生物化学第七章生物氧化
生物化学第七章生物氧化
适用于高中生物竞赛
一、生物氧化的概念和特点：
物质在生物体内氧化分解并释放出能量的过程称为生物氧化。与体外燃烧一样，生物氧化也是一个消耗O2，生成CO2和H2O，并释放出大量能量的过程。但与体外燃烧不同的是，生物氧化过程是在37℃，近于中性的含水环境中，由酶催化进行的；反应逐步释放出能量，相当一部分能量以高能磷酸酯键的形式储存起来。
二、线粒体氧化呼吸链：
在线粒体中，由若干递氢体或递电子体按一定顺序排列组成的，与细胞呼吸过程有关的链式反应体系称为呼吸链。这些递氢体或递电子体往往以复合体的形式存在于线粒体内膜上。主要的复合体有：
1．复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）：由一分子NADH还原酶（FMN），两分子铁硫蛋白（Fe-S）和一分子CoQ组成，其作用是将（NADH+H+）传递给CoQ。
铁硫蛋白分子中含有非血红素铁和对酸不稳定的硫。其分子中的铁离子与硫原子构成一种特殊的正四面体
结构，称为铁硫中心或铁硫簇，铁硫蛋白是单电子传递体。泛醌（CoQ）是存在于线粒体内膜上的一种脂溶性醌类化合物。分子中含对苯醌结构，可接受二个氢原子而转变成对苯二酚结构，是一种双递氢体。
2．复合体Ⅱ（琥珀酸-泛醌还原酶）：由一分子琥珀酸脱氢酶（FAD），两分子铁硫蛋白和两分子Cytb560组成，其作用是将FADH2传递给CoQ。
细胞色素类：这是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质，为单电子传递体。细胞色素可存在于线粒体内膜，也可存在于微粒体。存在于线粒体内膜的细胞色素有Cytaa3，Cytb（b560，b562，b566），Cytc，Cytc1；而存在于微粒体的细胞色素有CytP450和Cytb5。
3．复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶）：由两分子Cytb（分别为Cytb562和Cytb566），一分子Cytc1和一分子铁硫蛋白组成，其作用是将电子由泛醌传递给Cytc。
4．复合体Ⅳ（细胞色素c氧化酶）：由一分子Cyta和一分子Cyta3组成，含两个铜离子，可直接将电子传递给氧，故Cytaa3又称为细胞色素c氧化酶，其作用是将电子由Cytc传递给氧。
三、呼吸链成分的排列顺序：
由上述递氢体或递电子体组成了NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链两条呼吸链。
1．NADH氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为：
NAD+→[FMN(Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2丙酮酸、α-酮戊二酸、异柠檬酸、苹果酸、β-羟丁酸、β-羟脂酰CoA和谷氨酸脱氢后经此呼吸链递氢。
2．琥珀酸氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为：
[FAD(Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2琥珀酸、3-磷酸甘油（线粒体）和脂酰CoA脱氢后经此呼吸链递氢。
四、生物体内能量生成的方式：
1．氧化磷酸化：在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递氢体系传
递给氧，在此过程中释放能量使ADP磷酸化生成ATP，这种能量的生成方
式就称为氧化磷酸化。
2．底物水平磷酸化：直接将底物分子中的高能键转变为ATP分子中
的末端高能磷酸键的过程称为底物水平磷酸化。
五、氧化磷酸化的偶联部位：
每消耗一摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数称为P/O比值。当底物
脱氢以NAD+为受氢体时，P/O比值约为3；而当底物脱氢以FAD为受氢体时，P/O比值约为2。故NADH氧化呼吸链有三个生成ATP的偶联部位，而
琥珀酸氧化呼吸链只有两个生成ATP的偶联部位。
适用于高中生物竞赛
六、氧化磷酸化的偶联机制：
目前公认的机制是1961年由Mitchell提出的化学渗透学说。这一学
说认为氧化呼吸链存在于线粒体内膜上，当氧化反应进行时，H+通过氢泵
作用（氧化还原袢）被排斥到线粒体内膜外侧（膜间腔），从而形成跨膜pH梯度和跨膜电位差。这种形式的能量，可以被存在于线粒体内膜上的ATP合酶利用，生成高能磷酸基团，并与ADP结合而合成ATP。
在电镜下，ATP合酶分为三个部分，即头部，柄部和基底部。但如用
生化技术进行分离，则只能得到F0（基底部+部分柄部）和F1（头部+部
分柄部）两部分。ATP合酶的中心存在质子通道，当质子通过这一通道进
入线粒体基质时，其能量被头部的ATP合酶催化活性中心利用以合成ATP。
七、氧化磷酸化的影响因素：
1．ATP/ADP比值：ATP/ADP比值是调节氧化磷酸化速度的重要因素。ATP/ADP比值下降，可致氧化磷酸化速度加快；反之，当ATP/ADP比值升高时，则氧化磷酸化速度减慢。
2．甲状腺激素：甲状腺激素可以激活细胞膜上的Na+,K+-ATP酶，使ATP水解增加，因而使ATP/ADP比值下降，氧化磷酸化速度加快。
3．药物和毒物：
⑴呼吸链的抑制剂：能够抑制呼吸链递氢或递电子过程的药物或毒物称为呼吸链的抑制剂。能够抑制第一位点的有异戊巴比妥、粉蝶霉素A、鱼藤酮等；能够抑制第二位点的有抗霉素A和二巯基丙醇；能够抑制第三位点的有CO、H2S和CN-、N3-。其中，CN-和N3-主要抑制氧化型
Cytaa3-Fe3+，而CO和H2S主要抑制还原型Cytaa3-Fe2+。
