《Q第八章生物氧化》課件

生物氧化《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!主要內(nèi)容:（1）細(xì)胞如何在酶的催化下將有機(jī)物中的C變成CO2—CO2如何形成？脫羧反應(yīng)（2）在酶的作用下細(xì)胞怎樣利用分子氧將有機(jī)物中的H氧化成H2O—H2O如何形成？電子傳遞鏈（3）當(dāng)有機(jī)物被氧化成CO2和H2O時(shí)，釋放的能量怎樣轉(zhuǎn)化成ATP—能量如何產(chǎn)生？底物水平磷酸化氧化磷酸化《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!節(jié)生物氧化的方式和特點(diǎn)1.生物氧化的概念物質(zhì)在生物體內(nèi)進(jìn)行的氧化稱生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時(shí)逐步釋放能量，最終生成CO2和H2O的過(guò)程。糖

脂肪

蛋白質(zhì)CO2和H2O

O2能量ADP+PiATP熱能《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!2.CO2的生成生物體內(nèi)CO2的生成來(lái)源于有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)楹然衔锏拿擊茸饔谩?1)直接脫羧例：+CO2H2N-CH-COOHR氨基酸脫羧酶CH2-NH2R《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!3.物質(zhì)氧化的方式（1）與氧結(jié)合（直接加氧）苯丙氨酸酪氨酸O2（2）脫氫（直接脫下一對(duì)氫原子）乳酸脫氫酶《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!（4）加水脫氫如：醛氧化為酸《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!5.參與生物氧化的酶類①脫氫酶——使代謝物的氫活化和脫落，傳遞給受氫體或中間傳遞體。②加氧酶——將氧原子加到底物分子上。例如，甲烷單加氧酶

CH4+NADH+O2

CH3-OH+NAD++H2O《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!一、呼吸鏈的概念二、呼吸鏈的組成三、呼吸鏈的排列順序第二節(jié)生物氧化中水的生成《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!H2O的生成

代謝物在脫氫酶催化下脫下的氫由相應(yīng)的氫載體（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通過(guò)一系列遞氫體或遞電子體傳遞給氧而生成H2O。CH3CH2OHCH3CHONAD+

NADH+H+

乙醇脫氫酶例：1\2O2NAD+電子傳遞鏈H2O2eO=2H+《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!

線粒體的結(jié)構(gòu)呼吸鏈位置:位于線粒體內(nèi)膜上(真核)，細(xì)胞膜上(原核)?！禥第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!2.以FMN或FAD為輔基的脫氫酶（黃素酶）《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!4．泛醌類（UQ）泛醌又稱輔酶Q（COQ），為一脂溶性醌類化合物，能可逆地進(jìn)行加氫和脫氫反應(yīng)，是遞氫體。結(jié)構(gòu)（CoQ）《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!Cyta3以氧為直接受體，稱為細(xì)胞色素氧化酶，除了含有鐵卟啉外，還含有銅原子。在電子傳遞過(guò)程中，可發(fā)生Cu+

Cu2+的互變，將所攜帶的電子傳遞給O2。細(xì)胞色素氧化酶一般以Cyta1a3復(fù)合體存在《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!NADH氧化呼吸鏈FADH2氧化呼吸鏈NADH呼吸鏈：絕大部分分解代謝的脫氫氧化反應(yīng)通過(guò)此呼吸鏈完成FADH2呼吸鏈：只能催化某些代謝物脫氫,不能使NADH或NADPH脫氫2.兩條呼吸鏈《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!

