |
|---|
| 复合物 III（细胞色素 C 还原酶） | 250 kD | 11 | CoQH₂ → Cyt.b → Fe-S → Cyt.c₁ |
|---|
- NADH 脱氢酶是多酶复合物，包括黄素蛋白和铁硫蛋白；铁硫蛋白有三种形式：Fe、Fe₂S₂、Fe₄S₄
- 辅酶 Q：呼吸链中唯一的非蛋白组分和脂溶性组分
第7页：细胞色素C与复合物II、IV
呼吸链复合物 II 与 IV| 复合物 | 分子量 | 亚基数 | 电子传递 |
|---|
| 复合物 IV（细胞色素 C 氧化酶） | 160 kD | 13 | Cyt.a → Cyt.a₃ → 1/2 O₂ |
|---|
| 复合物 II（琥珀酸-辅酶 Q 还原酶） | 140 kD | 4 | 琥珀酸 + FAD → 延胡索酸 + FADH₂ → Fe-S → CoQ |
|---|
细胞色素 C 是呼吸链中唯一不与膜紧密结合的蛋白。
第8页：电子传递抑制剂的应用
- 电子传递抑制剂
- 电子传递体排列顺序的确定：电子传递抑制剂的应用；氧化还原电位的测定
第9页：氧化磷酸化与化学渗透学说
- 氧化磷酸化作用
- 与电子传递相伴而生的磷酸化作用，即将电子传递过程中释放的自由能转移，使 ADP 形成高能 ATP
- 化学渗透学说
- 电子传递驱动质子跨膜转运形成质子梯度，质子回流时驱动 ATP 合成
- ATP 合成酶
- 世界上最小的分子马达；按旋转催化模型工作
第10页：P/O比与呼吸控制
- 旋转催化模型；ATP 从线粒体向胞浆的转运
- 一对电子通过呼吸链合成 ATP 的数目：2.5 或 1.5 个
- P/O 比：每消耗 1 摩尔原子氧时生成的 ATP 的摩尔数
- ADP 对氧化磷酸化的调节作用称为呼吸控制
第11页：解偶联作用与穿梭系统
- 氧化磷酸化抑制剂（寡霉素）
- 解偶联作用与 2,4-二硝基苯酚的解偶联机制
- 细胞质中 NADH 进入线粒体的机制：磷酸甘油穿梭系统（磷酸甘油脱氢酶，脑等组织）、苹果酸-天冬氨酸穿梭系统（心脏、肝脏等组织）
