• 通过Fe3+ Fe2+ 互变起传递电子的作用
• Cyta：辅基是血红素A • Cytb：------------------B • Cytc： ------------------C ——卟啉的侧链基团不同
28
29
30
• Cytaa3复合体(细胞色素c氧化酶) 除Cu2+)
• 糖、脂和蛋白质的合成代谢途径各不相同，但是它们的分
解代谢途径则有共同之处，即糖、脂和蛋白质经过一系列分
解反应后都生成了酮酸并进入三羧酸循环，最后被氧化
成CO2和H2O。
第1节 生物氧化概述
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一、什么是生物氧化????
有机物质在生物体内细胞中氧化成二 氧化碳 和水并释放能量的过程。
细胞如何利用分子氧把代谢物分子中的氢 氧化为水? 细胞如何在酶的催化下把代谢物分子中的 碳氧化为二氧化碳? 细胞如何把氧化时产生的能量收集和储存 起来?
5. 泛醌
第五章 生物氧化与氧化磷酸化
维持生命活动的能量来源
• 光能（太阳能）：植物和某些藻类，通过 光合作用将光能转变成生物能。
• 化学能：动物和多数微生物，通过生物氧 化作用将有机物质存储的化学能释放出来， 并转变成生物能。
代谢
• 合成代谢一般是指将简单的小分子物质转变成复杂的大分子 物质的过程。
• 分解代谢则是将复杂的大分子物质转变成小分子物质的过程。
② △G = 0时，W =0，该反应处于平衡 ③ △G＞0时，W＜0，该反应不可自发进行，必须吸
收外来能量才能进行（吸能反应），同时，该反应 的逆过程可以自发进行。
偶联化学反应标准自由能变化的可加性
• 热力学上不利的反应可以由热力学上有利的 反应所驱动
• △G小于0只提示的是反应的方向而不是速率
氧化—还原电势
定义：一般将水解时能够释放20.9kJ/mol（5千卡 /mol) 以上自由能的化合物称为高能化合物。 G’< -20.9 kJ / mol 以：“~”表示
高能基团的传递
高能磷酸键
• 各种高能化合物的△Go`有高低之分
ATP “能量中间体”
化合物
磷酸烯醇式丙酮酸 3-磷 酸 甘 油 酸 磷 酸 磷酸肌酸 乙酰磷酸 磷酸精氨酸 AT P（ → A D P+Pi） A D P（ → A M P+Pi） A M P （ → 腺 苷 + Pi） 葡 萄 糖 -1-磷 酸 果 糖 -6-磷 酸 葡 萄 糖 -6-磷 酸 甘 油 -1-磷 酸
（一）电子传递链的组成
➢烟酰胺脱氢酶类 ➢黄素脱氢酶类 ➢铁硫蛋白类 ➢泛 醌 ➢细胞色素类
1. 烟酰胺脱氢酶类
NAD+ + 2e + 2H+ NADP+ + 2e + 2H+
NADH+H+ NADPH+H+
2. 黄素蛋白
FMN + 2e + 2H+ FAD + 2e + 2H+
FMNH2 FADH2
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（一）生物氧化的特点
• １.在常温、常压、接近中性的pH和多水环境中 进行。
• ２.在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐 步进行。
• ３.物质氧化分阶段进行，能量逐步释放。 • ４.生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶
联，实现能量的转移与利用。
（二）生物氧化的方式 1．生物氧化中CO2的生成 （1）直接脱羧作用 • 例如丙酮酸的脱羧 （2）氧化脱羧作用 • 例如苹果酸的氧化脱羧生成丙酮酸
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2．生物氧化中H2O的生成
（1）脱氢 • 催化脱氢反应的是各种类型的脱氢酶。
(２)氧化酶催化水的生成
• 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。
• ½ O2 + 2 H+ + 2 e- H2O
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二、 生物化学反应的自由能变化
当体系恒温、恒压下发生变化时
① △G＜0时，W＞0，体系对外作功，该反应可自发 进行，放能反应
线粒体基质：三羧酸循环、脂肪酸氧 化、氨基酸分解、蛋白质合成等有关 的酶 内膜与嵴：脱氢酶、电子传递体系、 偶联磷酸化的酶类
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一、电子传递链
一系列电子载体按对电子亲和力逐渐升高 的顺序组成的电子传递系统。
线粒体内膜
由供氢体、传递体、受氢体以及相应的酶催 化系统组成的这种代谢途径一般称为生物氧
化还原链，当受氢体是氧时，称为呼吸链。
2． 2
9． 2
ATP断裂成AMP 和焦磷酸
NH2
N
N
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
O O- P
O-
O O P O-
O-
H
H
OH OH
焦磷酸 7.7千卡/摩尔
磷酸肌酸和磷酸精氨酸 ——在生物体内起储存能量的作用
O NH P O C NH O N CH3 C H 2C O O H
e
提供电子 （还原剂）
得到电子 （氧化剂）
锌片溶解 Zn2+进入溶液
铜沉积 Cu2+得电子
失电子、被氧化、化合价增加 得电子、被还原、化合价减少
• 还原剂失电子的倾向 • 氧化剂得电子的倾向 氧化-还原电势
标准氧化还原电势、标准电势、标准还原电势 正值越大，越易得电子 负值越大，越易失电子
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三、高能化合物
O
NH
PO
C NH O
N HC H 3 N H 2
C H2C H2C H2C HC O O H
磷酸肌酸 （哺乳类）
磷酸精氨酸（虾、蟹）
第２节 电子传递链（呼吸链） 一、线粒体
• 真核细胞内的线粒体是生物氧化的 主要场所；
18
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线粒体分为外膜和内膜，之间为膜间 空隙 外膜：光滑 内膜：有许多向内折叠的突起， 称嵴 基质：存在内膜以内，胶体， 含 50% 以上蛋白质（酶）
3.铁硫蛋白
• 铁硫蛋白(简写 为Fe-S)
• 是一种与电子 传递有关的蛋 白质，它与其 它蛋白质组分 结合成复合物 形式存在。
铁硫蛋白
• (2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫和两个 铁原子。铁硫蛋白通过Fe3+ Fe2+ 变 化起传递电子的作用
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4.细胞色素类(Cyt)
• 是含铁的Pr • 以血红素为辅基 • 电子传递蛋白
磷酸基团转移势能
△ G o` （ 千 卡 /摩 尔 ）
△ G o` （ 千 焦 /摩 尔 ）
14． 8
61． 9
11． 8
49． 3
10． 3
43． 1
10． 1 7． 7
42． 3 32． 3
7． 3
30． 5
7． 3
30． 5
3． 4
14． 2
5． 0
20． 9
3． 8
15． 9
3． 3
13． 8