呼吸鏈各組分在線粒體中存在的形式：4種功能復(fù)合物《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!一、ATP

(P252)化合物水解時(shí)放出的能量＞20.9KJ/mol者,稱高能化合物。其所含鍵稱高能鍵。高能磷酸鍵:～P或～PATP是最主要的直接供能物質(zhì)《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!ATP的特殊作用

★作用：是能量的攜帶者或傳遞者，而非貯存者，是能量貨幣ATP是生物細(xì)胞內(nèi)能量代謝的偶聯(lián)劑（是細(xì)胞內(nèi)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的中間載體）～P～P～P～PATP～P02108641214磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移能磷酸烯醇式丙酮酸1,3-磷酸甘油酸磷酸肌酸（磷酸基團(tuán)儲(chǔ)備物）

6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油醛《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!氧化磷酸化底物水平磷酸化呼吸鏈磷酸化(最主要)生物氧化不僅僅是消耗O2生成CO2和H2O，更重要的是在這個(gè)過(guò)程中有能量的釋放。釋放出的能量在細(xì)胞內(nèi)以ATP的形式貯存，以供細(xì)胞代謝活動(dòng)。二、ATP的生成方式（重點(diǎn)）《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!●是捕獲能量的一種方式。如在發(fā)酵作用（無(wú)氧呼吸）中是進(jìn)行生物氧化取得能量的唯一方式。●和氧的存在與否無(wú)關(guān)。在ATP生成中沒(méi)有氧分子參與，也不經(jīng)過(guò)電子傳遞鏈傳遞電子。特點(diǎn):《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!3.氧化磷酸化偶聯(lián)部位（重點(diǎn)）

(P253)ADP+H3PO4ATP實(shí)質(zhì)：每消耗1mol氧原子所產(chǎn)生的ATP的mol數(shù)。1)P/O比

1940年，Sochoa測(cè)定了在呼吸鏈中O2的消耗與ATP生成的關(guān)系，為此提出P/O比的概念。（同位素實(shí)驗(yàn)）

P/O比定義：當(dāng)一對(duì)電子經(jīng)呼吸鏈傳給氧的過(guò)程中所產(chǎn)生的ATP分子數(shù)?！禥第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!ADP+PiATP△G0′=30.5kJ/mol

呼吸鏈電子傳遞時(shí)△G0′的變化部位△G0′(kJ/mol)NADH-FMN-55.6Cytb-Cytc-34.7Cytaa3-O2-102.13)ATP產(chǎn)生的部位--即氧化與磷酸化的偶聯(lián)部位《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!在氧化磷酸化中，電子從一個(gè)載體到另一個(gè)載體的傳遞過(guò)程中究竟怎樣促使ADP磷酸化成ATP的？

目前最為流行的是化學(xué)滲透假說(shuō)（PeterMitchell于1961年提出）：三、氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制---化學(xué)滲透假說(shuō)1978年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!（1）呼吸鏈抑制劑琥珀酸FANAD+FMNCoQbc1caa3O2阿米妥魚(yú)藤酮戊巴比妥抗霉素AH2SCOCN作用：阻斷電子傳遞D2.抑制劑阿的平《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!五、線粒體外的氧化磷酸化

--細(xì)胞質(zhì)中NADH/NADPH的氧化轉(zhuǎn)運(yùn)NADH的機(jī)制主要有：

α-磷酸甘油穿梭蘋果酸穿梭

真核細(xì)胞細(xì)胞液中產(chǎn)生的NADH/NADPH必須經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)入線粒體后才能經(jīng)呼吸鏈氧化生成ATP！轉(zhuǎn)運(yùn)NADPH:異檸檬酸穿梭《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!2、蘋果酸穿梭（1NADH：2.5ATP）

主要存在于肝、心肌組織中?！禥第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!本章重點(diǎn)1.呼吸鏈的組成及其作用2.兩條典型呼吸鏈的排列順序3.氧化磷酸化的偶聯(lián)部位4.影響氧化磷酸化的因素5.胞液中NADH進(jìn)入線粒體的兩種穿梭機(jī)制對(duì)應(yīng)的能量《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!(2)氧化脫羧：在脫羧過(guò)程中伴隨著氧化HOOCCH2CHOHCOOHCH3CCOOH+CO2NADP+NADPH+H+O蘋果酸《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!（3）失去電子（直接脫下電子）《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!4.生物氧化的特點(diǎn)C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量(2840kJ/mol)生物氧化體外燃燒反應(yīng)條件