⑵解偶联剂：不抑制呼吸链的递氢或递电子过程，但能使氧化产生的能量不能用于ADP的磷酸化的试剂称为解偶联剂。其机理是增大了线粒体内膜对H+的通透性，使H+的跨膜梯度消除，从而使氧化过程释放的能量不能用于ATP的合成反应。主要的解偶联剂有2,4-二硝基酚。
⑶氧化磷酸化的抑制剂：对电子传递和ADP磷酸化均有抑制作用的药物和毒物称为氧化磷酸化的抑制剂，如寡霉素。
八、高能磷酸键的类型：
生物化学中常将水解时释放的能量>20kJ/mol的磷酸键称为高能磷酸键，主要有以下几种类型：
1．磷酸酐键：包括各种多磷酸核苷类化合物，如ADP，ATP等。
2．混合酐键：由磷酸与羧酸脱水后形成的酐键，主要有1,3-二磷酸
甘油酸等化合物。
3．烯醇磷酸键：见于磷酸烯醇式丙酮酸中。
4．磷酸胍键：见于磷酸肌酸中，是肌肉和脑组织中能量的贮存形式。磷酸肌酸中的高能磷酸键不能被直接利用，而必须先将其高能磷酸键转移
给ATP，才能供生理活动之需。这一反应过程由肌酸磷酸激酶（CPK）催
化完成。
九、线粒体外NADH的穿梭：
胞液中的3-磷酸甘油醛或乳酸脱氢，均可产生NADH。这些NADH可经
穿梭系统而进入线粒体氧化磷酸化，产生H2O和ATP。
1．磷酸甘油穿梭系统：这一系统以3-磷酸甘油和磷酸二羟丙酮为载体，在两种不同的α-磷酸甘油脱氢酶的催化下，将胞液中NADH的氢原
子带入线粒体中，交给FAD，再沿琥珀酸氧化呼吸链进行氧化磷酸化。因此，如NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体，则只得到2分子ATP。
2．苹果酸穿梭系统：此系统以苹果酸和天冬氨酸为载体，在苹果酸
脱氢酶和谷草转氨酶的催化下。将胞液中NADH的氢原子带入线粒体交给NAD+，再沿NADH氧化呼吸链进行氧化磷酸化。因此，经此穿梭系统带入
一对氢原子可生成3分子ATP。
生物化学生物氧化试题及答案
【测试题】 一、名词解释 1.生物氧化 2.呼吸链 3.氧化磷酸化 4. P/O比值 5.解偶联剂 6.高能化合物 7.细胞色素 8.混合功能氧化酶 二、填空题 9．琥珀酸呼吸链的组成成分有____、____、____、____、____。 10．在NADH 氧化呼吸链中，氧化磷酸化偶联部位分别是____、____、____，此三处释放的能量均超过____KJ。11．胞液中的NADH+H+通过____和____两种穿梭机制进入线粒体，并可进入____氧化呼吸链或____氧化呼吸链，可分别产生____分子ATP或____分子ATP。 12．ATP生成的主要方式有____和____。 13．体内可消除过氧化氢的酶有____、____和____。 14．胞液中α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是____，线粒体中α-磷酸甘油脱氢酶的辅基是____。 15．铁硫簇主要有____和____两种组成形式，通过其中的铁原子与铁硫蛋白中的____相连接。 16．呼吸链中未参与形成复合体的两种游离成分是____和____。 17．FMN或FAD作为递氢体，其发挥功能的结构是____。 18．参与呼吸链构成的细胞色素有____、____、____、____、____、____。 19．呼吸链中含有铜原子的细胞色素是____。 20．构成呼吸链的四种复合体中，具有质子泵作用的是____、____、____。 21．ATP合酶由____和____两部分组成，具有质子通道功能的是____，____具有催化生成ATP 的作用。 22．呼吸链抑制剂中，____、____、____可与复合体Ⅰ结合，____、____可抑制复合体Ⅲ，可抑制细胞色素c氧化酶的物质有____、____、____。 23．因辅基不同，存在于胞液中SOD为____，存在于线粒体中的 SOD为____，两者均可消除体内产生的____。 24．微粒体中的氧化酶类主要有____和____。 三、选择题 Ａ型题 25．氰化物中毒时被抑制的细胞色素是： A.细胞色素b560 B.细胞色素b566 C.细胞色素c1 D.细胞色素c E.细胞色素aa3 26．含有烟酰胺的物质是： A. FMN B. FAD C. 泛醌 D. NAD+ E. CoA 27．细胞色素aa3除含有铁以外，还含有： A.锌 B.锰 C.铜 D.镁 E.钾 28．呼吸链存在于： A.细胞膜 B.线粒体外膜 C.线粒体内膜 D.微粒体 E.过氧化物酶体 29．呼吸链中可被一氧化碳抑制的成分是： A. FAD B. FMN C. 铁硫蛋白 D. 细胞色素aa3 E.细胞色素c 30．下列哪种物质不是NADH氧化呼吸链的组分？ A. FMN B. FAD C. 泛醌 D. 铁硫蛋白 E.细胞色素c 31．在氧化过程中可产生过氧化氢的酶是： A. SOD B.琥珀酸脱氢酶 C.细胞色素aa3 D.苹果酸脱氢酶 E.加单氧酶
第7章 生物化学习题
生物化学习题 第七章生物氧化 第一作业 一、名词解释 1、底物水平磷酸化：物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键的化合物，而这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成，这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化。 2、生物氧化：有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在生物细胞内进行氧化分解而生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化。 