生物化学复习提纲1. 生物氧化a)呼吸链:代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后,经过一系列的传递体,最后传递给被激活的氧分子,并与之结 合生成水的全部体系称呼吸链。
b) P/0比值:物质氧化时,每消耗 1摩尔氧原子所消耗无机磷的摩尔数,即一对电子经电子传递链转移至1摩尔氧原子时生成ATP 的摩尔数。
c) 生物氧化:有机物在生物体内氧的作用下,生成 CQ 和水并释放能量的过程称为生物氧化。
d) 高能化合物:含自由能高的磷酸化合物称为高能化合物。
e) 氧化磷酸化:伴随放能的氧化作用而进行的磷酸化作用称为氧化磷酸化。
f)底物水平磷酸化:底物水平磷酸化是在被氧化的底物上发生磷酸化作用,即在底物被氧化的过程中,形成了某些 高能的磷酸化合物,这些高能磷酸化合物通过酶的作用使ADP 生成ATPg) 电子水平磷酸化:电子由NADH 或FADH 经呼吸链传递给氧,最终形成水的过程中伴有 ADP 磷酸化为ATP,这一过程 称为电子水平磷酸化。
h) 磷酸-甘油穿梭系统:在脑和骨骼肌,胞液中产生的还原当量转运进入线粒体氧化的方式。
以磷酸甘油为载体,进 入线粒体FADH 氧化呼吸链氧化,生成 1.5分钟ATPoi)苹果酸-天冬氨酸穿梭系统:在心肌和肝,胞液中产生的还原当量转运进入线粒体氧化的方式。
以苹果酸为载体, 进入线粒体NADH R 化呼吸链氧化,生成 2.5分钟ATPo各种生物的新陈代谢过程虽然复杂,但却有共同特点:反应条件温和,由酶所催化,对内外环境条件有高度的适应 性和灵敏的自动调节机制。
有机物在生物体内氧的作用下,生成 CO 和HLO 并释放能量的过程称为生物氧化。
生物体内氧化反应有脱氢、脱电子、加氧等类型。
常见的高能化合物: 磷酸烯醇丙酮酸、乙酰磷酸、腺苷三磷酸、磷酸肌酸、乙酰辅酶A典型的呼吸链有 NADH 乎吸链与FADH 呼吸链。
呼吸链由线粒体内膜上 NADH 兑氢酶复合物(复合物I ),细胞色素b 、C 1复合物(复合物III )和细胞色素氧化酶(复合物IV ) 3个蛋白质复合物组成。
呼吸链中的主要成员包括以 NAD 或NADP为辅酶的烟酰胺脱氢酶类、以 FMN 或 FAD 作为辅基的黄素脱氢酶类、铁硫蛋白类( Fe-S )、辅酶Q 及依靠铁的化合价的变化来传递电子的细胞色素类。
NADH T FMN T Fe-S — CoQ — Fe-S — CoQ还原型 Cyt c — Cu A — a — a 3 — Cu B — Q 2Cyt b — Cyt c 1 — Cyt c — Cyt a — Cyt a 3 — 1/2 Q 2NADH H 化呼吸链:NADH — 复合体I — 辅酶Q — 复合体III — Cyt c — 复合体IV — Q ?琥珀酸氧化呼吸链: 琥珀酸 — 复合体II — 辅酶Q —复合体III — Cyt c —复合体IV —。
2 电子传递体系磷酸化是生物体内生成ATP 的主要方式。
电子传递是氧化放能反应,而 ADP 与 Pi 生成ATP 的磷酸化是吸能反应,氧化和磷酸化是偶联进行的。
化学渗透假说从能量转化方面解决了氧化磷酸化的基本问题,构象变化学说 可以详细地解释 ATP 生成的机制。
在电子传递过程中,将从线粒体内膜的内侧,转移到外侧的膜间隙,使内膜外侧的H 浓度高于内侧,形成电化学势,当 H+通过ATP 合酶回到线粒体内膜的内侧时,释放的能量用于合成 ATPo复合体I 电子传递顺序:复合体II 电子传递顺序: 琥珀酸 —FAD — 几种Fe-S — CoQ复合体III 电子传递顺序: QH2 — b;Fe-S;c 1 — Cyt c复合体IV 电子传递顺序: 细胞色素传递电子的顺序:NADH 乎吸链可产生2.5个ATP, FADH 呼吸链可产生1.5个ATR呼吸链阻断剂和质子通道阻断剂可以使线粒体的耗氧量和 ATP 生成量同步下降,解偶联剂(二硝基苯酚、解偶联蛋白)和离子载体类抑制剂则使线粒体的耗氧量增加,ATP 生成量下降。