溫和劇烈

(體溫、pH近中性)(高溫、高壓)反應(yīng)過(guò)程多歩酶促反應(yīng)一步完成能量釋放逐步進(jìn)行瞬間釋放

（化學(xué)能、熱能）（熱能）CO2生成方式有機(jī)酸脫羧碳和氧結(jié)合《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!③傳遞體——中間傳遞氫或電子的物質(zhì)。④氧化酶——以氧為直接受氫體的氧化還原酶類---將來(lái)自傳遞體的氫傳給氧生成水?！禥第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!線粒體結(jié)構(gòu)線粒體結(jié)構(gòu)《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!一、呼吸鏈（respiratorychain)

概念：代謝物脫下的成對(duì)氫原子（2H）通過(guò)多種酶和輔酶所催化的連鎖反應(yīng)逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，這一系列的酶和輔酶稱為呼吸鏈(respiratorychain)又稱電子傳遞鏈(electrontransferchain)。組成：脫氫酶、傳遞體和氧化酶各組分按一定順序排列在線粒體內(nèi)膜《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!1.以NAD或NADP為輔酶的脫氫酶催化代謝物脫氫，由NAD+或NADP+接受，然后將氫交給中間傳遞體。NAD(P)++2H++2eNAD(P)H+H+還原氧化二、呼吸鏈的組成《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!3.鐵硫蛋白因其活性部分含活潑的硫和鐵原子，故稱鐵硫中心。它是一類與電子傳遞有關(guān)的非血紅素鐵蛋白，其作用是借鐵的變價(jià)進(jìn)行電子傳遞（單電子傳遞體）:

Fe3++eFe2+《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!

5．細(xì)胞色素類（Cyt）——電子傳遞體是一類以鐵卟啉為輔基的蛋白質(zhì)，因有顏色而得名。主要有細(xì)胞色素b、c1、c、a、a3等。主要通過(guò)輔基中Fe3+

Fe2+的互變而傳遞電子。2Cyt·Fe3++2e-

?2Cyt·Fe2+《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!1.電子按氧化還原電位由低到高傳遞,根據(jù)呼吸鏈中各組分的氧化還原電位由低到高的順序推出電子的傳遞方向:三、呼吸鏈中傳遞體的順序《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!一、ATP二、ATP的生成方式三、氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制四、解偶聯(lián)劑和抑制劑對(duì)氧化磷酸化的影響五、線粒體外的氧化磷酸化第三節(jié)生物氧化中能量的生成《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!其他高能化合物如：磷酸肌酸（肌肉中的儲(chǔ)存形式）《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!1.底物水平磷酸化

－－底物被氧化時(shí)伴隨著分子內(nèi)部能量的重新分布,形成了某些高能磷酸化合物,然后酶使磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP上形成ATP。X~+ADP→ATP+XP《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!ADP+PiATP氧化磷酸化偶聯(lián)呼吸鏈AH22H(2H++2e)A能量O212H2O定義：當(dāng)電子從NADH或FADH2經(jīng)過(guò)電子傳遞體系（呼吸鏈）傳遞給氧形成水時(shí)，同時(shí)伴有ADP磷酸化為ATP，因此又稱電子傳遞體系磷酸化。2.呼吸鏈磷酸化----體內(nèi)產(chǎn)生ATP的主要方式。如：1molNADH+H+經(jīng)NADH呼吸鏈能夠產(chǎn)生2.5molATP《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!實(shí)驗(yàn)證明：NADH呼吸鏈的P/O值是2.5，即代謝物每脫掉兩個(gè)氫，若經(jīng)NADH呼吸鏈傳遞給氧，每消耗一摩爾氧原子就可形成2.5摩爾ATP；FADH2呼吸鏈的P/O值是1.5，即代謝物每脫掉兩個(gè)氫，若經(jīng)FADH2呼吸鏈傳遞給氧，每消耗一摩爾氧原子可形成1.5摩爾ATP。2)ATP產(chǎn)生的數(shù)量：《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!氧化磷酸化偶聯(lián)部位琥珀酸

FADNADH

FMNCoQCytbc1caa3O2ATPADP+PiATPADP+PiATPADP+Pi《Q第八章生物氧化》課件共53頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁(yè)!1.電子在呼吸鏈