3、电子传递体系：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经一系列传递体，最后将质子和电子传递给氧而生成水的全部体系称为呼吸链，也称电子传递体系或电子传递链 4、氧化磷酸化作用：伴随着放能的氧化作用而进行的磷酸化。 二、问答题 1．比较生物氧化与体外燃烧的异同点。 相同点：终产物都是二氧化碳和水；释放的总能量也完全相同。 不同点：体外燃烧是有机物的碳和氢与空气中的氧直接化合成CO2和H2O ，并骤然以光和热的形式向环境散发出大量能量。而生物氧化反应是在体温及近中性的PH 环境中通过酶的催化下使有机物分子逐步发生一系列化学反应。反应中逐步释放的能量有相当一部分可以使ADP 磷酸化生成ATP ，从而储存在ATP 分子中，以供机体生理生化活动之需。一部分以热的形势散发用来维持体温。 第二作业 ２．呼吸链的组成成分有哪些？试述主要和次要的呼吸链及排列顺序。 组成成分：NAD+，黄素蛋白（辅基FMN、FAD），铁硫蛋白，辅酶Q，细胞色素b、c1、c、a、a3。 主要的呼吸链有NADH氧化呼吸链和FADH2氧化呼吸链。 呼吸链排列顺序：FAD （Fe-S） ↓ NADH→（FMN）→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→O2 （Fe-S） 3．试述氧化磷酸化的偶联部位；用哪些方法可以证明氧化磷酸化的偶联部位? 三个偶联部位：NADH和CoQ之间；CoQ和Cytc之间；Cytaa3和O2之间证明方法：①计算P/O比值：β-羟丁酸的氧化是通过NADH呼吸链，测得P/O比值接近
生物化学知识点与题目第七章生物氧化
第七章生物氧化 知识点： 一、生物氧化的特点和方式，高能化合物 生物氧化的特点；CO2生成的两种脱羧方式；高能化合物 二、线粒体的结构和功能、呼吸链与氧化磷酸化 线粒体内膜与外膜对于物质的通透性；线粒体内膜和基质中发生的反应；呼吸链的组成；递氢体与递电子体；偶联部位；呼吸链的抑制剂及其抑制部位；P/O；氧化磷酸化 三、线粒体外NADH（或NADPH）的氧化磷酸化 线粒体外NADPH异柠檬酸穿梭作用； 线粒体外NADH磷酸甘油穿梭作用；苹果酸穿梭作用，分别偶联几个ATP的生成 一、生物氧化的特点和方式，高能化合物 知识点：生物氧化的特点；CO2生成的两种脱羧方式；高能化合物 名词解释： 生物氧化；高能化合物 填空题： 1．生物氧化是在细胞中，同时产生的过程。 2．是所有生命形式的主要的能量载体。 3．是高能磷酸化合物的贮存形式，可随时转化为ATP供机体利用。 4．高能磷酸化合物通常是指水解时的化合物，其中重要的是，被称为能量代谢的。 选择题： 1．生物氧化的底物是： A、无机离子 B、蛋白质 C、核酸 D、小分子有机物 2、下列不属于高能化合物的是： A、1，3－二磷酸甘油酸 B、磷酸烯醇式丙酮酸 C、NTP D、dNDP E、1-磷酸葡萄糖 3、下列不属于高能化合物的是： A、磷酸肌酸 B、脂酰~SCoA C、乙酰~SCoA D、dNDP E、1-磷酸葡萄糖 4．A TP含有几个高能键： A、1个 B、2个 C、3个 D、4个 5．除了哪一种化合物外，下列化合物都含有高能键？ A、磷酸烯醇式丙酮酸 B、磷酸肌酸 C、ADP D、G-6-P E、1,3-二磷酸甘油酸 6．呼吸链的电子传递体中，有一组分不是蛋白质而是脂质，这就是： A、NAD+ B、FMN C、Fe-S D、CoQ E、Cyt 判断题： 1．在生物圈中，能量从光养生物流向化养生物，而物质在二者之间循环。 2．磷酸肌酸是高能磷酸化合物的贮存形式，可随时转化为A TP供机体利用。 5．生物化学中的高能键是指水解断裂时释放较多自由能的不稳定键。
生物化学__生物氧化
生物氧化 （一）名词解释 1．生物氧化 2．呼吸链 3．底物水平磷酸化 （一）名词解释 1．生物氧化：生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。生物氧化在细胞内进行，氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水，所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。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：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：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。 5．底物水平磷酸化：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A TP（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。 (二) 填空题 1．生物氧化有3种方式：____脱氢_____、_脱电子__________和_____与氧结合_____ 。2．生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有___酶；______、______辅酶；___和_____电子传递体___ 参与。 7．生物体内高能化合物有___焦磷酸化合物；；；______、___酰基磷酸化合物______、____烯醇磷酸化合物；_____、__胍基磷酸化合物；_______、____硫酯化合物_____、______甲硫键化合物___等类。 8．细胞色素a的辅基是____血红素A；_____与蛋白质以_____非共价____键结合。9．在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于___还原______状态。 13．