复合体I 抑制剂:鱼藤酮、粉蝶霉素及异戊巴比妥等阻断传递电子到泛醌。
复合体II 抑制剂:萎锈灵。
复合体III 抑制剂:抗霉素A 阻断Cyt Bh 传递电子到泛醌,粘噻唑菌醇则作用Q 位点。
复合体W 抑制剂:CN 、N 3「紧密结合中氧化型 Cyt a 3,阻断电子由Cyt a 到CuB- Cyt a 3间传递。
CC 与还原型Cyt a 3结合,阻断电子传递给 Q 。
真核生物胞质中的NADHF 能直接通过线粒体的内膜。
在有氧状态下,肌肉、神经组织胞质中的NADH !过磷酸甘油穿梭,在线粒体内膜转化为 FADH,通过呼吸链合成1.5个ATPo 在肝、肾、心等组织中, NADH 通过苹果酸穿梭进入线 粒体,经呼吸链产生 2.5个ATPo磷酸甘油穿梭:① 苹果戢脱氢酶②谷草转鼠醐③r 酮戊二観载坏④酸性気基酸聲庠NADII+H +NAD-c=o线粒倬XJT苹果酸穿梭:线粒休 内膜CHOHCOOHNAD*NADH+H*CH ;COOHCHNH,匚OOH (CHj^COOH—CHOHCOOH(CH J J J COOHNAD +CHNH 2COOH CHNHjCOOH (CH^jCOOH口-屛酸It 油CH ;OHCHOH CH 2O- u 磷議甘油CH^OHCH 2O- Pi 箱酸二宛内帕XCOCOOH CHiCOOHn-爾戊二K草僦乙嚴②CQCOOH COCOOH (CHi^COOH2CHNH 2COOHCH J COOH天冬轉議CHjCOOH 夭字凰確①NADH+H*a-隠戊二IWCH 2COOH 苹果酸 COCOOHCHsCOOH2. 糖代谢a) 糖酵解:糖酵解是酶将葡萄糖降解成丙酮酸并生成ATP的过程。
b) 柠檬酸循环:由乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成含3个羧基的柠檬酸开始,在经过4次脱氢、2次脱羧,生成4分子还原当量和2分子CO,重新生成草酰乙酸的循环反应过程称为柠檬酸循环。
c) 乙醛酸循环:乙酰CoA在乙醛酸体内生成琥珀酸、乙醛酸和苹果酸;此琥珀酸可用于糖的合成,该过程称为乙醛酸循环。
d) 糖异生:从非糖化合物(乳酸、甘油、生糖氨基酸等)转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。
糖的分解代谢包括糖酵解、三羧酸循环、戊糖磷酸途径、葡糖醛酸途径、乙醛酸循环等代谢途径。
广义糖酵解是指葡萄糖转化为丙酮酸的过程。
反应在胞液中进行。
在糖酵解过程中,每分子葡萄糖可以转化为两分子的丙酮酸,同时净生成两分子ATP和两分子NADH在无氧条件下,NADH用于还原丙酮酸。
在乙醇发酵过程中,丙酮酸氧化脱羧生成乙醛,乙醛在乙醇脱氢酶的催化下被还原为乙醇。
而在激烈运动时,肌肉缺氧进行糖酵解的过程中,乳酸脱氢酶催化丙酮酸还原为乳酸。
糖酵解阶段中,由己糖激酶和果糖磷酸激酶催化的两步反应,各消耗1分子ATP在丙糖阶段,甘油酸-1,3-二磷酸和磷酸烯醇丙酮酸经底物水平磷酸化反应,各生产1分子ATP由于果糖-1,6-二磷酸在醛缩酶催化下裂解,相当于生成2分子甘油醛-3-磷酸。
每分子葡萄糖在糖酵解阶段净生成2分子ATP酵解途径存在3个不可逆反应,分别由己糖激酶、果糖磷酸激酶和丙酮酸激酶催化,糖酵解反应速度主要受这3个酶活性的调控。
其中果糖磷酸激酶是最关键的限速酶,其活性被ATP、柠檬酸变构抑制;被AMP果糖=1,6-二磷酸变构激活。
葡糖糖在有氧条件下氧化分解成CQ和HLO净生成32分子ATP,其反应过程可人为地划分为3个阶段。
第一阶段是糖酵解阶段。
