△G0’ = -Wmax = -nF△E0′ n = 转移电子数 F = 法拉第常数
（1摩尔 = 6.02×1023个电子 = 1法拉第 = 96485 库仑/摩尔＝96.5KJ/V.Mol＝23.062Kcal/Mol）
1-还原电势-生物体内还原电势
生物体内一些反应的标准氧化还原电势（P117）
还原剂
氧化剂
E’0伏
铁氧还蛋白（还原态） 铁氧还蛋白（氧化态） －0.43
H2 NADH(+H+) NADPH(+H+) Cytb（Fe2＋) 泛醌（还原态） Cytc（Fe2＋）
H2O
2H+ NAD+ NADP+ Cytb（Fe3＋） 泛醌（氧化态） Cytc（Fe3＋）
1/2O2+2H+
－0.42 －0.32 －0.32
F：法拉第常数 （96485库仑/mol） T：绝对温度 R：气体常数 （8.314焦耳/升·摩尔） N：为电子价数的变化
1-还原电势-概念
3、电子转移的方式
（1）电子形式转移： Fe2＋＋Cu2＋
Fe3＋＋Cu＋
（2) 氢原子形式的转移：
AH2+B
A+BH2
(3) 有机还原剂直接加氧时，电子转移至O:
NADH ＋ H+ ＋ FMN ↔ NAD+＋ FMNH2 琥珀酸 ＋ FAD ↔ 延胡索酸 ＋ FADH2 作用：传递电子和质子
广 有机物的C→CO2（脱羧作用：如TCA）
义
生 物
氧 化
有机物的H+O2→ H2O（氧化的电子传递过程） 狭 义 生
当有机物被氧化成CO2和H2O时，释放的能量是如 物
何贮存在ATP中（氧化磷酸化）
氧
化
2-生物氧化-特点
二、生物氧化的特点：
• 酶促反应（是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作 用下逐步完成）
基质
外膜
嵴
膜间腔
F 1 -F 0 复合体
内膜
线粒体结构模式图
3-呼吸链-线粒体
线粒体嵴的ATP合酶分子组成
F 1亚基 F 0亚基
外膜 内膜
膜间腔
3-呼吸链-概念
二、电子传递链（ETS）概念
概念：线粒体内膜（真核）上由多种蛋白质复合物组成并按一定 的顺序排列，能传递质子和电子的连续反应体系。
类型：NADH呼吸链
第二章生物氧化(电子传递与氧 化磷酸化)
1-还原电势-概念
原电池
负极
Zn
Zn电极标准电极 势： -0.763V
ZnSO 4
e 盐桥
正极
Cu
Cu电极标准电 极势： +0.34V
CuSO 4
Zn ＋ Cu2+ ↔ Zn2+ + Cu 还原剂 氧化剂 被氧化 被还原
两个半 反应
负极反应: Zn↔Zn2++2e 正极反应: Cu↔Cu2++2e
COOH 琥珀酸脱氢酶
CH2
CH2
COOH
COOH
CH + 2H+ + 2eCH
COOH
2-生物氧化-类型
•如乳酸脱氢酶
OH CH3CHCOOH
NAD+
（2）加水脱氢
O CH3CCOOH NADH
• 酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这一类。
H
H
H 2O
酶
RCO
R C OH
O R C OH + 2H + + 2e -
在光和作用生物体中，最初的电子供体＝受吸收光激发的 化学物质
• 如果存在2种对电子有亲和力的物质，那么电子能够通过 “连接线路”在两种物质间自然流动，通过电动势驱动到 另一亲电子物质
1、自由能和氧化还原电势的关系
生物体内的氧化还原反应基本原理和化学电池一 样，也可做成化学电池。
△G=-Wmax 且电池所做的最大功 = 电势差×电 量
0.07 0.10 0.235
0.815
1-还原电势-生物体内还原电势
• 电子从E0′值小的物质转移到E0′大的物质 • △E0′＝E0′电子受体－E0′电子供体 • △G0’ = -nF△E0′ △E0′ > 0 △G0 ’ <0
例题
练习
2-生物氧化-概念
第二节 生物氧化概述
一、生物氧化概念：
RH+½ O2
ROH
(4) 电子以氢负离子（：H-）的形式转移
1-还原电势-生物体内还原电势
二、生物体内的氧化还原电势
生物体内所有的工作都直接或间接地依赖氧化还原反应 中的电子流，电子流能为生物化学做功。
•“生物学电路”：电子源＝相关的还原性化合物如葡萄糖； 通过酶促氧化，释放的电子通过电子传递体自然地流向另一 具有高电子亲和力地物质如O2 • 在非光和作用生物体中，电子源＝还原性化合物（食物）
第三节 电子传递链（呼吸链)
一、线粒体的通透性
•外膜：自由透过小分子和离子 •内膜：
•不能自由透过小分子和离子，包括 NADH、ATP、ADP、Pi和 H+。
•有电子传递体、ATP合酶（FoF1） •膜间隙：含有许多可溶性酶、底物和一 些辅助因子。 基质：有丙酮酸脱氢酶、TCA的酶、脂肪 酸氧化的酶、氨基酸氧化的酶、DNA、核 糖体、ATP、ADP、Pi、Mg2＋、可溶的中 间产物、其他酶
• 条件温和（常温常压、近中性pH、有水的活细胞中） • 复杂的氧化还原过程 • 逐步放能，以ATP形式储存和转运能量 • 真核细胞在线粒体，原核细胞在细胞质进行。
2-生物氧化-类型
三、生物中氧化还原类型：
在生物氧化过程中，主要包括如下几种氧化方式。
1．脱氢氧化反应
（1）脱氢 • 催化脱氢反应的是各种类型的脱氢酶。
OH
2-生物氧化-类型
2．氧直接参加的氧化反应
• 加氧酶能够催化氧分子直接加入到有机分子中。
甲烷单加氧酶
CH4 + NADH + O2 CH3-OH + NAD+ + H2O
• 氧化酶主要催化以氧分子为电子受体的氧化反应， 反应产物为水。是各种脱氢反应中产生的氢质子 和电子的最后氧化形式。
练习
3-呼吸链-线粒体
E0
2+ Zn /
Zn=
-
0.76V
E0
2+ Cu /
Cu=+
0.34V
ΔE0 = E0正极-E0负极=+0.34V -(-0.76V)=+1.10V
1-还原电势-概念
2、电极电势计算：
a[氧化态] + ne = b [还原态] 任意电极电位(电势)的能斯特方程：
E=
E0
+
RT nF
ln[氧化剂]a [还原剂]b
FADH2呼吸链
AH2 2H
A
NADH++H (或 FADH2)
H2O
电子传递链
氧化过程
NAD+ (或 FAD)
氧
1/2 O2
化
磷
释放能量
酸 化
ADP + Pi ATP合成酶 ATP 磷酸化过程
3-呼吸链-组成

三、电子传递链的组成：
1、黄素蛋白类（FP）
与电子传递有关的黄素蛋白有两种，分别以FMN或FAD为辅基