举出4种生物体内的天然抗氧化剂___维生素E ______、____ GSH；β_____、_____胡萝卜素____、_____维生素C ____。 15．生物氧化是____燃料分子_____在细胞中____分解氧化_____，同时产生_____可供利用的化学能____的过程。 18．真核细胞生物氧化的主要场所是__线粒体_______，呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于___线粒体内膜上______。 19．以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与____呼吸_____作用，即参与从_____底物____到_______氧__电子传递作用；以NADPH为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物上的__电子_______转移到_______生物合成__反应中需电子的中间物上。 20．在呼吸链中，氢或电子从__低氧还电势_______的载体依次向___高氧还电势______的载体传递。 21．线粒体氧化磷酸化的重组实验证实了线粒体内膜含有______电子传递链的酶系；___，
生物化学 生物氧化
1.什么是生物氧化? 试比较生物氧化与非生物氧化的异同点。 物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指糖，脂肪，蛋白质等在体内分解 时，逐步释放能量最终生成CO 2和H 2 O的过程。 生物氧化的特点∶ 1 是在酶催化下进行的，反应条件温和。 2 底物的氧化是分阶段进行的，能量也是逐步释放的，这样不会因氧化过程中能量骤然释放而损害机体，同时使释放的能量得到有效的利用。 3 、生物氧化过程中释放的能量通常先储存在一些特殊的高能化合物中( 如ATP)，通过这些物质的转移作用满足机体吸能反应的需要。 4 、生物氧化受细胞的精确调节控制 生物氧化与非生物氧化的异同点： 相等点： 1.都需要O2，放出CO2和H2O 2.放出的总能量是相同的 3.反应的实质是电子或H+的转移 2 试简述呼吸链中各种酶复合物的排列顺序及ATP 的生成部位。 复合体Ⅰ NADH-Q还原酶 复合体Ⅱ琥珀酸-Q还原酶 复合体Ⅲ细胞色素C还原酶 复合体Ⅳ细胞色素C氧化酶 合成ATP的途径： 1.由复合体Ⅰ将NADH上的电子传递给辅酶Q的过程 2.由复合体Ⅲ执行的，将电子由辅酶Q传递给细胞色素c的过程 3.由复合体Ⅳ执行，将电子由细胞色素c传递给氧的过程。 3 什么是氧化磷酸化作用? NADH 呼吸链中有几个氧化磷酸化偶联位部位? 氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。 有3个氧化磷酸化偶联位部位 1.由复合体Ⅰ将NADH上的电子传递给辅酶Q的过程 2.由复合体Ⅲ执行的，将电子由辅酶Q传递给细胞色素c的过程 3.由复合体Ⅳ执行，将电子由细胞色素c传递给氧的过程。 4 煤气(CO) 中毒时, 机体的耗氧量降低, 为什么? CO会阻断电子在细胞色素氧化酶中的传递作用，抑制a 3 的亚铁形式。 因为CO阻断电子传递作用，所以电子无法最终传递给氧和H+生成水，所以机体的耗氧量降低。 5 何谓P/O 值, 其生物学意义如何? P/O比是指每消耗1 mol 的氧原子使无机磷酸掺入到ATP中的摩尔数。 在氧化磷酸化过程中氧的消耗和ATP生成的个数之间有一定的关系，这种关系
公卫执业医师生物化学考点：生物氧化
公卫执业医师生物化学考点：生物氧化 公卫执业医师生物化学考点：生物氧化 生物氧化是在生物体内，从代谢物脱下的氢及电子﹐通过一系列酶促反应与氧化合成水﹐并释放能量的过程。下面是应届毕业生店铺为大家整理的公卫执业医师生物化学考点：生物氧化，希望对大家有所帮助。 生物氧化 一、生物能学的几个概念 （一）化学反应中的自由能变化及其意义 1、化学反应中的自由能 自由能：在一个体系中，能够用来做有用功的那一部分能量称自由能，用符号G表示。 在恒温、恒压下进行的化学反应，其产生有用功的能力可以用反应前后自由能的变化来衡量。 自由能的变化：△G = G产物— G反应物= △H —T△S △G 代表体系的自由能变化，△H代表体系的焓变化，T代表体系的绝对温度，△S代表体系的熵变化。 焓与熵都是体系的状态函数。 焓代表体系的内能与压力P*体积V之和：H = U + P*V dH = dU + P*dV + V*dP 熵代表体系中能量的分散程度，也就是体系的无序程度：△S = dQ/T ，△S = △S体系+△S环境，只有△S≥0，过程才能自发进行。 2、△G是判断一个过程能否自发进行的根据 △G<0，反应能自发进行，能做有用功。 △G>0，反应不能自发进行，必须供给能量。 △G=0，反应处于平衡状态。 一个放热反应（或吸热反应）的总热量的变化（△H），不能作为此反应能否自发进行的判据，只有自由能的变化才是唯一准确的指标。 △G<0仅是反应能自发进行的必要条件，有的反应还需催化剂才