甘油醛-3-磷酸在脱氢酶的催化下生成的2分子NADH依靠穿梭作用,进入线粒体内的呼吸链,产生5或3分子ATP糖有氧氧化的第二阶段是丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系催化下氧化脱羧变成乙酰辅酶A。
乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合为柠檬酸进入三羧酸循环(第三阶段) 。
丙酮酸经三羧酸循环途径能形成12.5个ATP分子。
柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶与a -酮戊二酸脱氢酶系是调控三羧酸循环的限速酶,其活性受ATP NADH等物质的抑制。
与三羧酸循环相关联的乙醛酸循环途径,具有两种关键的酶即苹果酸合酶与异柠檬酸裂解酶。
油料作物种子萌发时,可利用该途径将脂肪酸转化为糖类和氨基酸。
戊糖磷酸途径是生物体内普遍存在的需氧代谢途径。
其特点是葡萄糖直接脱氢和脱羧。
在整个反应过程中,脱氢酶的辅酶为NADP。
戊糖磷酸途径产生的核糖-5-磷酸是合成核酸的重要原料,产生的NADPH+参与脂肪酸、固醇类等的合成代谢。
糖异生指非糖物质如甘油、生糖氨基酸和乳酸等合成葡萄糖或糖原的过程。
糖异生基本上是糖酵解途径的逆过程,其中有三步与糖酵解不同。
丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸是沿丙酮酸羧化支路完成的。
因激酶的作用不可逆,果糖-1,6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸、葡糖-6-磷酸转变为葡萄糖是由相应的果糖-1,6-二磷酸酶和葡糖-6-磷酸酶催化水解脱去磷酸来完成的。
糖的生理功能:①氧化供能:糖类占人体全部供能量的70%②作为结构成分:作为生物膜、神经组织等的组分。
③作为核酸类化合物的成分:构成核苷酸,DNA RNA等。
④转变为其他物质:转变为脂肪或氨基酸等化合物。
丙酮酸的去向:生成乙酰辅酶A、生成乳酸、生成乙醇糖酵解的生理意义:1. 在无氧和缺氧条件下,作为糖分解供能的补充途径。
2. 在有氧条件下,作为某些组织细胞主要的供能途径。
糖酵解的全部反应过程:三羧酸循环的特点:①循环反应在线粒体(mitochondrion) 中进行,为不可逆反应。
②每完成一次循环,氧化分解掉一分子乙酰基,可生成10分子ATP③循环的中间产物既不能通过此循环反应生成,也不被此循环反应所消耗。
④三羧酸循环中有两次脱羧反应,生成两分子CQ。
⑤循环中有四次脱氢反应,生成三分子NADH和一分子FADH。
⑥循环中有一次底物水平磷酸化,生成一分子GTP⑦三羧酸循环的关键酶是柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和a-酮戊二酸脱氢酶系。
三羧酸循环的生理意义:①是糖、脂、蛋白质三大物质分解供能的共同通路。
②是糖、脂、蛋白质三大物质互变的共同途径。
三羧酸循环的全部反应过程:戊糖磷酸途径的生理意义:1. 是体内生成NADPH勺主要代谢途径;2. 是体内生成核糖-5-磷酸的唯一代谢途径;3. 单糖相互转换的途径。
乙醛酸循环的生理意义:1. 是富含脂肪的油料种子所特有的一种呼吸代谢途径。
2. 乙醛酸循环和三羧酸循环中存在着某些相同的酶类和中间产物。
3. 油料植物种子发芽时把脂肪转化为碳水化合物是通过乙醛酸循环来实现的。
葡萄糖至丙酮酸的代谢途径在有氧与无氧条件下有何主要区别?(1) 葡萄糖至丙酮酸阶段,只有甘油醛-3-磷酸脱氢产生NADH+H+。
NADH+H代谢去路不同,在无氧条件下去还原丙酮酸;在有氧条件下,进入呼吸链。
(2) 生成ATP的数量不同,净生成2mol ATP;有氧条件下净生成7mol ATP。