能进行，催化剂（酶）只能催化自由能变化为负值的反应，如果一个反应的自由能变化为正值，酶也无能为力。 当△G为正值时，反应体系为吸能反应，此时只有与放能反应相偶联，反应才能进行。 （二）标准自由能变化及其与化学反应平衡常数的关系 aA+bB → cC+dD 标准自由内能变化：在规定的标准条件下的自由能变化，用△G°表示。 标准条件：25℃，参加反应的物质的浓度都是1mol∕L（气体则是1大气压）。若同时定义pH =7。0，则标准自由能变化用△G°′表示。 对于一个溶液中的化学反应： aA + bB → cC + dD 当反应达到平衡时，△G = 0 K′是化学反应的平衡常数，因此，△G°′ 也是一个常数。 常见物质的标准生成自由能△G°′已经列在各种化学手册中，可以根据△G°′= —RT lnK的公式求出平衡常数K′。 P15 举例说明如何用K′求出△G °′ 和△G 从例子可以看出△G °′和△G实际上是两个不同条件下的自由能变化值。 （1）△G°′是标准条件下的自由能变化，既反应物A、B、C、D 的起始浓度都为1mol/L，温度为25℃，pH=7。0时的△G。每一个化学反应都有其特定的标准自由能变化（既△G °′），是一个固定值，△G是任意给定条件下的自由能变化，它是反应物A、B、C、D的起始浓度、温度、pH的状态函数，在一个自发进行的化学反应中，自由能总是在降低，△G总是负值，随着反应向平衡点的趋近，△G的绝对值逐渐缩小，直到为0。 （2）从△G°′= —RT lnK′，可以求出K′及△G °′，根据△G °′、△G 与K′可以判断任何条件下反应进行的方向及程度。 （三）自由能变化的可加和性。 在偶联的几个化学反应中，自由能的总变化等于每一步反应自由
生物化学：生物氧化
1与非生物氧化相比生物氧化的特点：生物氧化是酶促反应，反应条件（如温度、pH）温和；而体外燃烧则是剧烈的游离基反应，要求在高温、干燥的条件下进行；生物氧化分阶段逐步缓慢地氧化，能量也逐步释放；而体外燃烧能量是爆发式释放出来的；生物氧化释放的能量有相当多的转换成ATP中活跃的化学能，用于各种生命活动；体外燃烧产生的能量则转换为光和热，散失在环境中。 2高能化合物：在标准条件下(pH7，25℃，1mol/L)发生水解时，可释放出大量自由能的化合物。习惯上把“大量”定义为5kcal/mol(即20.92kJ/mol)以上。 3高能键：在高能化合物分子中，被水解断裂时释放出大量自由能的活泼共价键。高能键常用符号“~ ”表示 4ATP的特殊作用：ATP起“共同中间体”作用。ATP具较高的磷酸基团转移势能，倾向于把高能磷酸根转移给受体；在传递能量方面起转运站作用。既接受代谢反应释放的能量，又可供给代谢反应所需的能量，是能量的载体和传递者，而不是储存者，储能物质：磷酸肌酸、磷酸精氨酸；生成其它核苷三磷酸（NTP）。 4生物氧化产生ATP：生物体降解燃料分子的主要意义是取得供其发育所需要的能量。因此，利用生物氧化形成ATP，是生物体内ATP形成的主要方式；生物氧化的第一阶段也能产生少量的ATP，这是以底物水平磷酸化的方式产生的；生物氧化的第二阶段是产生ATP的主要阶段，通过氧化磷酸化的方式产生。 5底物水平磷酸化：代谢物通过氧化形成的高能磷酸化合物直接将磷
酸基团转移给ADP，使之磷酸化生成ATP。 6氧化磷酸化：NADH或FADH2将电子传递给O2的过程与ADP的磷酸化相偶联，使电子传递过程中释放出的能量用于ATP的生成。氧化磷酸化的过程需要氧气作为最终的电子受体，它是需氧生物合成ATP的主要途径。 7在光合作用的过程中也能形成ATP，这种ADP的磷酸化方式叫光合磷酸化。光合磷酸化：由光驱动的电子传递过程与ADP的磷酸化相偶联，使电子传递过程中释放出的能量用于ATP的生成。 8能荷= (ATP+0.5ADP) / (ATP+ADP+AMP) 第二节 1概念：在生物氧化过程中，代谢物上脱下的氢经过一系列的按一定顺序排列的氢传递体和电子传递体的传递，最后传递给分子氧并生成水，这种氢和电子的传递体系称为电子传递链（ETC），又称呼吸链。 2其中NADPH不进入呼吸链合成ATP，而是作为生物合成的还原剂，与生物合成有关；只有NADH和FADH2进入呼吸链。所以呼吸链有两条：由NADH开始的呼吸链——NADH呼吸链；由FADH2开始的呼吸链——FADH2呼吸链。 3NADH-CoQ还原酶（复合物I）琥珀酸-CoQ还原酶（复合物Ⅱ）CoQ-细胞色素c还原酶（复合物III ）细胞色素氧化酶（复合物Ⅳ） 4烟酰胺脱氢酶是指以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶, 属于烟酰胺的衍生物。以NAD+为辅酶的脱氢酶主要参与线粒体底物到分子氧的传递,
生物化学第七章生物氧化
生物化学第七章生物氧化 适用于高中生物竞赛 一、生物氧化的概念和特点： 物质在生物体内氧化分解并释放出能量的过程称为生物氧化。与体外燃烧一样，生物氧化也是一个消耗O2，生成CO2和H2O，并释放出大量能量的过程。但与体外燃烧不同的是，生物氧化过程是在37℃，近于中性的含水环境中，由酶催化进行的；反应逐步释放出能量，相当一部分能量以高能磷酸酯键的形式储存起来。 二、线粒体氧化呼吸链： 在线粒体中，由若干递氢体或递电子体按一定顺序排列组成的，与细胞呼吸过程有关的链式反应体系称为呼吸链。这些递氢体或递电子体往往以复合体的形式存在于线粒体内膜上。主要的复合体有： 1．复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）：由一分子NADH还原酶（FMN），两分子铁硫蛋白（Fe-S）和一分子CoQ组成，其作用是将（NADH+H+）传递给CoQ。 铁硫蛋白分子中含有非血红素铁和对酸不稳定的硫。其分子中的铁离子与硫原子构成一种特殊的正四面体 结构，称为铁硫中心或铁硫簇，铁硫蛋白是单电子传递体。泛醌（CoQ）是存在于线粒体内膜上的一种脂溶性醌类化合物。分子中含对苯醌结构，可接受二个氢原子而转变成对苯二酚结构，是一种双递氢体。
2．复合体Ⅱ（琥珀酸-泛醌还原酶）：由一分子琥珀酸脱氢酶（FAD），两分子铁硫蛋白和两分子Cytb560组成，其作用是将FADH2传递给CoQ。 细胞色素类：这是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质，为单电子传递体。细胞色素可存在于线粒体内膜，也可存在于微粒体。存在于线粒体内膜的细胞色素有Cytaa3，Cytb（b560，b562，b566），Cytc，Cytc1；而存在于微粒体的细胞色素有CytP450和Cytb5。 3．复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶）：由两分子Cytb（分别为Cytb562和Cytb566），一分子Cytc1和一分子铁硫蛋白组成，其作用是将电子由泛醌传递给Cytc。 4．复合体Ⅳ（细胞色素c氧化酶）：由一分子Cyta和一分子Cyta3组成，含两个铜离子，可直接将电子传递给氧，故Cytaa3又称为细胞色素c氧化酶，其作用是将电子由Cytc传递给氧。 三、呼吸链成分的排列顺序： 由上述递氢体或递电子体组成了NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链两条呼吸链。 1．NADH氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为： NAD+→[FMN(Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2丙酮酸、α-酮戊二酸、异柠檬酸、苹果酸、β-羟丁酸、β-羟脂酰CoA和谷氨酸脱氢后经此呼吸链递氢。 2．琥珀酸氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为： [FAD(Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2琥珀酸、3-磷酸甘油（线粒体）和脂酰CoA脱氢后经此呼吸链递氢。
第七章 生物氧化-r 生物化学试卷
生物氧化 一、选择题 1．体内CO2来自：C A 碳原子被氧原子氧化 B 呼吸链的氧化还原过程 C 有机酸的脱羧 D 糖原的分解2．线粒体氧化磷酸化解偶联是意味着：D 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ATP 3．P/O比值是指：C A 每消耗一分子氧所需消耗无机磷的分子数 B 每消耗一分子氧所需消耗无机磷的克数 C 每消耗一分子氧所需消耗无机磷的克原子数 D 每消耗一分子氧所需消耗无机磷的克分子数 4．各种细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是：D A a→a3→b→c1→c→1/2O2 B b→a→a3→c1→c→1/2O2 C c1→c→b→a→a3→1/2O2 D b→c1→c→aa3→1/2O2 5．细胞色素b，c1，c和P450均含辅基：D A Fe3+ B 血红素 C C 血红素A D 铁卟啉 7．劳动或运动时ATP因消耗而大量减少，此时：A 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 8．人体活动主要的直接供能物质是：D A 葡萄糖 B 脂肪酸 C 磷酸肌酸 D ATP 9．下列属呼吸链中递氢体的是：C A 细胞色素 B 尼克酰胺 C 黄素蛋白 D 铁硫蛋白 11．肝细胞胞液中的NADH进入线粒体的机制是：D A 肉碱穿梭 B 柠檬酸-丙酮酸循环 C α-磷酸甘油穿梭 D 苹果酸-天冬氨酸穿梭12．ATP的贮存形式是：D A 磷酸烯醇式丙酮酸 B 磷脂酰肌醇 C 肌酸 D 磷酸肌酸 13．关于电子传递链的下列叙述中哪个是不正确的？ D A 线粒体内有NADH+呼吸链和FADH2呼吸链。 B 呼吸链中，电子传递的速度与胞内ADP的浓度有关。 C 呼吸链上的递氢体和递电子体基本上按其标准氧化还原电位从低到高排列。 D 线粒体呼吸链是生物体唯一的电子传递体系。 14．下列化合物中除( )外都是呼吸链的组成成分C。 A CoQ B Cytb C CoA D NAD+ 15．一氧化碳中毒是由于抑制了哪种细胞色素？ D A Cytc B Cytb C Cytc D Cyt aa3 16．线粒体外NADH经α-磷酸甘油穿梭作用，进入线粒体内实现氧化磷酸化，生成的ATP 为多少个？ C
生物化学 第7章 生物氧化与氧化磷酸化
第七章生物氧化与氧化磷酸化 一、填空题： 1．电子传递链在原核细胞中存在于上，在真核细胞中存在于上。2．鱼藤酮能阻断电子由向的传递，利用这种毒性作用，可作为重要的。3．在动物体中形成ATP 的方式有和，但在绿色植物中还能进行。 4．电子传递链上的电子传递是一种反应，而A TP的合成过程则是一种反应。 5．电子传递链上电子传递与氧化磷酸化之间的偶联部位是之间，之间，______________之间。 6．典型的生物界普遍存在的生物氧化体系是由、和三部分组成的。7．解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是，是英国生物化学家于1961年首先提出的。 8．典型的呼吸链包括和两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的不同而区分的。 9．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有和两种。10．NADH呼吸链中氧化磷酸化发生的部位是在之间；之间；之间。11．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进入呼吸链氧化，其P/O比分别为和。 12．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是；而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是。 13．用特殊的抑制剂可将呼吸链分成许多单个反应，这是一种研究氧化磷酸化中间步骤的有效方法，常用的抑制剂及作用如下： ①鱼藤酮抑制电子由向的传递。 ②抗霉素A抑制电子由向的传递。 ③氰化物、CO抑制电子由向的传递。 二、选择题(只有一个最佳答案)： 1．把电子从Cytc l传递到氧是哪类物质完成的( ) ①铁硫蛋白②黄素蛋白③细胞色素④烟酰胺核苷酸类 2．下列化合物中不是电子传递链成员的是( ) ①CoQ ②NAD+③CoA ④Cytc1 3．能被氧直接氧化的是( ) ①CoQ ②Cytb ③Cyta ④Cyta3 4．不属于电子传递抑制剂的是( ) ①一氧化碳②抗霉素③2，4-二硝基苯酚④氰化物 5．属于解偶联剂的是( ) ①2,4-二硝基苯酚②硫化氢③叠氮化合物④抗霉素A 6．在真核生物中，1分子葡萄糖在有氧和无氧情况下分解时，净生成ATP分子数最近似的比值是( ) ①2 ②6 ③18 ④36 7．乙酰辅酶A彻底氧化时，其P／O比是( ) ①2 ②0.5 ③3 ④1.5
生物化学生物氧化试题及答案
【测试题】 一、名词解释 1。生物氧化2。呼吸链3。氧化磷酸化 4. P/O比值 5。解偶联剂 6.高能化合物7。细胞色素8.混合功能氧化酶 二、填空题 9．琥珀酸呼吸链的组成成分有____、____、____、____、____。 10．在NADH 氧化呼吸链中,氧化磷酸化偶联部位分别是____、____、____,此三处释放的能量均超过____KJ。11．胞液中的NADH+H+通过____和____两种穿梭机制进入线粒体,并可进入____氧化呼吸链或____氧化呼吸链,可分别产生____分子ATP或____分子ATP。 12．ATP生成的主要方式有____和____. 13．体内可消除过氧化氢的酶有____、____和____。 14．胞液中α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是____，线粒体中α—磷酸甘油脱氢酶的辅基是____。 15．铁硫簇主要有____和____两种组成形式，通过其中的铁原子与铁硫蛋白中的____相连接。 16．呼吸链中未参与形成复合体的两种游离成分是____和____。 17．FMN或FAD作为递氢体,其发挥功能的结构是____。 18．参与呼吸链构成的细胞色素有____、____、____、____、____、____。 19．呼吸链中含有铜原子的细胞色素是____. 20．构成呼吸链的四种复合体中, 具有质子泵作用的是____、____、____。 21．ATP合酶由____和____两部分组成,具有质子通道功能的是____，____具有催化生成ATP 的作用。 22．呼吸链抑制剂中，____、____、____可与复合体Ⅰ结合，____、____可抑制复合体Ⅲ,可抑制细胞色素c氧化酶的物质有____、____、____. 23．因辅基不同，存在于胞液中SOD为____,存在于线粒体中的 SOD为____，两者均可消除体内产生的____。 24．微粒体中的氧化酶类主要有____和____。 三、选择题 Ａ型题 25．氰化物中毒时被抑制的细胞色素是： A.细胞色素b560 B.细胞色素b566 C.细胞色素c1 D。细胞色素c E.细胞色素aa3 26．含有烟酰胺的物质是： A. FMN B. FAD C. 泛醌 D。 NAD+ E。 CoA 27．细胞色素aa3除含有铁以外，还含有： A。锌 B。锰 C。铜D。镁 E.钾 28．呼吸链存在于: A.细胞膜 B.线粒体外膜 C。线粒体内膜 D.微粒体 E.过氧化物酶体 29．呼吸链中可被一氧化碳抑制的成分是： A。 FAD B. FMN C. 铁硫蛋白 D. 细胞色素aa3E。细胞色素c 30．下列哪种物质不是NADH氧化呼吸链的组分? A. FMN B. FAD C. 泛醌 D. 铁硫蛋白 E。细胞色素c 31．在氧化过程中可产生过氧化氢的酶是： A. SOD B.琥珀酸脱氢酶 C.细胞色素aa3 D.苹果酸脱氢酶 E。加单氧酶 32．哪种物质是解偶联剂？ A。一氧化碳 B。氰化物 C.鱼藤酮 D。二硝基苯酚 E。硫化氰
【生化大纲解析完整版】第七章 生物氧化和生物能学
第七章生物氧化和生物能学 1.生物氧化的特点、方式和酶类 ①特点:生物氧化和有机物质体外燃烧在化学本质上是相同的，遵循氧化还原反应的一般规律，所耗的氧量、最终产物和释放的能量均相同。 a.在细胞内、温和的环境中经酶催化逐步进行。 b.能量逐步释放，一部分以热能形式散发,以维持体温;一部分以化学能形式储存，供生命活动能量之需(约40%)。 c.生物氧化生成的H 2O是代谢物脱下的氢与氧结合产生的。H 2 O也直接参与生物氧化反应;CO 2 由有机酸脱羧产生。 d.生物氧化的速度由细胞自动调控。 ②方式：酶催化 a.脱氢:底物在脱氢酶的催化下脱氢 b.加氧:底物分子中加入氧原子或氧分子 c.脱电子:底物脱下电子，使其原子或离子价增加而被氧化。失去电子的反应为氧化反应，获得电子的反应为还原反应 ③酶类： a.脱氢酶 在酶学分类中属于第一大类。 使代谢物的氢活化、脱落，并将其传递给其他受氢体或中间传递体。 b.加氧酶 是催化分子氧的氧原子与底物结合的氧化反应酶的总称，属于氧化还原酶类。 c.氧化酶 氧化酶(oxidase) 过氧化物酶体中的主要酶类。 氧化酶约占过氧化物酶体酶总量的一半，包括:尿酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶、L-氨基酸氧化酶和L -α-羟基酸氧化酶等。 d.传递体 传递体是生物氧化过程中起着中间传递氢或传递电子作用的物质，它们既不能使代谢物脱氢，也不能使氧活化。传递体只存在于不需氧脱氢酶所催化的代谢物脱氢的生物氧化体系中。 递氢体黄素蛋白传递体及辅酶Q 递电子体细胞色素及铁硫蛋白 2.线粒体氧化体系 （1）呼吸链的概念 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复合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。（2）呼吸链的组成成分 ①烟酰胺核苷酸（NAD+）。多种底物脱氢酶以NAD+为辅酶，接受底物上脱下的氢成为还原态的NADH+H+，是氢（H+和e-）传递体。 ②黄素蛋白。黄素蛋白以FAD和FMN为辅基，接受NADH+H+或底物（如琥珀酸）上的质子和电 子，形成FADH 2或FMNH 2 ，穿递质子和电子。 ③铁硫蛋白或铁硫中心，也称非血红素蛋白，是单电子传递体，氧化态为Fe3+，还原态为Fe2+。 ④辅酶Q，又称泛醌，是脂溶性化合物，它不仅能接受脱氢酶的氢，还能接受琥珀酸脱氢酶等的氢（H+和e-），是处于电子传递链中心地位的载氢体。 ⑤细胞色素类，是含铁的单电子传递载体。铁原子处于卟啉的中心，构成血红素，它是细胞
生物氧化,生物化学习题与答案
第七章生物氧化 一、A型题 1.下列代谢物中，可通过生物氧化完全分解的是（）P.124 A.核酸 B.胆固醇 C.葡萄糖 D.维生素 E.无机离子 2.糖、脂肪和蛋白质在生物氧化过程中都会生成（）P.124 A.甘油 B.氨基酸 C.丙酮酸 D.胆固醇 E.乙酰辅酶A 3.关于呼吸链的下列叙述，错误的是（）P.125 A.递氢体同时也传递电子 B.电子载体同时也传递氢 C.一氧化碳可抑制其电子传递 D.传递还原当量过程可偶联ADP磷酸化 E.呼吸链组分通常按E0′值由小到大的顺序排列 4.在线粒体内进行的代谢是（）P.125 A.糖酵解 B.糖原合成 C.核糖体循环 D.氧化磷酸化 E.脂肪酸合成 5.糖、脂肪酸、氨基酸代谢的结合点是（）P.125 A.丙酮酸 B.琥珀酸 C.延胡索酸 D.乙酰辅酶A E.磷酸烯醇式丙酮酸 6.真核生物呼吸链的存在部位是（）P.126 A.微粒体 B.细胞核 C.细胞质 D.线粒体 E.过氧化物酶体 7.下列酶中，属于呼吸链成分的是（）P.126 A.NADH脱氢酶 B.丙酮酸脱氢酶 C.苹果酸脱氢酶 D.葡萄糖-6-磷酸酶 E.6-磷酸葡萄糖脱氢酶 8.下列辅助因子中不参与递氢的是（）P.126 A.FH4 B.CoQ C.FAD D.FMN E.NAD+ 9.下列成分中，不属于呼吸链组分的是（）P.126 A.Cu2+ B.FAD C.泛醌 D.辅酶A E.细胞色素 10.关于NADH的下列叙述，错误的是（）P.126 A.又称还原型辅酶Ⅰ
B.可在细胞质中生成 C.可在线粒体内生成 D.在细胞质中氧化并生成ATP E.在线粒体内氧化并生成ATP 11.催化电子在NADH与辅酶Q之间传递的是（）P.126 A.FAD B.黄素蛋白 C.细胞色素b D.细胞色素c E.细胞色素c氧化酶 12.下列成分中脂溶性的是（）P.127 A.泛醌 B.FMN C.NAD+ D.铁硫蛋白 E.细胞色素c 13.下列成分中，属于呼吸链递氢体的是（）P.127 A.辅酶Q B.铁硫蛋白 C.细胞色素a D.细胞色素b E.细胞色素c 14.电子传递链中，某一组分在生理条件下能接受来自一个以上还原型辅助因子的电子，该组分是（）P.127 A.辅酶Q B.细胞色素a C.细胞色素b D.细胞色素c E.细胞色素c1 15.下列成分中，不含血红素的是（）P.127 A.肌红蛋白 B.铁硫蛋白 C.细胞色素c D.过氧化氢酶 E.过氧化物酶 16.下列成分中，属于呼吸链成分的是（）P.127 A.铁蛋白 B.铁硫蛋白 C.血红蛋白 D.转铁蛋白 E.细胞色素P450 17.关于细胞色素的下列叙述，正确的是（）P.127 A.是呼吸链递氢体 B.是一类血红素蛋白 C.又称细胞色素c氧化酶 D.都紧密结合在线粒体内膜上 E.在呼吸链中按细胞色素b→细胞色素c→细胞色素cl→细胞色素aa3排列 18.下列金属离子中，参与呼吸链电子传递的是（）P.127 A.钴离子 B.镁离子 C.钼离子 D.铁离子 E.锌离子 19.细胞色素c氧化酶除含血红素辅基外，尚含有（），它也参与电子传递P.127 A.钴 B.镍 C.铁 D.铜
呼吸链 生物化学
第七章生物氧化 1、生物氧化（biological oxidation）：物质在体内进行氧化称生物氧化。 主要指营养物质在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和水的过程。 生物氧化又称组织呼吸或细胞呼吸。 生物氧化释放的能量：主要（40%以上）用于ADP的磷酸化生成A TP，供生命活动之需。 其余以热能形式散发用于维持体温。 2、生物氧化内容 （1）生物体内代谢物的氧化作用、代谢物脱下的氢与氧结合成水的过程。 （2）生物体内二氧化碳的生成。 （3）能量的释放、储存、利用（ATP的代谢——A TP的生成与利用）。 3、生物氧化的方式——遵循一般氧化还原规律。 （1）失电子：代谢物的原子或离子在代谢中失去电子，其原子正价升高、负价降低都是氧化。（2）脱氢：代谢物脱氢原子（H=H++e）的同时失去电子。 （3）加氧：向底物分子直接加入氧原子或氧分子的反应使代谢物价位升高，属于氧化反应。向底物分子加水、脱氢反应的结果是向底物分子加入氧原子，也属于氧化反应。 4、生物氧化的特点 （1）在温和条件下进行（37℃，中性pH等）； （2）在一系列酶催化下完成； （3）能量逐步释放，部分储存在A TP分子中； （4）广泛以加水脱氢方式使物质间接获得氧； （5）水的生成由脱下的氢与氧结合产生； （6）反应在有水环境进行； （7）CO2由有机酸脱羧方式产生。 5、物质体外氧化（燃烧）与生物氧化的比较 （1）物质体内、体外氧化的相同点： 物质在体内外氧化所消耗的氧量、最终产物、和释放的能量均相同。 （2）物质体内、体外氧化的区别： 体外氧化（燃烧）产生的二氧化碳、水由物质中的碳和氢直接与氧结合生成； 能量的释放是瞬间突然释放。 5、营养物氧化的共同规律 糖类、脂类和蛋白质这三大营养物的氧化分解都经历三阶段： 分解成各自的构件分子（组成单位）、降解为乙酰CoA、三羧酸循环。